塔科马大桥倒塌事故分析
塔科马大桥垮塌事件心得体会
塔科马大桥垮塌事件心得体会
国庆长假,美国亚利桑那州发生一起重大交通事故,连接美国两个城市的著名的跨越峡谷的一座大桥,竟然突然崩塌,让人们意外地失去了安全保障。最令人吃惊的是:该桥自2000年开始动工修建以来,从未使用过……至于为什么要投入使用,我也不知道。因此,许多专家认为:这样巨大而昂贵的工程的垮塌肯定与它设计、施工及材料有关系。由于缺乏详细的数据和资料,目前还无法判断,究竟哪些原因引起了这次垮塌。可能导致如此严重后果的只是某种偶然性因素罢了!
塔科马大桥的垮塌有很多原因:施工质量差;违反技术规范;监理单位对此负责;施工方将工期压缩到极限,加快进度;偷工减料等等。其中可能比较直接的原因就是违反技术规范所带来的危害。这次桥梁坍塌事件给人类敲响了警钟,以后再做任何大型工程项目都必须严格按照相应的标准执行。“先天下之忧而忧,后天下之乐而乐”。从古到今,这句话不但适合中华民族,同时更加适合世界各国。因为每个国家、每个企业都会遇到各种各样的困难或问题。正像一棵参天大树,只有根深蒂固才能枝繁叶茂。而我们一旦遇上挫折,就容易倒下,即便暂时没有跌倒,恐怕早已摔得遍体鳞伤、血肉模糊。
这一事故在世界造成了恶劣影响。欧盟紧急召集会议讨论解决办法,并且暂停实施《马斯特里赫特条约》中涉及亚太地区的军事协作政策。美国总统布什说他会立刻返回华盛顿与国会商讨解决方案,并向中国政府提出抗议。日本官员则表示:美国高速公路的质量管制仍
未达到日本要求,日本将研究其有关内容。韩国也是如此,国防部召开紧急会议检讨有关预算编列的措施。东南亚国家联盟、阿拉伯联盟均呼吁双方尽快恢复邦交。西方七国首脑会议和北约都强调必须避免这类灾祸再次发生。
塔科马大桥倒塌事故分析
塔科马大桥倒塌事故分析
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
塔科马大桥倒塌事故分析
塔科马桥的倒塌非常突然。 有一天早上,桥突然停止振 动,不一会它疯狂地扭转振 动起来。30分钟后第一块路 面开始坠入水中,接着有 200米长的路面断开,然后 振动停止了几分钟,最后又 发生新的振动,将残留的桥 面全部掀到水里。
如今沉睡在塔科马海峡底部的大桥 残骸,变成了世界上最大的人工珊 瑚礁。 数量众多的巨型太平洋章鱼选择在 这里安家。
03
正是塔科马海峡大桥的坍塌引发了 全世界科学家对风振问题的研究, 促成桥梁风工程等各种新学科的建 立。
05
谢谢大家!
塔科马大桥倒塌事故分析
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。 然而涉及到资金问题,塔科马 海峡大桥的建造计划直到1937
塔科马大桥倒塌事故分析
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。
大桥风振事故原理分析以及有效防范措施举例
⼤桥风振事故原理分析以及有效防范措施举例
2019-05-10
摘要:⽂章通过对塔科马⼤桥的风振事故来探究风振的原理,来概述了风洞试验的发展,以及风振有效的防护措施。
关键词:⼤桥蛇形共振;桥梁抗风;风振动防范;塔科马⼤桥
1 理论概述
建造⼤桥的时候我们不仅仅要考虑⼤桥的承载能⼒,美观度以及经济性,此外我们建造的⼤桥,⼤跨度桥常常因为柔度⾮常⼤,⽽受风荷载影响很⼤,⼤桥在未知的风的作⽤下会产⽣⼗分巨⼤的变形以及振动。随着桥梁跨度的增⼤,⾮线性因素也愈加明显,不确定的因素也就变得很⼤很⼤,这就给已经⾮常复杂的风-车-桥系统研究加⼤了难度。在风速较⼤的地区⽐如芝加哥,修建跨江、跨海铁路⼤桥时,为了确保桥梁结构及列车运⾏安全,必须要综合考虑风和列车荷载对桥梁的动⼒作⽤。
在国内外关于车桥耦合振动及桥梁抗风研究的基础上,需要考虑⼤跨度桥梁的⼏何⾮线性因素。
我们有必要来探究下⼤桥共振的原因,我们说的⼤桥看成不是⼀个刚体并有⾃振,在车辆通过⼤桥的时候对⼤桥产⽣压⼒,⼤桥就会受⼒变形,若这个⼒与⼤桥⾃⾝的震动吻合就会产⽣共振,然⽽这个问题要控制在⼀个安全范围内才对⼤桥不⾄于造成破坏。
概括来讲,该问题属于⽓动弹性振动问题.美国的塔卡马⼤桥就是这样被垮的。原因是桥垂直⽅位的结构上的板引起了桥发⽣⼀系列振动。桥对风有相当⼤的阻⼒,因此风被桥遮挡,⾼强度的⽓流只能从结构板上⽅经过,最后压向了桥表⾯。由于通过的⽓流由于连续的被曲折就加快了它流动的速度,由伯努利定律可知在竖直⽅向上结构板的上⽅及下⽅将产⽣明显的压降。⽆所谓的是风⼀直从板正前⽅吹过来,它的原因是上下⽅产⽣的压⼒降低会导致相互的抵消。⿇烦的事是若风⽅向随机且不停地产⽣变换,这将导致压⼒产⽣不断地波动变化。产⽣的压⼒差若加在了整个桥⾯之上,⽽且因为能够挡住风的竖直⽅向的结构板后,将产⽣涡流并且不断的加强,将会最终导致桥⾯开始振动。从理论上讲当桥⾯经受⼀定流速的⽓流吹动,就不可避免地会产⽣⾃激振动.除此之外⼀个因素是某个桥墩由于流体的涡振产⽣松动,这使得桥墩产⽣周期性的振动,使桥⾯产⽣低频振荡,车桥耦合振动的概率很⼩,由于车辆的激励频率要⾼好多.
塔克马吊桥灾难
重建后塔克马大桥
公路:华盛顿州16号干线 地点:塔科马海峡(Tacoma Narrows) 连接:塔科马(Tacoma)至吉格 港(Gig Harbor) 昵称:强健的格蒂(Sturdy Gertie) 桥梁形式:双悬索桥 主跨:2800英尺(853米) 全长:5979英尺(1822米) 通航净空:187.5英尺( 57.15米) 通车日期:1950年10月14日(西 行);2007年7月15日(东行) 收费:3美元(东行) 塔科马海峡大桥位于美国华盛顿 州的塔科马海峡。第一座塔科马海峡 大桥,绰号舞动的格蒂,于1940年7月 1日通车,四个月后戏剧性地被微风摧 毁。重建的大桥于1950年通车,2007 年,新的平行桥通车。
原先的建设规划25英尺深(7.6米)的钢梁增加刚度,莫伊塞夫— —著名的金门大桥的受尊敬的设计师和顾问工程师,建议采用8英 尺(2.4米)深的浅支持梁。他的方案使钢梁变窄,并且使大桥更 优雅,更具观赏性,同时也降低到建造成本。最终莫伊塞夫的设计 方案胜出。1938年6月23日,联邦政府公共工程管理处批准了600多 万美元的拨款用来建造塔科马海峡大桥。另外160万美元将通过收 税筹集,最终的建造成本为800万美元。 使用浅支撑梁的决定最终在不久的将来被证明是造成桥梁坍塌 的重要原因。8英尺(2.42米)的支撑梁并不足以使路基拥有足够 的刚度,从而使大桥经不住风的侵袭。从一开始,大桥的振动就使 之声名狼藉。轻度至中度的风就可以导致大桥来回摇摆,中心的摆 动可达每4到5秒几英尺。因此大桥被当地居民起绰号叫“舞动的格 蒂”。司机在桥上行驶可以明显感觉到桥的摆动,振动吸引许多人 驱车前往,享受这奇妙的感觉。
塔科马大桥坍塌原因分析
塔科马大桥坍塌原因分析
摘要:塔科马海峡桥(Tacoma Narrows Bridge)位于美国华盛顿州,旧桥于
1940年建成,同年11
月,在19m/s的低风速
下颤振而破坏,震动了世
界桥梁界,从而引发了科
学家们对桥梁风致振动
问题的研究,形成了桥梁
风工程的新学科,并将风振动研究不断提高到新的科学水平。
关键词:共振、风振动、扭振
正文:
大桥坍塌理论价值
当时,人们对这种狭长的桥梁设计找不出可以指责的地方,认为桥梁具有一定的承载能力就足以安全了,其实不然。因为那时人们对于悬索桥的空气动力学特性知之甚少,这场灾难在当时说来是属于不可预测的,或称不可抗拒的。但是,塔科马海峡大桥的坍塌事故还是引起了工程技术人员的关注,它的经验与教训对以后的大桥设计产生了很大的影响,从此开始了现代桥梁的风洞研究与试验。
在今天看来,塔科马海峡大桥坍塌那天,海上的风并不是很大,事故的真正原因就是梁体刚度不足,在风振的作用下桥梁屈曲失稳。桥梁在风的作用下产生了上下振动,振幅不断增大并伴随着梁体的扭曲,吊索拉断,加大了吊索间的跨度,使梁体支撑不均,直至使梁体破坏。风是怎样作用在桥上的呢?为什么相当
均匀的风,会使桥产生脉冲式的振动,然后变为扭转振动呢?
研究的结果表明,是桥上竖直方向的桥面板引起了桥的振动,它对风的阻力很大,风被挡之后,大量的气流便从桥面板的上方经过然后压向桥面。由于吹过的气流因不断地被屈折而使速度增加,所以在桥面板的上方和下方压力降低。如果风总是从桥梁横向的正前方吹来,那倒不要紧,因为上下方的压力降低会互相抵消。但是,如果风的方向不停地变换的话,压力就会不断地变化。这一压力差作用在整个桥面上,并因挡风的竖直结构板后所产生的涡流而得到加强,结果桥就开始形成波浪式振动,过大的振动又拉断了桥梁结构,最终使桥梁坍塌。幽默的美国人后来在谈起塔科马海峡大桥时诙谐的称之为舞动的格蒂(Galloping Gertie)。
1940年美国西海岸华盛顿州塔科马峡谷桥因共振发生塌桥事故!
该照片反映了 大桥塌落之后 东跨下垂的情 况
This photograph shows the sag in the east span after the failure. With the centre span gone there was nothing to counter balance the weight of the side spans. The sag was 45 feet (13.7m). Also the immense size of the anchorages is illustrated.
塔科马大桥主跨 853m,宽跨比1:79, 高跨比为1;350,比 金门大桥还要柔。大 桥建成后即显柔度太 大,最初在风中行车 的震荡还是竖向的, 使用几个月后,震荡 突然变为扭转。
照片说明中跨的扭曲 运动导致它首先破坏
This photograph shows the twisting motion of the center span just prior to failure.
The nature and severity of the torsional movement is revealed in this picture taken from the Tacoma end of the suspension span. When the twisting motion was at the maximum, elevation of the sidewalk at the right was 28 feet (8.5m) higher than the sidewalk at the left.
吊桥实例分析之塔克马桥的坍塌与重建[详细]
重建后塔克马大桥
公路:华盛顿州16号干线 地点:塔科马海峡(Tacoma Narrows)
连接:塔科马(Tacoma)至吉格 港(Gig Harbor)
昵称:强健的格蒂(Sturdy Gertie)
桥梁形式:双悬索桥 主跨:2800英尺(853米) 全长:5979英尺(1822米) 通航净空:187.5英尺( 57.15米) 通车日期:1950年10月14日(西 行);2007年7月15日(东行)
理解塔科马大桥事件的原因,可以说只有在严谨的数学分析下, 结合空气动力学和系统结构学才能完全搞清楚。在以后的研究和工程实 践中,建筑结构工程界和航空工程界借鉴塔科马大桥的失败经验,进一 步完善了空气动力学。这对以后研究解决桥梁的风振问题提供了很好的 借鉴。
故事是令人震撼的背后的教训也是深刻的。虽然后续桥梁工程实 施的质量无可挑剔,但该桥设计使用了全新的架构,并且该架构没有经 过实践的检验,从而导致最终桥梁崩溃性灾难的发生。人类所有工程领 域的进步都是建立在这样一系列失败的基础之上,并逐渐走向成熟和成 功。
华盛顿州的工程师克拉克·艾尔德里奇(Clark Eldridge)提出 一个初步计划,桥梁必须通过严格的实验并使用常规设计,资金则由 联邦政府公共工程管理处(PWA)拨款一千一百万美元。但是来自纽约 的工程师莱昂·莫伊塞夫(Leon Moisseiff)上书联邦政府公共工程 管理处,认为他可以花更少的钱建桥。
吊桥实例分析之塔克马桥的坍塌与重建
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现有塔科马海峡吊桥
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現有及加建中的橋樑
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【曾经的塔科马海峡大桥】
昵称:舞动的格蒂(Galloping Gertie) 桥梁形式:悬索桥 主跨:2800英尺(853米) 全长:5000英尺(1524米) 通航净空:195英尺(59.4米) 通车日期:1940年7月1日 坍塌日期:1940年11月7日 人们希望在这里建桥的愿望可以追溯到1889年为北太平洋铁路建
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1940年11月7日,美国华盛顿州塔科马桥因风振致毁。该桥主跨长 853.4m,全长1810.56m,桥宽11.9m,而梁高仅1.3m。通过两年时间的 施工,于1940年7月1日建成通车。但由于当时人们对柔性结构在风作用 下的动力响应的认识还不深入,该桥的加劲梁型式极不合理(板式钢 梁),导致在中等风速(19m/s)下结构就发生破坏。幸好在桥梁破坏之 前封闭了交通。据说,在出事当天,一位记者把车停在桥上,并把一条 狗留在车内。桥倒塌时,只有他本人跑到了桥台处。
人们在调查这一事故收集历史资料时惊异地发现:从1818年到19世纪末, 由风引起的桥梁振动己至少毁坏了11座悬索桥。塔科马海峡吊桥倒塌后第二天, 华盛顿州州长宣布该座吊桥的设计牢靠,计划按同样设计重建。冯·卡门觉得 此事不妥,便觅来一个塔科马海峡吊桥模型带回家中,放在书桌上,开动电扇 吹风,模型开始振动起来,当振动频率达到模型的固有频时,发生共振,模型 振动剧烈。果然不出所料,塔科马海峡吊桥倒塌事件的元凶,正是卡门涡街引 起桥梁共振。其后冯·卡门令助手在加州理工学院风洞内,进一步测试塔科马 海峡吊桥模型,取得数据,然后发一份电报给华盛顿州州长:“如果按旧设计 重建一座新桥,那座新桥会一模一样的倒塌”。
塔科马海峡大桥坍塌之谜——流体力学的魅力浅说
这 一 事 件 在 美 国 民众 中激 起 了轩 然 大 波 ,政 府 立 即 着 手 调 查 。 来 , 建造 过 程 中 , 桥 就 显 现 了 问题 原 在 此 从 通 车 之 日 开 始 ,人 们 就 发 现 , 即 使 在 14 2 0米 / .-. 秒 的 二 级 “ 风 ( et ree ” 中 , 桥 面 就 有 波 轻 G nl B ez ) e 幅 达 12米 的起 伏 ;风 稍 大 些 ,起 伏 更 甚 , 驾 车 过 桥 . 时 司 机 都 感 到 眩 晕 。塔 科 马 大 桥 很 快 得 到 了 “ 动 的 舞
给 报 销 了 。他 立 即 向华 盛 顿 州 州 长 发 去 电报 ,告 诉 他 , 假 如 依 样 画 葫芦 地 再 建 新 桥 , 新 桥 也 会 依 样 画 葫芦 地 倒 塌 !为 了推 动 对 问题 的讨 论 ,他 马 上 在 《 程 新 闻 工 记 录 》 上 发 表 短 文 , 讲 述 大 桥 失稳 的 原 因 。一 个 月后 他 专 程 参 加 了事 故 调 查 小 组 ,组 长 是 桥 梁 设 计 师 ,另 外 二 位 组 员 是 土 木 工 程 师 ,他 是 唯 一 的 力 学 家 。 当 时 的 桥 梁 工 程 界 对 空 气 动 力 学 基 本 上 一 窍 不 通 。为 了 说服 他 们 相 信 他 的 结 论 ,冯 ・ 门 让 他 的 助 卡
裘 娣 ” 的雅 号 ,工 程 师 曾用 粗 钢 缆 加 固 ,仍 无 济 于 事 。 出 事 之 前 的 十 点 钟 , 风 速 是 6 公 里 /小 时 ( 说 6 4 一 7
桥梁垮塌事故原因分析(部分)
桥梁垮塌事故原因分析(部分)
————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:
桥梁垮塌事故原因分析(部分)(图文并茂)
1、Quebec Bridge
事故原因:设计考虑不足,构件失稳
位于加拿大的圣劳伦斯河之上的Quebec Bridge本该是著名设计师Theodore Cooper的一个真正有价值的不朽杰作。作为当时世界上最长跨度的钢悬臂桥,库帕忘乎所以地把大桥的主跨由490米延伸至550米,以此节省建造桥墩基础的成本。
然而就在这座桥即将竣工之际,悲剧发生了。1907年8月29日,大桥杆件发生失稳,突然倒塌,19000吨钢材和86名建桥工人落入水中,只有11人生还.由于库帕的过分自信而忽略了对桥
梁重量的精确计算,导致了一场事故。
1913年,这座大桥的建设重新开始,然而不幸的是悲剧再次发生。1916年9月,中间跨度最长的一段桥身在被举起过程中突然掉落塌陷。结果13名工人被夺去了生命。事故的原因是举起过程中一个支撑点的材料指标不到位造成的。
1917年,在经历了两次惨痛的悲剧后,魁北克大桥终于竣工通车,这座桥至今仍然是世界上最长的悬臂跨度大桥。
2、Tacoma Narrows Bridge
事故原因:理论认知有限,风毁
塔科马海峡大桥位于美国华盛顿州的塔科马海峡。第一座塔科马海峡大桥于建于1938年11月到1940年7月,中跨853m.在建造最后阶段,人们就发现大桥在微风的吹拂下会出现晃动甚至扭曲变形的情况,司机在桥上驾车时可以见到另一端的汽车随着桥面的扭动一会儿消失一会儿又出现的奇观。
塔科马大桥坍塌原因分析
塔科马大桥坍塌原因分析
塔科马大桥坍塌原因分析摘要:塔科马海峡桥(Tacoma Narrows Bridge)位于美国华盛顿州,旧桥于
1940年建成,同年11月,
在19m/s的低风速下颤
振而破坏,震动了世界桥
梁界,从而引发了科学家
们对桥梁风致振动问题
的研究,形成了桥梁风工
程的新学科,并将风振动
研究不断提高到新的科
学水平。关键词:共振、风振动、扭振
正文:
大桥坍塌理论价值
当时,人们对这种狭长的桥梁设计找不出可以指责的地方,认为桥梁具有一定的承载能力就足以安全了,其实不然。因为那时人们对于悬索桥的空气动力学特性
知之甚少,这场灾难在当时说来是属于不可预测的,或称不可抗拒的。但是,塔科马海峡大桥的坍塌事故还是引起了工程技术人员的关注,它的经验与教训对以后的大桥设计产生了很大的影响,从此开始了现代桥梁的风洞研究与试验。
在今天看来,塔科马海峡大桥坍塌那天,海上的风并不是很大,事故的真正原因就是梁体刚度不足,在风振的作用下桥梁屈曲失稳。桥梁在风的作用下产生了上下振动,振幅不断增大并伴随着梁体的扭曲,吊索拉断,加大了吊索间的跨度,使梁体支撑不均,直至使梁体破坏。风是怎样作用在桥上的呢,为什么相当均匀的风,会使桥产生脉冲式的振动,然后变为扭转振动呢,
研究的结果表明,是桥上竖直方向的桥面板引起了桥的振动,它对风的阻力很大,风被挡之后,大量的气流便从桥面板的上方经过然后压向桥面。由于吹过的气流因不断地被屈折而使速度增加,所以在桥面板的上方和下方压力降低。如果风总是从桥梁横向的正前方吹来,那倒不要紧,因为上下方的压力降低会互相抵消。但是,如果风的方向不停地变换的话,压力就会不断地变化。这一压力差作用在整个桥面上,并因挡风的竖直结构板后所产生的涡流而得到加强,结果桥就开始形成波浪式振动,过大的振动又拉断了桥梁结构,最终使桥梁坍塌。幽默的美国人后来在谈起塔科马海峡大桥时诙谐的称之为舞动的格蒂(Galloping Gertie)。
十四座桥梁垮塌事故分析(下)
[转] 随写:十四座桥梁垮塌事故分析(上)国内外桥梁2010-08-16 17:02:27 阅读273 评论2 字号:大中小订阅
本文细数了国内外14座桥梁严重垮塌事故,其事故成因有认知不足、设计施工缺陷、自然灾害、管理养护不周等。前事不忘,后事之师,这些事故提醒着我们桥梁工程师要以高度的责任感来完成桥梁的建设,确保桥梁质量安全。
1、Quebec Bridge
事故原因:设计考虑不足,构件失稳
位于加拿大的圣劳伦斯河之上的Quebec Bridge本该是著名设计师Theodore Cooper 的一个真正有价值的不朽杰作。作为当时世界上最长跨度的钢悬臂桥,库帕忘乎所以地把大桥的主跨由490米延伸至550米,以此节省建造桥墩基础的成本。
然而就在这座桥即将竣工之际,悲剧发生了。1907年8月29日,大桥杆件发生失稳,突然倒塌,19000吨钢材和86名建桥工人落入水中,只有11人生还。由于库帕的过分自信而忽略了对桥梁重量的精确计算,导致了一场事故。
1913年,这座大桥的建设重新开始,然而不幸的是悲剧再次发生。1916年9月,中间跨度最长的一段桥身在被举起过程中突然掉落塌陷。结果13名工人被夺去了生命。事故的原因是举起过程中一个支撑点的材料指标不到位造成的。
1917年,在经历了两次惨痛的悲剧后,魁北克大桥终于竣工通车,这座桥至今仍然是世界上最长的悬臂跨度大桥。
2、Tacoma Narrows Bridge
事故原因:理论认知有限,风毁
塔科马海峡大桥位于美国华盛顿州的塔科马海峡。第一座塔科马海峡大桥于建于1938年11月到1940年7月,中跨853m。在建造最后阶段,人们就发现大桥在微风的吹拂下会出现晃动甚至扭曲变形的情况,司机在桥上驾车时可以见到另一端的汽车随着桥面的扭动一会儿消失一会儿又出现的奇观。
桥梁事故及其原因分析
桥梁事故及其原因分析
桥梁是交通线中的关键组成部分,其在交通运输和经济发展中的重要性勿庸置疑。桥梁的规划施工建设仅是桥梁的第一步,而真正发挥桥梁在国民经济建设与发展中的作用还需依靠建成后运营中的科学管理和养护维修。
桥梁作为线路跨越障碍的一部分,运营中一旦发生垮塌事故会造成巨大的财产损伤,并可能导致人员伤亡及线路阻断,也会造成恶劣的社会影响。
除极端的桥梁垮塌之外,运营中桥梁损伤导致使用功能不足甚至丧失使用功能而被迫维修、加固的情况则更为普遍,造成的经济损失巨大。
讲座介绍了几座桥梁严重垮塌的事故,并向我们分析了原因,其事故成因有认知不足、设计施工缺陷、自然灾害、管理养护不周等。前事不忘,后事之师,这些事故提醒着我们桥梁工程师要以高度的责任感来完成桥梁的建设,确保桥梁质量安全。
位于加拿大的圣劳伦斯河之上的Quebec Bridge本来应该是着名设计师Theodore Cooper的一个真正有价值的不朽杰作。作为当时世界上最长跨度的钢悬臂桥,库帕忘乎所以地把大桥的主跨由490米延伸至550米,以此节省建造桥墩基础的成本。然而就在这座桥即将竣工之际,悲剧发生了。1907年8月29日,大桥杆件发生失稳,突然倒塌,19000吨钢材和86名建桥工人落入水中,只有11人生还。由于库帕的过分自信而忽略了对桥梁重量的精确计算,导致了一场事故。
1913年,这座大桥的建设重新开始,然而不幸的是悲剧再次发生。1916年9月,中间跨度最长的一段桥身在被举起过程中突然掉落塌陷。结果13名工人被夺去了生命。事故的原因是举起过程中一个支撑点的材料指标不到位造成的。
桥梁坍塌事故分析
本文细数了国内外14座桥梁严重垮塌事故,其事故成因有认知不足、设计施工缺陷、自然灾害、管理养护不周等。前事不忘,后事之师,这些事故提醒着我们桥梁工程师要以高度的责任感来完成桥梁的建设,确保桥梁质量安全。
1、Quebec Bridge
事故原因:设计考虑不足,构件失稳
位于加拿大的圣劳伦斯河之上的Quebec Bridge本该是著名设计师Theodore Cooper的一个真正有价值的不朽杰作。作为当时世界上最长跨度的钢悬臂桥,库帕忘乎所以地把大桥的主跨由490米延伸至550米,以此节省建造桥墩基础的成本。
然而就在这座桥即将竣工之际,悲剧发生了。1907年8月29日,大桥杆件发生失稳,突然倒塌,19000吨钢材和86名建桥工人落入水中,只有11人生还。由于库帕的过分自信而忽略了对桥梁重量的精确计算,导致了一场事故。
1913年,这座大桥的建设重新开始,然而不幸的是悲剧再次发生。1916年9月,中间跨度最长的一段桥身在被举起过程中突然掉落塌陷。结果13名工人被夺去了生命。事故的原因是举起过程中一个支撑点的材料指标不到位造成的。
1917年,在经历了两次惨痛的悲剧后,魁北克大桥终于竣工通车,这座桥至今仍然是世界上最长的悬臂跨度大桥。
2、Tacoma Narrows Bridge
事故原因:理论认知有限,风毁
塔科马海峡大桥位于美国华盛顿州的塔科马海峡。第一座塔科马海峡大桥于建于1938年11月到1940年7月,中跨853m。在建造最后阶段,人们就发现大桥在微风的吹拂下会出现晃动甚至扭曲变形的情况,司机在桥上驾车时可以见到另一端的汽车随着桥面的扭动一会儿消失一会儿又出现的奇观。
塔科马大桥倒塌事故分析
对结构设计理论的挑战
结构设计缺陷
塔科马大桥的倒塌暴露了结构设计上的 缺陷,这引发了对当时结构设计理论的 质疑。
VS
理论改进
这次事故促使了结构设计理论的改进和发 展,以避免类似事故的再次发生。
04 事故教训与改进措施
加强工程监管与质量检查
3
中国湖南凤凰沱江大桥垮塌事故
2007年,该桥发生整体垮塌,造成64人死亡,4 人受伤。事故原因是桥梁设计不合理和施工质量 问题。
类似工程事故的共性分析
01
02
03
设计缺陷
许多桥梁事故案例中都存 在设计缺陷,如结构不合 理、计算错误等。
施工质量控制不严
施工过程中存在偷工减料、 质量检测不严格等问题, 导致桥梁质量低劣。
完整性评估
通过结构健康监测系统,对桥梁 结构进行完整性评估,了解结构
的损伤程度和剩余寿命。
预测性维护
基于结构健康监测数据和预测模型, 制定预测性维护计划,提前采取措 施,避免事故发生。
维修加固
根据完整性评估结果,对受损的桥 梁结构进行维修加固,提高结构的 安全性和稳定性。
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百度文库
风洞实验在结构设计中的重要性
01
塔科马大桥倒塌事故的力学问题(力学与科学技术-同济大学)
视
屏 一
风对桥梁的作用分成两部分:一部分是平均风(稳定风):假定风速在时间和 空间上都是不变的,另一部分为风速在时间和空间上都改变,称它为脉动风。 如果设计的桥梁是个柔性结构,风的作用力会引起桥梁振动,而振动的桥梁反 过来又将改变气流作用力 产生附加的气动力 形成风与桥梁的相互作用体系 过来又将改变气流作用力,产生附加的气动力,形成风与桥梁的相互作用体系, 这时的反应,称之为风对桥梁的动力作用。我们把振动分为两类:一类是在平 均风作用下产生的自激振动;一类是在脉动风作用下产生的强迫振动。 自激振动是指振动的桥梁不断从流动的风中吸取能量,从而加剧桥梁的振动, 甚至导致破坏。特别是振动频率相同桥的自振频率时,将产生共振的破坏。 塔科马桥抗风压的设计对于50米/秒的风速都是安全的,但钢板梁采用了 属于不稳定的H型断面。因此,1940年刚刚建成通车后,每遇稍强的风就显示 出有风振的趋势,但在头4个月内,这些振动仅是竖向的,而且在振幅达到大 约1.5米后振动就衰减下来。运营几个月之后,随着跨中防止加劲梁和主索间 相互位移的几根稳定索的断裂 振型突然改变 1940年11月7日在19米/秒的 相互位移的几根稳定索的断裂,振型突然改变。 风速下,主桥在跨中作反对称扭曲运动,在跨度1/4点出现从+45°至-45° 的倾斜。发生了扭曲振动约 小时之后,随着吊杆在索套处的疲劳断裂,约 的倾斜。发生了扭曲振动约一小时之后,随着吊杆在索套处的疲劳断裂,约 300米长的加劲梁坠入水中。
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塔科马大桥倒塌事故分析
"在文化、历史和审美学方面有着重 要意义"。 同时也成为建筑工程学学生最好的 课堂教育片之一。
02
塔科马海峡大桥的倒塌, 促 成 了 卡 门 涡 街 的 发 现 , 成为了后世桥梁建 造的基石。
04
验证了一个普遍规律:事物在曲折中 发展,错误的尝试或失败是成功的 必经之路。
01
塔科马大桥倒塌事故分析
பைடு நூலகம்研讨人:许嘉程
1 塔科马大桥简介
2 塔科马大桥建造历史
目录
3 塔科马大桥倒塌分析
4 塔科马大桥倒塌价值
塔科马大桥倒塌事故分析
塔科马大桥
昵称:舞动的格蒂(Galloping Gertie) 主跨:2800英尺(853米) 全长:5000英尺(1524米) 通航净空:195英尺(59.4米) 通车日期:1940年7月1日 坍塌日期:1940年11月7日
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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。 然而涉及到资金问题,塔科马 海峡大桥的建造计划直到1937
塔科马大桥倒塌事故分析
如今沉睡在塔科马海峡底部的大桥 残骸,变成了世界上最大的人工珊 瑚礁。 数量众多的巨型太平洋章鱼选择在 这里安家。
03
正是塔科马海峡大桥的坍塌引发了 全世界科学家对风振问题的研究, 促成桥梁风工程等各种新学科的建 立。
05
谢谢大家!
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大桥倒塌谁之错??
我们不能过多地指责建造大桥的工程 师们。 那个年代的人们对悬索桥的空气动力 学特性知之甚少,因此这场灾难在当 时来说基本上是无法预测的。
甚至可以说,这场灾难是桥梁建 筑史的必然过程。
塔科马大桥倒塌事故分析
为什么塔科马大桥耗资百万,通车仅四 个月被风吹断,却成建造史上的里程碑?
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。
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。
不仅将建造成本从1100万美 元大幅降低至640万美元, 还使得大桥更加的纤细优雅。
右一
塔科马大桥倒塌事故分析
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。 然而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
塔科马大桥倒塌事故分析
记者里奥纳德·科茨沃斯
正驾车驶过塔科马大桥 。
车后座上是他的宠物狗,
只有三条腿的黑色卡宾
犬Tubby。
这次事件没有造成人员伤亡。
该记者最后顺利逃脱。 尽管 科茨沃斯与朋友多次尝试营
救, 车里的卡宾犬仍然成为了事
故唯一的牺牲者。
塔科马大桥倒塌事故分析
事故分析
1.经过初步的研究,委员会发现 2.空气动力学原因。 大桥在设计上存在不可忽视缺陷。 首先塔科马大桥主跨长853.4米, 桥宽却只有可怜的11.9米,这在 同时期的悬索桥上是十分罕见的。 不仅桥面过于狭窄,只有2.4米 高的钢梁也无法使桥身产生 足 够的刚度 。
塔科马大桥倒塌事故分析
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
塔科马大桥倒塌事故分析
塔科马桥的倒塌非常突然。 有一天早上,桥突然停止振 动,不一会它疯狂地扭转振 动起来。30分钟后第一块路 面开始坠入水中,接着有 200米长的路面断开,然后 振动停止了几分钟,最后又 发生新的振动,将残留的桥 面全部掀到水里。