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塔科马海峡吊桥

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塔科马海峡吊桥
现有的塔科马海峡吊桥

塔科马海峡吊桥(英语:Tacoma Narrows Bridge)是位于美国华盛顿州塔科马的两条悬索桥,也是华盛顿州16号干线的一部分。每桥长1.6公里,横跨塔科马海峡。第一条桥于1940年首度通车,但不到五个月便倒塌,其后重建及另建的新桥分别于1950年及2007年启用。第一条桥倒塌的原因,是因为其桥面厚度不足,在受到强风的吹袭下引起卡门涡街,使桥身摆动;当卡门涡街的振动频率和吊桥自身的固有频率相同时,引起吊桥剧烈共振而崩塌,这次事件也成为研究空气动力学卡门涡街引起建筑物共振破坏力的活教材[1]

西行线[编辑]

现在作为西行线的悬索桥于1950年10月14日通车,在2002年加建新桥前,该桥是双向行车的,至2007年新桥通车后改为西行。

东行线[编辑]

1998年,有关当局获批准,在原有桥梁东面旁加建一条新桥,是塔科马海峡第三条兴建的悬索桥,工程于2002年10月4日开始动工,并于2007年7月15日通车。

摆动的桥[编辑]

1940年塔科马海峡吊桥
1940年7月1日通车日
1940年7月1日通车日
第一代桥于同年11月7日倒塌

第一代桥于1938年开始建造,当时桥梁设计共有两个方案,第一个方案由克拉克·埃德里奇(Clark Eldridge)提出,其桥面厚度设计为25(7.6);而另一个方案则由著名的金门大桥设计师之一里昂·莫伊塞弗(Leon Moisseiff)所提出,他为了减低造价,把桥面设计的厚度从25呎减至8呎(2.4米),使建设成本从1千1百万美元降至8百万美元。当时在以经济为大前提下,莫伊塞弗的方案获得采纳。该桥于1940年7月1日通车,但在启用后数个星期,桥面便开始出现上下摆动。有鉴及此,有关人员在支柱上安装摄录机,以便观测摆动。同时也吸引了不少驾车人士慕名而来,感受其振荡威力的刺激,一些大风的日子,其桥面摆动幅度甚至可达五英尺之多。其后桥面的波动幅度不断增加,工程人员尝试加建缆索及液压缓冲装置去试图减低波动,但不成功。

在持续数个月的摆动之下,桥梁最终于同年11月7日倒塌,其过程获得全程记录。当天早上,桥面的上下摆动突然停止,取而代之的是出现左右的扭力摆动,当时有两人被困在桥上,后来也成功逃离现场,然后桥面在数分钟内陆续崩塌。

华盛顿州政府并未获得保险公司的赔偿,据西奥多·冯·卡门透露,这是因为之前本该付给保险公司的保险费全为保险经纪所侵吞。

影片[编辑]

意外起因[编辑]

现有及加建中的桥梁

这次事件没有造成人命伤亡(但导致一只狗死亡),华盛顿州政府特为此而设立专案调查组,经过美国空气动力学家西奥多·冯·卡门在加州理工学院风洞进行模型测试,证明塔科马海峡吊桥倒塌事件的元凶,是卡门涡街引起吊桥共振[2]。原设计为了求美观及省钱,使用过轻的物料,造成其发生共振的破坏频率,与卡门涡街接近,从而随强风而剧烈摆动,导致吊桥崩塌。此后,新的吊桥设计必须经过风洞模型实验。新桥梁的道床厚度增至10米,并在路面上加入气孔,使空气可在路面上穿越,防止卡门涡街的产生。新桥于1950年10月14日启用,行车线由两条增至四条,是现今全美国第五长的悬索桥。

参考文献[编辑]

  1. ^ Theodore von Karman:Aerodynamics 西奥多·冯·卡门 《空气动力学》71-72 ISBN 0-486-43485
  2. ^ (美)西奥多·冯·卡门 《自传》第十七章《塔科马海峡吊桥倒塌》Theodore von Karman: The Wind and Beyond, 17 Collapse of The Tacoma Bridge

相关网站[编辑]