大桥为什么会晃动(大桥摇晃原因)

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据中新。com，5月5日15时32分左右，广东虎门大桥出现异常晃动。广州交警支队对虎门大桥进行交通管制，提醒过往车辆绕行。现场视频显示，在呼啸的狂风中，桥面上有轻微起伏的波浪。

虎门大桥异常晃动。数字网络

事实上，桥梁的“异常”晃动或摇晃时有发生，这是流体力学中的主要现象，卡门涡街。比如2010年，俄罗斯南部的伏尔加河大桥就发生了波浪式的“离奇”晃动，当时正在桥上行驶的几辆汽车也随之晃动。

，真正让人们意识到“卡门涡街”对建筑、桥梁、飞机制造与设计、船舶的主要影响的，是美国的塔科马海峡吊桥事件3354。它不仅是现代桥梁建筑史上最具标志性的灾难，也是物理学和工程学的经典研究案例。

塔科马海峡吊桥坍塌。根据图《商业内幕》

据《商业内幕》报道，美国华盛顿州的塔科马马海峡吊桥建于1938年至1940年间，是当时仅次于金门大桥和乔治华盛顿大桥的地球上第三长的吊桥(蓝星)。它的设计者莱昂莫伊瑟夫(Leon Moisef)是美国20世纪二三十年代悬索桥的领军人物，也是全钢桥的早期推动者。

莫塞夫的“变形理论”是众所周知的。根据这一理论，桥梁长度越长，允许变形越大。正因为如此，莫伊瑟夫认为他可以建造比以前更轻、更薄、更长的悬索桥，这一想法在他设计的塔科马海峡大桥中得到了充分的体现。

Leon Moisef(右一)据PBS报道

让莫伊瑟夫没想到的是，大桥吊装完成后，只要有4英里/小时的“小风”，大桥主跨就会出现小幅波动。即使在施工过程中，工人们也注意到了这座桥的摇晃现象。

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，它增加到42英里/小时。这时，塔科马海峡吊桥出现了1米多的波浪式波动。疯狂的扭动使道路的一边倾斜高达8.5米，倾斜45度。

一个摄制组刚刚拍下了塔科马海峡吊桥的海浪。根据VICE的说法

最终，承载着大桥重量的吊索相继断裂，失去张力的桥面像一条愤怒的蟒蛇在空中挣扎。通车仅四个月后，这座120米长的大桥主体就撞上了塔科马海峡，造成大量烟尘。

据《福布斯》报道，在塔科马海峡吊桥倒塌后的第二天，著名物理学家冯卡门觉得这是不对的，于是他用一个塔科马海峡吊桥模型来做实验。不出所料，塔科马海峡吊桥倒塌的罪魁祸首是“卡门涡街”引起的桥梁共振。

在一定的风速范围内，通过桥梁的气流会周期性地产生两个平行的反向涡流，连续的涡流会对缠绕桥梁产生周期性的浸渍力。当这个浸渍力接近桥梁的振动频率时，就会发生共振。共振越强，桥梁的摆动和扭曲就越大。

卡门涡街示意图

，在设计之初，为了美观和节省投资，莫伊瑟夫使用了太轻的材料，将桥梁从7.6米高的钢桁梁降低到2.4米高的钢板梁，这也是造成灾难的真相之一。

但毫无疑问，塔科马海峡悬索桥为后来的桥梁设计和建设敲响了警钟。毕竟当时桥梁设计圈还没有意识到卡门涡街的严重危害，桥梁的设计还是从传统的桥梁承重设计角度进行的。在随后的十年中，桥梁空气动力学和气动弹性出现并进一步完善。

新建的塔科马海峡吊桥和平行桥。根据bechtel的说法

1950年，经过严格的设计和施工，新建的塔科马海峡吊桥通车。路基的厚度增加到10米，在路面上增加了气孔，让空气穿过路面，从而防止了卡门涡街。稳稳地站在峡谷上，日车流量达6万车次，也被称为“坚强的盖蒂”。2007年，新的平行桥通车，车道从两条增加到四条，成为美国第五长的悬索桥。

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