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虎门大桥那里是海么,虎门大桥摇晃的原因是什么

关键词:虎门大桥 来源:神速兔游记 发布时间:2023-02-01 21:04:24

虎门大桥

昨日午后,广东虎门大桥特别颤抖。曾有很多人说整座桥像波浪一样“起伏不定”,导致议论纷纷。

随即,桥梁管理单位将桥梁关闭。午后3时32分,交管单位对虎门大桥进行交通管束,提示过往车辆绕行。

虎门大桥是连接广东省广州市南沙区和东莞市虎门镇的跨海大桥。是广深珠高速公路网的主要构成部分。深圳、珠海等重要都市是广东沿海地区重要的交通中心。

虎门大桥于1992年开工建设;1997年建成通车;1999年完工查收。

投资近30亿元的虎门大桥是国家重点工程。有多个国内或国际领先的工程技术和技能。它是中国首座真正的大型当代悬索桥。它被视为20世纪中国桥梁建设最高成就的象征。

可是风真的能把它吹倒吗?是的,有。

几十年前,美国的一个海峡大桥就这样结束了它的生命。

塔科马海峡大桥对于不少人来说是一个陌生的名字。但它在风中奇怪扭曲的画面却广为流传。要是你提前不知道,你不会信自己的眼睛。

大桥建成通车仅4个月,就在人们的恐慌下坠入海峡。幸运的是,在二十世纪最严重的工程错误之一中,它倒塌而没有导致任何一个人员死伤。

这是全部工程学科教学中都绕不开的经典事例。

早在1889年,本地政府就提出在塔科马海峡为北太平洋铁路修筑一座栈桥,因为这座桥的建成将大大方便布雷默顿的海军造船厂和塔科马的陆军造船厂军事基地的交通、大桥的建设也获得了美军的全力支持。

因为历史因素,塔科马海峡大桥的最终施工计划直至1937年才正式确定。

一开始,联邦政府的公共工程管理局(PWA)须要拨款1100万美金建桥。不过源于纽约的工程师LeonMoisseiff觉得他有更好的方法。

Moisef是那时知名的设计师。他参加了1920年代和30年代基本全部大型悬索桥的设计。Moiseve始终相信他可以建造比以前更好的悬索桥更轻、纤细、长。最后,他在塔科马海峡大桥的设计计划中成功地将自己的理论付诸实践。

塔科马海峡大桥施工图

Moisef计划选用2.4米的一般钢梁替代原方案中的7.6米桁架梁。这不只大大降低了修筑成本至640万美金,而且使大桥更修长和文雅。

桁架(héng)

这座桥最初的设计是为了承受高达120英里/小时的风速。不过,在大桥吊装合龙完成后,只要有4英里/小时的比较柔和的风吹过,大桥的主跨就会有细微的起伏。

就连大桥上的建筑工人也创造了品尝柠檬的方法来抵抗上下波动带来的头晕。

1940年7月1日,塔科马海峡大桥按时竣工通车。还没通车,大桥就已经在风中摇摆荡晃,引来很多人驾车前来一寻真相。

工程师也留神到了这件事。大桥管理单位试图通过绑扎电缆和安装液压缓冲器来减少起伏,以缩减其对交通的影响,但都没有成功。

1940年11月7日白天,风好像比以前更吵了。技术人员在7点30分测得风速为38英里/小时,两小时后到达42英里/小时。大桥的起伏达到了1米多。

此刻,伦纳德·科茨沃斯(LeonardCoatsworth)驱车穿过塔科马大桥。完全没有预示的,桥的一侧路面忽然被风揭起。这让桥身剧烈地向一侧扭曲,与以前的起伏大相径庭。

科茨沃斯——桥上的最后一个人

科茨沃斯摇摇晃晃的从车上下来,桥开始像曲折一样来回扭动,他的耳边充满了混凝土的声音撕裂。抵达安全区域后,转过头,看到了这辈子都会铭记的风景。就在建成通车仅四个月后,这座120米大桥的主体就坠入塔科马海峡,引发了不小的水花。

大桥塌陷后,美国成立了意外调查委员会。当中包含空气动力学家TheodorevonKármán。

卡门不多说,NASA知名的喷气推动试验室(JPL)也是他创立的。

组委会经过初步研究,你会发现桥梁的设计存在不容小觑的瑕疵。首先,塔科马大桥主跨长853.4米,桥宽仅11.9米,这在同期的悬索桥中是非常少见的。不只桥面太窄,而且仅有2.4米高的钢梁也不能使桥身足够刚硬。

刚度——物体抵挡变形的能力

那么在原计划中,风能在桁架梁之间自由通过。但换成一般钢梁后,风只能从桥的上下两侧经过。桥身和桥身两侧的裙裙选取实心钢板制成,截面形成H型结构,挡风效果会更明显。

经过加州理工学院风洞的模子试验,卡门推断出这场灾祸的源头是卡门漩涡街。

这在自然界中很常见。例如,在水流中插入一根木桩,在特殊条件下,木桩下游两边会形成两个不对称的涡流。两排漩涡向相对的方向旋转,彼此交织,正如街区两侧的路灯一样。

从太空俯视智利海岸的卡门漩涡街

在这一次意外中,桥梁两侧的钢板正如水流中的木桩。当风产生的高速涡流不断从桥体两侧离开时,会对桥体形成交变侧向力。

卡门漩涡街是有规律的、周期性的。换言之,涡流的产生和横向力的效果都有一定的频度。塔科马大桥自身就有自己的频度,当两个频度靠近时,就会产生共振。共振的结果,现在大家已经很清楚了。

当时人们对悬索桥的空气动力特质知道的很少,所以当时的灾祸在很大程度上是不能估量的。就是塔科马海峡大桥的倒塌导致了世界各国学者对风振问题的研究,并推动了桥梁风工程等各类新兴学科的建设。

伴随年代的发展,桥梁的气动外观在设计时被转变以应对涡激共振,例如转变空气喷嘴的样子,转变检查车的轨道位置,以及防撞屏障的方式等。此外,还能增多TMD(调理质量阻尼器),也能控制涡激共振。

(这个涡激共振的原因)cr:路遥知道马力

现在虎门大桥这种情况极有可能是转变了空气动力学外观造成的。虎门大桥经历了近20年的风雨洗礼,每日车辆吞吐量总数庞大。广东每年都有很多台风,甚至近两年都经过非常强的台风,但虎门大桥依然顽强。

我们还是以塔科马大桥为例。在最后一次坍塌之前,它经过了很多上下垂直的震动。最后一次左右大扭,同样晃了45分钟才倒塌。并且世界上有不少桥梁都经历过相似的情况。

经过今天官方的表态和专家的说明,仍有不少键盘侠陶醉在自己的诡计论世界中。

虎门大桥事件自身只是一个简单的涡激共振案例,却被键盘侠给抓住了。我们生活中的不少事情,是不需要追根溯源的。俗话说,搞理论的人,Knoweverythingbutnothingworks,搞实践的人,Everythingworksbutnooneknowswhy。