回顾桥梁史上的里程碑事件:塔科马大桥的倒塌引
昨天虎门大桥的涡振事件引发全网热议,对桥梁熟悉的同行很容易想到塔科马大桥的倒塌事件,这一事件成为桥梁史上的经典案例,也打开了桥梁专家对风振问题的研究之路,以下内容来自搜狐整理。
半个多世纪前,美国的一座海峡大桥就以这样的方式结束了生命。通车4个月,被海风吹垮,这座大桥似乎会沦为笑柄。然而,它的牺牲却成为了桥梁史上的经典,频频被收录在各种工程教科书中。
塔科马海峡大桥
备受瞩目的“美国第三大悬索桥”
塔科马海峡大桥,对很多人来说是一个陌生的名字。但是,它在风中诡异扭动的画面,却广为流传。如果事先没有了解过,你一定不会相信自己的眼睛。
这座桥在当时是美国第三大悬索桥,一度被称为“工程界的珍珠港”。设计师是业界精英,曾先后参与各著名大桥的建造;建筑工人也兢兢业业,绝不存在偷工减料违规造假。但是大桥建成开通仅4个月后,就在人们惊恐的注视中坠入海峡。万幸的是,作为20世纪最严重的工程设计错误之一,它坍塌时却没有造成任何人伤亡。
早在1889年,人们就提出了在塔科马海峡上为北太平洋铁路建造栈桥的建议。由于大桥的建成将大大方便海军在布雷默顿的造船厂和陆军在塔科马的军事基地的交通,桥的建设也得到了美国军方的大力支持。然而,由于涉及资金问题,塔科马海峡大桥的建造计划直到1937年才步入正轨。
按照初步计划,联邦政府公共工程管理处(PWA)需要拨款1100万美元,用于建造大桥。但是,来自纽约的工程师莱昂·莫伊塞夫(Leon Moisseiff)认为,他有更好的办法。
莱昂·莫伊塞夫(右一)
莫伊塞夫1985年毕业于哥伦比亚大学,仅3年后便加入纽约市桥梁部门,并参与到20世纪20至30年代几乎所有大型悬索桥的设计中。他曾发表一篇关于曼哈顿大桥建造的文章,这篇文章迅速为他赢得了国际声誉,在工程界极负盛名。
建造中的曼哈顿大桥
莫伊塞夫相信自己可以把悬索桥建得比以往更轻、细、长。这个想法在他对塔科马海峡大桥的设计方案中得到了充分体现。
塔科马海峡大桥施工图纸
莫伊塞夫打算采用2.4米的普通钢梁代替原计划中7.6米的桁架梁。这不仅将建造成本大幅降低至640万美元,还使得大桥更加的纤细优雅。可是莫伊塞夫没有想到,方案正式获得通过,也意味着他的职业生涯即将走到尽头。
桁(héng)架--由杆件连接成的空间结构
当大桥随风起伏,人们嚼着柠檬克服眩晕,原本大桥设计的抗风能力达到120英里/小时。但是,在大桥吊装合拢完成后,只要有4英里/小时的相对温和的小风吹来,大桥主跨就会有轻微的上下起伏。
大桥的缆索
不过,这种起伏的现象没有引起人们过多的担心。桥上施工的工人还发明了咀嚼柠檬这样的办法,来抵御上下颠簸带来的眩晕感。在他们看来,满足设计要求的塔科马大桥是安全且可靠的。
1940年7月1日,塔科马海峡大桥如期建成通车。在通车之前,大桥就已经出现遇风摇晃的情况,这吸引了不少民众专门驱车来一探究竟。而人们很快发现,大桥波动的幅度有点不同寻常。甚至当人在桥上驾车时,可以见到远处的汽车随着桥面的起伏,一会儿消失一会儿又出现。
工程师们也注意到了这个问题,一些专业人员被派遣到现场进行实地监测。其后几个月中,桥面的波动幅度不断增加。大桥管理部门尝试过用捆绑缆绳、安装液压缓冲器的方式去减低波动,减少其对行车的影响,但没有取得成功。
文章来源:《桥梁建设》 网址: http://www.qljszzs.cn/zonghexinwen/2020/1110/527.html
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