如何看待5月5日虎门大桥因剧烈晃动而封闭？是因为天气影响吗？
你想想，虎门大桥是珠江口的关键通道，它连通着广州和东莞，是经济往来的生命线。这种级别的桥梁，在设计和建造的时候，肯定要考虑到各种极端情况，包括大风、地震等等。所以，它本身应该是有一定抗震和抗风能力的。
那么，为什么会发生剧烈晃动，甚至需要封闭呢？
首先，天气因素是最直接的怀疑对象。5月5日那天，广东地区的天气情况怎么样？是不是有那种非常规的、突然的大风？“剧烈晃动”这个词，让人联想到的是那种非常规的大风，比如瞬间风速极高，而且风向多变，形成一种涡旋。
桥梁设计中有个很重要的概念叫做颤振（flutter）。这是一种空气动力学的不稳定现象。当风速达到某个临界值时，桥梁结构可能会和气流产生相互作用，导致越来越大的振动，最终可能引发灾难。很多著名的桥梁垮塌事故，比如塔科马海峡大桥，就与颤振有关。
虎门大桥的主跨是悬索桥（或者说是一个混合型的梁桥，但其跨度决定了它在风载荷方面会非常敏感），这种类型的桥梁在高风速下确实更容易受到气流的影响。如果5月5日当天，桥梁所在区域的风速超过了设计允许的范围，或者风的特性（比如阵风的频率、风的涡度）非常不利，就可能引发桥梁的共振，导致剧烈晃动。
除了天气，还有没有其他可能的原因呢？
虽然天气是最直接的导火索，但我们也不能排除其他潜在的因素，或者说天气的影响是被放大了：
1. 设计或施工中的问题： 虽然不大可能，但也不能完全排除设计或施工中存在的某些细节问题，比如某个连接件的疲劳、某些阻尼装置的失效等等。在正常情况下，这些问题可能不显现，但遇到极端天气时，这些小缺陷就会被放大，成为晃动的原因。
2. 维护和监测： 桥梁需要定期维护和精密的监测系统。有没有可能是维护不到位，或者监测系统没有及时发出预警？
3. 结构老化： 虎门大桥已经通车多年，任何桥梁结构都会有老化的问题。随着使用年限的增长，材料的性能可能会有所下降，对外部载荷的承受能力也可能减弱。
4. 桥梁的自然频率与风的激励频率相吻合： 桥梁就像一个巨大的乐器，它有自己的“自然频率”，也就是在不受外力时自己会振动的频率。而风吹过桥梁时，也会产生一种“激励频率”。如果这两个频率恰好非常接近，就会发生共振，导致振幅越来越大。天气可能是提供了这样一个“激励频率”。
5. 桥梁自身的振动模式： 桥梁在受力时，会以不同的方式振动，比如整个桥面上下起伏，或者发生扭转。不同类型的晃动，其原因可能也不完全一样。
官方的解释通常会是什么？
一般来说，在没有彻底查明原因之前，官方的解释可能会比较谨慎，通常会强调“为了公共安全，暂停通行”。如果确实是天气原因，他们会说“受强风影响”。如果后续调查发现是其他问题，会逐步公布。
我们普通人应该怎么看？
作为普通人，我们看到这样的新闻，首先要相信官方的通报。但同时，我们也可以理解，像虎门大桥这样的超级工程，一旦出现问题，原因往往是复杂且多方面的。
对工程质量的关注： 这类事件会让我们更加关注大型基础设施的质量和安全。
对监测和预警系统的信任： 好的监测和预警系统可以在问题发生初期就发现并处理，避免重大事故。
对天气的敬畏： 极端天气确实是不可忽视的力量，即使是最坚固的工程，在它面前也可能显得渺小。
总而言之，5月5日虎门大桥的剧烈晃动，天气因素，特别是异常的大风，很可能是最直接的诱因。但它也可能暴露了桥梁结构在特定极端条件下的某些敏感性，这需要进一步的专业调查来确认。这样的事件，提醒我们对工程安全和自然力量都要保持高度的重视。
网友意见
发小，清华大学土木工程系毕业的，在群里简单解释了一下。
过了一段时间，又发了一篇南方都市报的帖子
里面用的方法，就是他提到的。
后来桥梁工程协会主席验证了他的推测。
……………………………………
这么多人点赞，吓我一跳。不少人说，拆了水马之后又大波浪了。
看来问题复杂了，我又去问了问。
第一个回答的是非专业人士，和我的猜测差不多。后面的是发小说的。
作为科普，我觉得至少我们了解了大概的起因，解决和处理的方法、步骤。
没有发生大事故，很庆幸了。想了解更专业原因的，还是等官宣调吧，有数据才好有更专业的分析。
从视频声音来判断现场风力比较大，在没有其他外荷载激励的情况下，应该是风振所引起的，但风振还分为颤振、涡振、驰振、抖振等，具体是受风荷载何种影响还需要判断（空气动力学的问题比较复杂）。而从中央气象台的风场实况图中来看，珠江口风速并不算太大，理论上不至于对大桥有影响，不过现场风场往往还会受环境影响。
从结构上来说，悬索桥是靠一根根竖向缆索吊起钢箱梁，本身结构侧向刚度就比较弱，在风荷载作用下容易发生抖动，例如在景区内的吊桥，人在通过时就摇摇晃晃。但像虎门大桥抖动得这么剧烈还是比较罕见的。
类似的事故最著名的是塔科马海峡大桥，它是受颤振影响而坍塌的（网上很多地方错误地说成是涡振），颤振是横向气流与结构互相耦合作用而产生的自激振动，即气流导致结构振动，结构振动反过来又导致气动力增强，于是振动更加剧烈，最终导致振动发散结构毁坏。颤振一般以扭转振动为主，所以我们能在塔科马海峡大桥的视频中看到梁体左右扭动。
根据最新报道，虎门大桥主桥此次是由于特殊风况而产生了涡振，不过主体结构未受损。
涡振是气流经过结构时，结构两侧会周期性地脱落出旋转方向相反、排列规则的双列漩涡，形成周期性的正负压力（类似于拍皮球一样），如果漩涡的交替脱落频率接近结构的本身固有频率时，便会发生共振，导致结构变形急剧增大。涡振虽然不会引起结构突然破坏，但在低风速时比较容易发生，持续的振动可能会造成桥梁构件疲劳损伤，影响行人和行车的舒适性和安全性。
以下为大连理工大学张占彪博士对有无水马的CFD（计算流体动力学）仿真结果，可以明显看出水马改变了梁体的横向气动外形，使得气流在流经水马时产生漩涡。
无水马 https://www.zhihu.com/video/1244304595050258432 右侧有水马 https://www.zhihu.com/video/1244300678392446976更新：
笔者研究方向是桥梁结构健康监测与振动测试，这件事发生后在导师的安排下也分析了虎门大桥的振动响应数据。但笔者并不是做桥梁抗风方向的，以上内容只是抛砖引玉。转一篇多位业内专家对此的解释汇总https://mp.weixin.qq.com/s/NkIFEv_dTkeIBOicjAeTzA
检测结果显示，虎门大桥主体结构安全，可能很快就能通车了。
1）首先说现象：这是一次很典型的涡激共振，一般发生在风速不大，风向与桥梁大致垂直，来流很均匀（一般狂风暴雨不会有涡激共振）
2）再说结论：影响涡激共振主要原因是气动外形。此次录像中存在临时的防撞墙（水马），改变了外形，大概率是引起涡激共振的原因。
3）对结构安全的影响如何？应不会有很大的影响。目前大量的涡激共振案例后续检查，结构都是安全无恙的。
4）实桥怎么避免涡激共振：桥梁设计前利用风洞节段模型试验进行检验，或者采用CFD技术进行检查。图中就是一个节段模型试验照片。将桥梁选取一段，用8根弹簧悬挂在风洞之中，模拟桥梁的振动频率。通过试验就可以获得涡激共振响应，据此评估桥梁是否具有发生涡激共振的可能性。
5）有了涡激共振怎么办？改变气动外形，比如改变风嘴形状，改变检修车轨道位置，防撞护栏形式等等。另外，还可以增加TMD（调节质量阻尼器），也可以控制涡激共振。但这些方法都需要进行试验验证。
日本Tozaki Bridge双层翼板气动措施
TMD阻尼减振措施
============分割线===============
果然热点厉害，破百了。那就补充几个桥梁涡激共振视频，很震撼！
一个施工中的桥梁涡激共振（Alconétar Arc Bridg）
https://www.zhihu.com/video/1241121206075891712 https://www.zhihu.com/video/1241121429124685824上面视频是韩国 the 2nd Jindo Bridge的涡激共振
==============再补充点资料========
下面视频还是韩国 the 2nd Jindo Bridge的暴风下的TMD工作状态。可以看到TMD是可以起到减振作用的。
https://www.zhihu.com/video/1241359549359472640
这是一个非常典型的卡门涡街现象，罪魁祸首很有可能就是桥梁维护中安放的这一排水马，一种用于分割路面或形成阻挡的塑制壳体障碍物。
就是你开车经常能在路上看到的这个物体。
在这次事故中，水马改变了大桥的共振特性，当一定速度的风吹过，不大不小，刚刚好是今天的风速8m/s，穿过大桥的气流会周期性地产生两串平行的反向旋涡，连续性的旋涡会对被绕的桥梁产生周期性浸染力，这种浸染力和大桥震动的频率接近时，就会产生共振。
共振越强，大桥摆动扭曲的幅度便会越大，好在今天的共振不强，及时拆卸了水马，没有酿成桥毁人亡的事故。
但这也在一定程度上暴露出了我们在桥梁养护过程中，缺乏足够的专业人员指导，忽视了桥梁的特性。
卡门涡街的提出者正是鼎鼎大名的冯·卡门，钱学森、钱伟长、郭永怀的导师，20世纪最伟大的航天工程学家，开创了数学和基础科学在航空航天和其他技术领域的应用，被誉为“航空航天时代的科学奇才”。
历史上最为著名的因共振而导致的桥梁倒塌事故当属美国的塔科马海峡吊桥事件——它既是现代桥梁建筑史上最为标志性的灾难，也成为物理学和工程学的经典研究案例。
1940年11月7日，技术人员在7：30测得风速为38英里/小时，两小时后增强至42英里/小时，而此时的塔科马海峡吊桥，桥面波浪形起伏已达1米多。疯狂的扭动使得路面一侧翘起达8.5米，倾斜达到45度。而这一切刚好被正在附近拍摄电影的团队收入镜头当中，留下了珍贵的影像。
最终，承受着大桥重量的吊索接连断裂，与120多米的大桥主体轰然坠入塔科马海峡，激起了一大片烟尘。
塔科马海峡吊桥倒塌后第二天，著名物理学家冯·卡门觉得此事不妥，便用一个塔科马海峡吊桥模型进行试验。结果不出他所料，塔科马海峡吊桥倒塌事件的元凶，正是“卡门涡街”引起的桥梁共振。
自此以后，土木工程界充分认识到了空气动力学对桥梁带来的影响，后面所有的大型桥梁都要在风洞中进行相关共振实验，以免产生类似事故。
虎门大桥1992年开始建设，1997年5月通车，已经安全服务超过20年，历经考验，质量绝对过关。但此次事故之后仍然需要进行检测，以除后患。
最近在西瓜视频上看到一个比较好的讲解这次虎门大桥异常抖动原理的视频，是一个叫 物理雷老师 的物理老师创作的。要是大家对上面文字理解起来比较吃力的话，看这个视频会直观易懂一些。我看这个平台还有很多高质量输出能力的优质博主和视频的，确实挺不错的，我也想去开拓一下，把文字变成视频内容。
虎门大桥抖动原理解析 https://www.zhihu.com/video/1242106676703772672类似的话题
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