港珠澳大桥如何有效抗击16级强风？答案也许与藏在桥箱里的这个神秘装置有关。12月21日，由海创人才·专家联谊会、海创人才·南方创业服务中心主办,广东拙见文化发展有限公司承办的《无边界·科技生活》中国海归产业高峰论坛上，我国著名振动控制专家、港珠澳大桥抗风振装置的设计者尹学军，向观众分享了桥梁抗风振调谐质量减振器（TMD）减振系统。该技术也是此次港珠澳大桥，得以成功抗击“山竹”侵袭的关键技术。
101大楼里悬挂着
一颗重达660吨的大钢球
101大楼是台湾的一个地标性建筑，这里悬挂着的一颗大钢球也吸引了许多游客目光。这个金属球直径长5.5米，重达660吨，悬挂一个600多吨重的大钢球仅仅为了观赏？尹学军介绍，这个金属球就是一个阻尼器，当风来临时，大楼会产生强烈摆动，金属球可与大楼的摆动周期一致，但是方向相反。当大楼向右摆动时，金属球会向左摆动，从而能最大限度地抵消受风侵袭时大楼的摆幅及其摆动能量。
台湾101大楼挂置着阻尼器
这颗金属球便运用了TMD技术，它可以增加建筑的耗能能力。尹学军解释，TMD是调谐质量减振器（tuned mass damper）的英文缩写，也是此次港珠澳大桥抵御超强台风的核心装置，使用该技术，台风来的时候，共振会大大减小。据了解，尹学军团队为港珠澳大桥设计了悬挂式调谐质量减振器，这是由弹簧、阻尼器、质量块组成。虽然它高约3米、重达4吨以上，但非常灵敏，参数精确可调，而且免维护。
悬挂式调谐质量减振器
港珠澳大桥是世界上最长的跨海大桥，也是世界上最长的钢铁大桥，设计使用寿命长达120年。而伶仃洋海域是台风多发地，每年超过6级以上风速的时间接近200天。强风吹来时，在桥面附近形成漩涡，形成周期性向上向下的吸拉波动。当波动的频率和桥自身频率重合时，就会产生共振，桥便如同秋千般激荡起来，“像打秋千一样，风激起桥梁结构的振动，使整个桥激荡起来”。振幅就会越来越大，最后在一个振幅上维持平衡，风输入的能量与桥耗的能量在此刻也维持了平衡。如果振动控制措施不当，桥梁安全和疲劳寿命会受到影响。尹学军表示，“这个时候振幅一般比较大，不利于桥梁120 年的超长寿命，甚至会影响桥梁的安全，所以需要增加桥梁的阻尼，”尹学军进一步补充到，“阻尼是指耗能的能力，港珠澳大桥有多跨连续钢箱梁，阻尼小，实测只有约0.5%~0.7%。”
TMD的弹簧挂在
钢箱梁里面的框架上
阻尼要达到多少才能有效抗击16级强风?经过多次试验分析，专家们要求安装完TMD后，桥梁的阻尼比须达到1.0%以上。据悉，当92个调谐质量减振器最大质量在4吨时，桥梁阻尼比刚好满足1%。但尹学军认为这样的设计，缺乏足够的安全裕量。于是他决定将最大的减振器的质量，由4吨提高到4.8吨，阻尼也从1%增加到了平均1.4%。
