塔科马桥风振致毁——风与桥
塔克马吊桥灾难
【大桥的坍塌】
大桥被风吹垮发生于美国太平洋时间1940年11月7日上午11时。 11月7日上午10点，风速增加到每小时64公里，大桥开始歪扭、翻腾，桥基 被拖得歪来歪去，左右摆动达45度，最后，随着震耳欲聋的巨响，一头栽进了海 峡。 11月7日凌晨7点，顺峡谷刮来的风带着人耳不能听到的振荡，激起了大桥本 身的谐振。在持续3个小时的大波动中，整座大桥上下起伏达1米多。10点时振动 变得更加强烈，幅度之大令人难以置信。数千吨重的钢铁大桥像一条缎带一样以 8.5米的振幅左右来回起伏飘荡。桥面振动形成了高达数米的长长波浪，在沉重 的结构上缓慢爬行，从侧面看就像是一条正在发怒的巨蟒。 11点10分，正在桥上观测的一位教授保证说：“大桥绝对安全。”可话音刚 落，大桥就开始断裂。就在一瞬间，桥上承受着大桥重量的钢索猝然而断。大桥 的主体从天而降，坠落进万丈深渊。桥上的各种构件像巨人手中的玩具一样飞旋 而去。当时正在桥中央的一名记者赶忙钻出汽车，拼命抓住桥边的栏杆，用手和 膝盖爬行着脱了险。整座大桥坍塌了，车里的小狗和汽车一起从桥上掉落，成为 这次事故的牺牲者。
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。 当地的报纸以简洁的标题对这场事故作了报道， “损失：一座 桥、一辆汽车、一条狗”。
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。
吊桥实例分析之塔克马桥的坍塌与重建[详细]
![吊桥实例分析之塔克马桥的坍塌与重建[详细]](https://img.taocdn.com/s3/m/0f508687f111f18582d05a9c.png)
年，新的平行桥通车。
东行桥 1998年，华盛顿州几个县的选
民通过了一项议案，决定建造一座 新的大桥。2007新的大桥(新桥主桥 长1646m、主跨853m)将是一座东行 桥，与原先的大桥平行，2002年10 月4日开工，2007年7月竣工，建成 后，原先的大桥将只作为西行桥使 用。华盛顿州交通部收取每车次3美 元过桥费以收回建造成本。而原先 的西行桥从1965年起就免收过桥费， 未来也将如此。新的大桥也第一次 安装了新型“Good To Go”电子收 费系统。
吊桥实例分析之塔克马桥的 坍塌与重建
【塔科玛桥风毁事故与卡门涡街】 Tacoma Narrows Bridge
一座雄伟的单跨桥，居然被一 阵并不太大的风吹得像波浪一 样起伏，还带有一些摇晃。更 离奇的是，居然有段年代久远 的录像详细地记录了1940年11 月7日，当时享有世界单跨桥 之王的塔科马大桥被风吹垮、 坍塌的全部过程。
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）。
从20世纪40年代后期开始，围绕塔科马海峡大桥风毁事故的原因后人进行了大量的分析与试验研究。
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！
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.
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.
大桥塌落 之后拍下 来的照片
This picture was taken shortly after the failure. Note the nature of the twists in the dangling remainder of the south stiffening girder and the tangled remains of the north stiffening girder.
中跨斜对角 结点情况
主钢缆大约 磨断了600 （sic)wires
吊桥实例分析之塔克马桥的坍塌与重建
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1940年，美国华盛顿州的塔科玛峡谷上花费640万美元，建造了一座主跨度 853.4米的悬索桥。建成4个月后，于同年11月7日碰到了一场风速为19米/秒的 风。虽风不算大，但桥却发生了剧烈的扭曲振动，且振幅越来越大（接近9米）， 直到桥面倾斜到45度左右，使吊杆逐根拉断导致桥面钢梁折断而塌毁，坠落到 峡谷之中。当时正好有一支好莱坞电影队在以该桥为外景拍摄影片，记录了桥 梁从开始振动到最后毁坏的全过程，它后来成为美国联邦公路局调查事故原因 的珍贵资料。
造栈桥的提议，但20世纪20年代人们才达成一致意见，建造计划最终 在1937年得以继续，华盛顿州立法机关制定了华盛顿州的桥梁税并拨 款5000美元研究塔科马市和皮尔斯县对塔科马海峡建桥的需求。
从一开始，资金问题就是最大的问题，拨款并不足以支付建桥成 本。但是大桥的建设却得到了美国军方的大力支持，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。
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【大桥的坍塌】
大桥被风吹垮发生于美国太平洋时间1940年11月7日上午11时。 11月7日上午10点，风速增加到每小时64公里，大桥开始歪扭、翻腾，桥基
被拖得歪来歪去，左右摆动达45度，最后，随着震耳欲聋的巨响，一头栽进了海 峡。
11月7日凌晨7点，顺峡谷刮来的风带着人耳不能听到的振荡，激起了大桥本 身的谐振。在持续3个小时的大波动中，整座大桥上下起伏达1米多。10点时振动 变得更加强烈，幅度之大令人难以置信。数千吨重的钢铁大桥像一条缎带一样以 8.5米的振幅左右来回起伏飘荡。桥面振动形成了高达数米的长长波浪，在沉重 的结构上缓慢爬行，从侧面看就像是一条正在发怒的巨蟒。
论文
塔科马大桥风毁给我的一些新认知摘要：1940年11月7日位于美国华盛顿州塔科马海峡的塔克马大桥坍塌，该桥属于悬索桥，全场1524米，通车时间为1940年7月11日。
事后调查得出，结构上的缺陷和过于追求审美是导致大桥质量出现严重问题的重要原因，从此空气动力学与共振实验成为建筑工程学的必修课程。
关键词：扭转变形共振抗风风洞试验力学课上我看了塔科马大桥风毁的全过程，桥面拧得像麻花，气势犹如发怒的蟒蛇。
我惊呆了，目不转睛。
随后桥面连同上面的汽车一起重重的拍向水面。
共振，这是我第一个想到的词，而风，我认为则是元凶。
风的作用有静力作用和动力作用，静力作用又分为顺风向风力、横风向风力和风扭转力矩。
其中，横风向风力最为危险，它所造成的桥梁破坏的特点主要是强度破坏或过大的结构变形。
此事件中的风向为横向。
风的动力作用主要体现在振动方面。
经过查资料，套定义，和比对特征，我排除了强迫震动、涡振、抖振与驰振，个人认为此事件是由自激振动中的颤振造成的，这是一种危险性的自激发散振动，振动的桥梁通过气流的反馈作用从流动的风中不断的吸收能量，而该能量又大于结构阻尼所耗散的能量，从而使振幅增大而形成一种自激发散振动，引发结构发散性失稳破坏。
为了避免这种破坏要经过精心的分析与设计，辅以风洞模拟试验验证，并采用提高主梁截面抗扭刚度等措施来提高颤振临界风速。
在对比抖振时，我查到抖振可以导致构件较大形变以及结构局部疲劳，同时引起行人或行车的不舒适，我想这是不是抖振引发的次声波所造成的？还是其他原因，我会想办法查明的。
当桥面摆动欲“摆脱”悬索时，我注意到桥面的中心轴几乎是不动的。
两边的振动产生扭矩，不断振动，然后风战胜了钢，振动逐渐加强，随着越来越多的钢缆“放弃”而断裂，最后桥面承受不住重量而坍塌，这就是扭转形变带来的严重后果。
往往一深入就会有新的发现，原计划方案是将7.6米深的钢梁打入下方路面使之硬化，而最后采用的新方案却使用了2.4米深的浅支承梁，这样钢梁会变窄，大桥会更加美观，更具有观赏性，同时降低了建造成本，可悲的是浅支承梁不足以使桥面路基拥有足够的刚度，以至于大桥在中度甚至轻度风的吹拂下就可以来回摆动，而且原方案计划在路基下面使用格状衍架梁，这样风就可以直接通过衍架而减少风的作用，然而，新的方案却将此更改，使得风被转移到了桥的上下两端，流动的空气在绕过障碍物时会迫使障碍物振动，振动频率会接近桥的固有频率，当振动达到一定程度时就会引起共振现象，使振幅进一步增大而造成破坏。
世界桥梁建筑失败案例
世界桥梁建筑失败案例
那咱得说说美国的塔科马海峡大桥。
这桥啊，那可真是个“悲剧”的典型。
当时建这桥的时候，那设计师可能觉得自己设计得超酷。
这桥看起来瘦瘦长长的，就像个苗条的模特站在那。
可是呢，它有个大问题，就是抗风能力差得一塌糊涂。
你想啊，风一吹，这桥就像个喝醉了酒的大汉，晃得那叫一个厉害。
刚开始的时候，只是小幅度地晃悠，大家还觉得挺新奇的，就像看一个调皮的孩子在那蹦跶。
可是啊，这风越来越大，桥晃得越来越离谱。
这桥就像个散了架的玩具一样，直接垮掉了。
那场面，就好像一个巨人突然被绊倒，“轰”的一声，整个掉进水里，真是让人目瞪口呆。
还有个例子就是加拿大的魁北克大桥。
这桥的建造过程那是一波三折，而且最后还成了一个失败的典型。
建造的时候，工程师们可能有点太心急了，想赶紧把这个宏伟的大桥给弄出来。
可是呢，在设计和施工的过程中，他们犯了不少错误。
比如说，在计算桥梁承受力的时候，可能是数学没学好，数据出了偏差。
结果呢，当大桥还在建造的时候，就发生了严重的坍塌事故。
那一堆钢铁就像被推倒的积木一样，稀里哗啦地全倒了。
好多工人当时就在桥上呢，这一倒，好多人都遇难了。
这魁北克大桥啊，就像一个还没长大就夭折的孩子，真是让人叹息。
风振对桥梁工程损害及防治
风振对桥梁工程损害及防治摘要：风对桥梁的作用是一种十分复杂的现象，随着桥梁跨径的不断增加,风振现象也越来越受到工程界的关注。
本文针对抖振、涡激共振、风雨振等风致振动对大跨度桥梁的结构安全形成不可忽视的影响，探讨了大跨度桥梁抗风设计原则与风致振动的控制,提出了改善桥梁结构和增加机械阻尼等方法。
关键词：大跨度桥梁;风致振动;抗风设计１引言１940年秋，美国华盛顿州建成才四个月的主跨853m的塔科马悬索桥在风速不到20m／s的8级大风袭击下发生了当时还难以理解的强烈振动，奇妙的风竟使桥面扭曲翻腾。
而且振幅愈来愈大.直至使桥面倾翻到45度，最终导致桥粱的折断坠入峡谷之中。
这次事故后引起了国际桥梁工程界和空气动力界的极大关切,并开展了大量的理论探索和风洞实验研究。
我国自７0年代起斜拉桥蓬勃发展，跨度日益增大,1９99年1０月，主跨13８5m的江阴长江公路大桥的建成通车,使我国成为世界上能自主设计和建造千米级悬索桥的第六个国家。
中国改革开放以来已经建成了百余座缆索承重桥梁，其中包括10座悬索桥和近2０座跨度超过400ｍ的斜拉桥.与此同步,斜拉桥和吊桥的风致振动理论与实验研究也结合工程实际迅速发展，并取得了一些有价值的研究成果。
2桥梁结构风致振动理论风灾是自然灾害中发生最频繁的一种,桥梁的风害事故屡见不鲜。
风与结构的相互作用是一个十分复杂的现象，它受风的自然特性、结构的外型、结构的动力特性以及风与结构的相互作用等多方面因素的制约.当风绕过一般为非流线型作用截面的桥梁结构时，会产生旋涡和流动的分离，形成复杂的空气作用力.当桥梁结构的刚度较大时，结构保持静止不动,这种空气力的作用只相当于静力作用.当桥梁结构的刚度较小时,结构振动受到激发，这时空气力的作用不仅具有静力作用，而且具有动力作用。
2.１风的静力作用静力作用指风速中由平均风速部分施加在结构上的静压产生的效应，可分为顺风向风力、横风向风力和风扭转力矩.在顺风平均风的作用下，结构上的风压值不随时间发生变化，作用与桥梁上的风力可能来自任一方向，其中横桥向水平风力最为危险,是主要的计算对象。
Tacoma大桥风振致毁事故机理分析与模拟
Ｚ Ａ ｉｇｘ ｎ Ｅ Ｘ ｕｋ ｎ Ｓ Ｏ Ｈ ｉ Ｈ ０ Ｑｎ ｎ ｅｔ ｎ ａ ｔ Ｅ ｇ ｅｒ ｇ Ｃ ａ ｇｈｕＵ ｉ ｒ ｔ，Ｃ ａｇｈｕ２ ３６ Ｃ ｉ ） Ｓｈ ｏ ｏ ｖ ｏ ｍ ｎ ａｄＳｆｙ ｎｉ ｅｉ ， ｈｎｚｏ ｎｖ ｓｙ ｈｎｚｏ １ １４， ｈｎ Ｅ ｒ ｅ ｎ ｎ ｅｉ ａ
第 ７卷 第 １ 期 ｌ ２１ ０ １年 １ １月
中 国 安 全 生 产 科 学 技 术
Ｊ ｕｎ ｌｏ ａｅｙ Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｒ ａ ｆＳ ｆｔ ｃｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ
Ｖ０ ． １７ Ｎｏ． １ １ ＮＯ ２ １ Ｖ． ０１
文章编号 ：６ ３—１３ ２ １ ） ｌ一 ０ １ ０ １７ ９ Ｘ（０ １ 一１ ０ ４ — ５
ｉ ｈｔｏ ｈ ｌ．Ａｔｔ ｅ ｓ ｍｅ ｔｍｅ ｔ ｅ ｐｒ ｓｕ ｅ ｌｗ ｒ ａ ｗａ ｒ ｄ ａｌ ｏ ｍｅ ｔｔｅ ｏ ｏ ｉｅ，ｔ ｅ ｖ ｄ ｔ ｈ ｆｇ ｆｔ ｅ ｗａ１ ｈ ａ ｉ ｈ ｅ ｓ ｒ ｏ ａ ｅ ｓｇ ａ ｕ ｌｙ ｆ ｒ ｄ ａ ｈ ｐｐ ｓｔ ｈ ｎ ｍｏ ｅ ｏ ｔ ｅ
称性的破缺及其 诱发 桥梁振动的机 理 ； 过建立 数值计算 模型 ， 并通 采用 Ｆｕｎ软 件对其进 行 了仿 ｌ ｔ ｅ
真计算 。结果显示 ： 当风速超过 ｌ ／ 时 ， ｍ ｓ 桥面 上下侧压 力对称 性开始破 缺 ， 压 区从桥 面 的正下 低 方（ 或正上方 ） 逐渐 向右移动 ， 过右边墙 后消＿ ， 跨 久 ¨时在相反 的一侧逐步形成低压 区 ， 然后又 向右 移 动并 逐渐消失 ， 如此周期 交替变化 ， 并且 在不 同的风速 条件下 ， 交替变化 的频率不 同， 其值 随着 风速的增加 而逐步增 大 ， 但增长速率却 随着风速 的增加逐渐减小 。 关键词 ：ａｏ 大桥 ； Ｔ ｃｍａ 对称性破 缺 ； 低压区 ； 风振
塔科马大桥
塔科马大桥简介塔科马大桥（Tacoma Narrows Bridge）位于美国华盛顿州的塔科马市和吉格港之间，是一座横跨塔科马海湾的悬索桥，也被称为“风之桥”（Galloping Gertie）。
塔科马大桥于1940年7月1日建成通车，但在通车后仅仅几个月的时间里，塔科马大桥就因为严重的振动而垮塌，成为了工程界的一个重大教训。
建设背景建设一座横跨塔科马海湾的桥梁一直是华盛顿州政府的梦想，早在20世纪初，就有一位工程师提出了建设桥梁的设想。
然而，由于经费和技术等问题，在数十年的时间里没有任何实际行动。
直到1938年，华盛顿州政府才决定启动塔科马大桥的建设。
建设塔科马大桥不仅可以解决华盛顿州南部地区的交通问题，还可以促进经济的发展，连接吉格港和塔科马市的交通运输更加便利。
工程概况塔科马大桥总长约1800米，主塔高约已分别为128米和121米，主跨距为853米，两侧支跨分别为290米和238米。
主塔采用了钢桶拆除式沉井施工，其特点是操作空间较大，便于塔基施工。
塔科马大桥的悬索结构由两条主悬索和许多斜拉索组成，主索由钢索捆绑，斜拉索连接主索和桥面，共同承担桥面荷载。
主塔和桥面之间通过横向和纵向支撑连接，以保持桥梁的稳定。
垮塌事件塔科马大桥在1940年7月1日正式通车，然而，在通车后的几个月中，塔科马大桥就频繁出现了严重的自振现象。
当时人们发现，桥面开始产生节奏性的上下波动，整座桥梁仿佛受到了风的控制。
自振现象的频率越来越高，桥梁的振幅也越来越大。
当地人将桥梁昵称为“风之桥”，吸引了大批游客前来观赏。
然而，这一切在1940年11月7日发生了彻底的改变——塔科马大桥突然垮塌。
在垮塌事件中，塔科马大桥的主塔和主悬索都完好无损，但整个桥面却坠入了水中。
调查显示，塔科马大桥的垮塌是由于风的不断激励引起的共振效应，最终导致了桥梁的毁坏。
灾后重建塔科马大桥的垮塌震惊了全世界，并引起了对桥梁工程设计和施工的关注。
灾后重建成为了当时工程界的重要任务。
塔科马狭桥倒塌之谜
龙源期刊网
塔科马狭桥倒塌之谜
作者：
来源：《学苑创造·C版》2008年第09期
从前，在美国塔科马有一座著名的狭桥。
这座桥在施工时发生过摆动。
不时的振动使修桥工人感到眩晕。
桥竣工通车后，摇摆得更加厉害。
它吸引了不少远方客人驾车到此一游，为的是寻求刺激，尝尝汽车驶过摇摇晃晃的狭桥时的滋味。
在某些日子里，桥身上下振幅竟达1.5米，使得驾驶员看不见在他前面行驶的汽车。
有一天早上，桥突然停止振动，不一会儿它便疯狂地扭转振动起来。
30分钟后，第一块
桥面开始坠入水中，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。
事后，人们对狭桥的设计找不出可以指责的地方，因为那时人们对于吊桥的空气动力学特性知道得很少。
这场灾难在当时说来是属于不可预测的(或称不可抗拒的)，但它对以后的大桥设计影响颇大。
出事那天的风并不特别大，但因为桥在风的作用下产生了共振，振幅不断增大，直至将狭桥破坏。
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?。
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)。
大跨度斜拉桥抗风稳定性初探
大跨度斜拉桥抗风稳定性初探1案例调查与分析1940年11月7日，美国华盛顿州塔科马桥因风振致毁。
这一严重桥梁事故促使人们开始对悬索桥结构的空气动力稳定问题进行研究。
风对桥梁的动力作用十分复杂。
为了便于分析，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。
从力学角度看，风引起了桥梁的振动，而振动的桥梁与附加的气动力之间又形成了闭合关系。
当风速超过某一数值时，便产生发散现象，桥梁变形将无限增大，产生失稳。
这种振动状态的发散现象就称作颤振（或动力失稳）[1]。
颤振是一种自激振动，是将风的动能转换为桥梁的振动能，而使桥梁的振幅增大。
颤振有多种形式，塔科马桥的颤振称之为扭转颤振。
2 研究历程1940年塔科马桥的风振致毁开辟了土木工程界考虑空气动力问题的新纪元。
40多年来，在结构工程师和空气动力学家的共同努力下，基本上弄清了各种风致振动的机理，并在结构工程这一领域逐渐形成了一门新兴的边缘分支学科—结构风工程学[2]。
自然风可以分解为平均风与脉动风之和，而桥梁结构也可分成结构静止不动与结构本身存在微振动两种情况。
将上述两种情况加以组合，可将风与桥梁的相互作用分类如下：2.1二维经典耦合颤振分析法2.1.1Theodorson平板空气力公式[4]Theodorson在1935年首先从理论上研究了薄平板的气动作用力，用势能理论推导出了作用于振动薄平板上的非定常空气动作用力的解析表达式。
1938年Von Karman也得到了相同的结论。
在均匀流场中，当二维理想平板平行于来流并作微小振动时，其受到的非定常气动自激升力和自激扭矩可表示为：（1）（2）式中，L，M为Thoedorosn平板气动自激升力和自激扭矩；v为空气来流流速；ρ为空气密度；b为半桥宽；h，α分别为断面竖向位移和扭转角：k=ωb/v为无量纲折减频率。
Tacoma Narrows Bridge 因共振倒塌.
塔科马海峡大桥Tacoma Narrows Bridge每一名建筑工程师都了解这样一个事实：在上个世纪上半叶，横跨于美国华盛顿州普吉特海峡塔科马峡谷上的一座钢结构大桥被风“刮”断了。
我回到自己的寓所，再次观看网络中有关塔科马大桥悲壮的史诗般镜头： 1940年7月1日，造型优美的塔科马钢铁大桥建成通车。
大桥刚投入使用就出现上下起伏的振动，引得许多人驱车前往享受这种奇妙的感觉。
11月7日晨7:00，顺峡谷刮来的8级大风带着人耳不能听到的振荡，激起了大桥本身的谐振。
在持续3个小时的大波动中，整座大桥的上下起伏竟达1米之多。
10:00时振动变得更加强烈了，其幅度之大简直令人难以置信。
数千吨重的钢铁大桥由刚性变成了柔性，像一条缎带一样以8.5米的振幅左右来回起伏飘荡。
高达数米的长长波浪在沉重的结构上缓慢爬行，从侧面看起来就像是一条正在发怒的巨蟒。
在整个过程中共振在不断地逐渐加强，但是谁也想不到将会产生什么样的后果。
结局本来是设计师们应该预料到的，现在它马上就要发生了。
11:10，正在桥上观测的一位教授保证说：大桥绝对安全。
可他话音刚落，大桥就开始断裂，教授沿着桥上的标志线安全地退了下来。
就在这一瞬之间，桥上那承受着大桥重量的钢索在怪物般起伏的进攻下失去了束缚力，猝然而断。
大桥的主体从天而降，整个拍落到万丈深渊。
桥上的其他构件也难逃噩运，仿佛电影中的慢镜头一样，各种构件像巨人手中的玩具一样飞旋而去。
当时正在桥中央的一名记者赶忙钻出汽车，拼命抓住桥边的栏杆，用手和膝盖爬行着脱了险。
整座大桥坍塌了！车里的小狗和汽车一起从桥上掉落，成为这次事故的唯一牺牲者。
在观看这些镜头的同时，由于近来对桥梁发展史的偏爱，我专门注意了塔科马大桥的跨径——853米。
网络有关区域除了存有事故本身的资料，还张贴有许多有趣的轶闻，比如——事故发生后人们才得知，大桥投保额达800万美元的保险金早已被保险公司的一名外勤工作人员私吞，为此他当然锒铛入狱。
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
建立严格的工程监管制度
加强质量监管人员培训
确保每个工程阶段都经过严格的质量 检查和验收，防止出现偷工减料、违 规操作等问题。
提高监管人员的专业素质和责任心， 确保他们能够准确判断工程质量的优 劣，并提出有效的改进措施。
提高质量检查技术水平
引进先进的检测设备和仪器，提高质 量检查的准确性和可靠性，及时发现 潜在的质量隐患。
03 事故后果与影响
人员伤亡与损失
人员伤亡
塔科马大桥倒塌事故造成了大量的人员伤亡，其中包括司机 和乘客。
经济损失
事故导致了巨大的经济损失，包括桥梁修复、赔偿受害人、 以及交通中断带来的经济损失。
对当地交通的影响
交通中断
塔科马大桥的倒塌导致当地交通严重 中断，影响了人们的出行和货物运输。
替代交通方案
施工时未能按照规范要求安装缆索， 导致桥面在风力作用下发生扭曲。
混凝土质量不达标
部分桥墩混凝土质量不达标，降低了 桥梁的承载能力。
风力影响
极端风况
事发当天塔科马地区遭遇极端风况，风速达到每小时40英里，超过了桥梁设计 承受的极限。
风向影响
风向与桥面呈一定角度，导致桥面受到较大的侧向压力，加剧了共振效应。
在大桥的建设过程中，由于采用了新的建筑技术和材料，如轻质混凝土和钢丝绳 ，大桥的建设进度非常快。然而，这些新技术和材料的使用也带来了新的挑战和 风险。
桥梁主跨事故案例
桥梁主跨事故案例
那我给你讲一个桥梁主跨的事故案例吧。
就说美国的塔科马海峡大桥，这桥可出名了，不过是出了名的“惨”。
这桥建成的时候，大家看着都觉得挺漂亮的，那造型在当时也算很时尚。
但是呢，这桥有个大问题，就是它的主跨。
这主跨就像是一个特别敏感的神经一样，稍微有点风吹草动就受不了。
有一天啊，风也不是特别大，就那么一阵一阵地吹。
这桥的主跨就开始作妖了。
它先是轻微地晃动，就像一个喝多了酒的人在晃悠。
然后呢，这晃动越来越厉害，就像一个在跳舞跳疯了的人，完全停不下来。
最后啊，这桥的主跨直接就扭曲变形了，然后就像散了架的积木一样，“轰”的一声，垮掉了。
这可把周围的人都吓傻了，好好的一座桥，怎么说垮就垮了呢？
后来大家才知道，原来这桥在设计的时候，对主跨的空气动力学方面考虑得不够周全。
就像你做一件衣服，只想着好看，没考虑到合不合身、能不能保暖一样。
这主跨就被风这个调皮鬼给折腾垮了，也算是给全世界的桥梁工程师们一个大大的教训啊，让他们知道设计桥梁主跨的时候，可得把各种因素都考虑进去，可不能再这么马虎啦。
塔科马桥风振致毁风与桥
塔科马桥风振致毁——风与桥AbstractHistorically, the collapse of the Tacoma Narrows Bridge in 1940, after only a few months of service, prompted most of the research on aerodynamic stability of bridge.Before the Tacoma Narrows Bridge collapsed, bridge engineer were content to design for static loads produced by lateral winds, and the conventional design of bridges was focused mostly on the strength of aeroelastic investigation in structural design which included the rigidity, damping characteristics and the aerodynamic shape of the bridge. At the present time, it is considered more scientific to eliminate the cause than to build up the structure to resist the effect. The aerodynamic phase of the problem is the real challenge to bridge engineers, and in response to this challenge, we now have the new science of bridge aerodynamics.Basically, the research and knowledge of aeronautics and aerodynamics were brought to bear on the bridge problem, treating the deck section as an airfoil, i.e. like the wing cross-section of an aircraft. The results have been equally applicable to suspension and cable-stayed bridge. The development of the suspension bridge theory led to more economical, more slender and more ambitious structures. It was in the interest of maintaining these advantages and at the same time restoring aerodynamic stability that extensive research was started.When the first cable-stayed bridge was build in Sweden in 1955, the problem lf aerodynamic stability in bridge design did receive considerable study. However, that study did not then lead to explicit design rules and formulas. It should be noted that all extensive research done so far has not yet completed our knowledge of this problem.1、塔科马桥风毁介绍1940年11月7日，美国华盛顿州塔科马桥因风振致毁。
建筑事故经典案例
建筑事故经典案例
那我给你讲一个建筑事故的经典案例吧，就说那个美国的塔科马海峡大桥事件。
你想啊，这桥刚建起来的时候，那可是个大工程，大家都可期待了呢。
结果呢，这桥就像是一个特别爱作妖的家伙。
它建成通车之后啊，只要有风一吹，这桥就开始晃悠起来了。
那可不是一般的小晃悠，就像一个喝多了酒的醉汉，在那扭来扭去的。
一开始大家还没太当回事儿，觉得可能就是风大了点呗。
可是呢，这桥晃得越来越厉害。
就像在跳一种疯狂的舞蹈，而且是停不下来的那种。
最后啊，在一次特别大的风中，这桥就像散了架的积木一样，“轰”的一声就垮掉了。
这事儿啊，就告诉我们，在建筑的时候可不能光想着把东西建起来就完事儿了。
像这种桥梁的设计，对于风的影响得好好考虑清楚，不然就像这个塔科马海峡大桥一样，成了一个大笑话，还浪费了那么多钱和精力呢。
还有一个就是西班牙的赫罗纳人行天桥事故。
这人行天桥呢，本来是方便大家走路的，结果啊，在建造的时候不知道哪出了岔子。
这桥建成没多久，就有好多裂缝出现了，就像脸上突然长了好多皱纹一样。
这还不算完，有一天啊，突然有一部分桥体就直接塌下去了。
当时桥上还有人呢，可把大家吓得不轻。
这就好比你买了双新鞋，刚穿上走两步，鞋跟就掉了，你说糟心不糟心？这就是建筑质量没把控好啊，在建造的时候肯定有些地方没按照标准来，要么就是材料有问题，反正就是各种不靠谱。
这也给其他搞建筑的提了个醒，可不能马虎大意啊，毕竟这关系到大家的生命安全呢。
风对桥梁结构产生影响的研究与思考
风对桥梁结构产生影响的研究与思考摘要:随着交通运输业的发展，大跨度桥梁(斜拉桥和悬索桥)已成为当今桥梁建设中的主流，自20世纪80年代以来，大跨度桥梁建设得到了迅速发展，但是风对桥梁的作用尤其时风对大跨度桥梁的动力作用是桥梁中不容轻视的重要问题。
风对桥梁的受力作用是一个十分复杂的现象，它受到风的特性、结构的动力特性和风与结构的相互作用三个方面的制约。
本文主要讲述了风对桥梁的静力作用及动力作用，其中详细分析了风对桥梁的动力作用。
同时，对大跨度桥梁的风致效应估算与评价以及制振对策进行了探讨。
最后给出了风对桥梁作用的研究中需要进一步探讨的几个问题。
关键词:风工程;桥梁;影响一、风静力对桥梁结构的影响当结构刚度较大因而几乎不振动，或结构虽有轻微振动但不显著影响气流经过桥梁的绕流形态，因而不影响气流对桥梁的作用力，此时风对桥梁的作用可以近似看作为一种静力荷载。
桥梁载静力荷载作用下有可能发生强度、刚度和稳定性问题。
如现行桥梁规程中所规定的那样，主要考虑桥梁在侧向风荷载作用下的应力和变形，另外对于升力较大的情况，也需要考虑竖向升力对结构的作用。
对于柔性较大的特大跨度桥梁，则还需要考虑侧向风荷载作用下主梁整体的横向屈曲，其发生机制类似于桥梁的侧向整体失稳问题以及在静力扭转力矩作用下主梁扭转引起的附加转角所产生的气动力矩增量超过结构抗力矩时出现的扭转失稳现象。
在考虑风对桥梁的静稳定性影响时，扭转发散是桥梁静稳定问题中最典型的一种。
用线性理论方法研究桥梁的扭转发散时，认为桥梁扭转发散临界风速远高于桥梁颤振临界风速;但是随着桥梁跨度超出1000m以后，非线性效应逐渐增大，日本东京大学和同济大学在全桥模型风洞试验中都在颤振发生前观察到扭转发散现象，这也是在大跨度桥梁的设计中应该注意到的一个问题。
二、风动力对桥梁结构的影响大跨度桥梁，尤其是对风较为敏感的大跨度悬索桥和斜拉桥，除需要考虑静风荷载的作用之外，更主要考虑风对结构的动力作用。
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个人资料整理，仅供个人学习使用塔科马桥风振致毁——风与桥AbstractHistorically, the collapse of the TacomaNarrowsBridge in 1940, after only a few months of service, prompted most of the research on aerodynamic stability of bridge.Before the TacomaNarrowsBridge collapsed, bridge engineer were content to design for static loads produced by lateral winds, and the conventional design of bridges was focused mostly on the strength of aeroelastic investigation in structural design which included the rigidity, damping characteristics and the aerodynamic shape of the bridge. At the present time, it is considered more scientific to eliminate the cause than to build up the structure to resist the effect. The aerodynamic phase of the problem is the real challenge to bridge engineers, and in response to this challenge, we now have the new science of bridge aerodynamics.Basically, the research and knowledge of aeronautics and aerodynamics were brought to bear on the bridge problem, treating the deck section as an airfoil, i.e. like the wing cross-section of an aircraft. The results have been equally applicable to suspension and cable-stayed bridge. The development of the suspension bridge theory led to more economical, more slender and more ambitious structures. It was in the interest of maintaining these advantages and at the same time restoring aerodynamic stability that extensive research was started.When the first cable-stayed bridge was build in Sweden in 1955, the problem lf aerodynamic stability in bridge design did receive considerable study. However, that study did not then lead to explicit design rules and formulas. It should be noted that all extensive research done so far has not yet completed our knowledge of this problem.1、塔科马桥风毁介绍1940年11月7日，美国华盛顿州塔科马桥因风振致毁。
这一严重的桥梁事故，开始促使人们对悬索桥结构的空气动力稳定问题进行研究。
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。
当地的报纸以简洁的标题对这场事故作了报道，“损失：一座桥、一辆汽车、一条狗”。
2、风荷载的研究实际上风对桥梁的力学作用，很早就有学者进行研究。
1759年Smeaton等就提出构造物设计时要考虑风压问题，从此开始有了风载荷的概念，但当时对风压的认识是不够的，也没有引起充分重视。
直至1879年，英国的Tay桥受到暴风雨的袭击，85跨桁架中的13跨连同正行驶于其上的列车一起堕入河中的特大事故发生之后，人们对风载荷所产生的作用才引起了高度的重视。
以这一事故为契机，开展了关于风压的研究，并将其反映到桥梁设计中。
1887年重建Tay桥时，由Baker等经现场实验，确定了风压的大小是273千克／平方米。
这一时期，巴黎为迎接1889年万国博览会，计划兴建埃菲尔（Eiffel）铁塔。
为了确定作用在塔上的风压的大小，由著名工程师埃菲尔着手进行风洞实验，并在1909年成立了风力研究所。
研究所中设立的埃菲尔型风洞，至今仍被广泛使用。
这样，设计桥梁或建筑物时，就可以利用风洞试验定量地评价风荷载的大小。
此后相当长时间内，人们把风对结构的作用仍只看成是由风压产生的静力作用。
直至1940年，发生了一次风毁桥梁的特大事故，才使人们看到了风对结构物的另一种作用——风致振动。
3、风的效应和空气动力学上的稳定性塔科马桥在1940 年垮掉之后,在之后只有几个月的时间内,促进了在桥的空气动力学上的稳定性上的大部份研究。
一般来说导致桥梁振动的原因有3种：地震引起的振动、车致振动和风致振动。
这三种动力学问题目前都很活跃，仍处在学科的前沿。
当美国华盛顿州建成才4个月的塔科马桥（Tacoma）毁于暴风，人们在分析塔科马桥事故的原因时才发现，自1918年起，至少有11座悬索桥毁于风振。
塔科马桥在倒塌之前，工程师们以桥在侧面的风产生的静荷载作用下满足强度要求位设计依据，塔科马桥倒塌之后，工程师们开始注意桥的气体力学的形状，数十年来，关于桥梁对风致振动响应的分类人们已经取得了较为一致的认识。
桥梁工程的研究人员将大部分精力集中在动力失稳（主要是颤振）和紊流响应（抖振）方面。
基本上, 航空学的研究和桥的空气动力学问题有关,如机翼的甲板区段,也就是飞机的翅膀跨区段，结果证明是可以用到斜拉桥上的。
尽管航空学上耦合颤振和失速颤振的理论基本上适合于桥梁结构，但由于桥梁的振动具有多振型参与的特点，所以其分析要比机翼的经典颤振理论复杂。
目前对颤振的研究主要集中在两个方面：(1) 紊流条件下颤振导数的测量与识别；(2) 紊流对颤振的影响。
桥梁的抖振问题比（均匀流下的）颤振问题更为复杂。
现有的各种理论难于对抖振响应给出满意的预估。
4、定性分析风的动力效应风是一种自然现象，是由于太阳对地球大气的加热不均匀而引起的。
由于地球表面的地形起伏和各种障碍物的影响，使靠近地面的风的流动发生紊乱，造成风在速度、方向及其空间分布上都是非定常的（即随时间变化的）和随机的。
为方便计，人们在处理风对桥梁的作用时，首先将风分成两部分：(1)假定风速在时间和空间上都是不变的，称此类风为平均风（稳定风）；(2)另一部分为风速在时间和空间上都改变，称它为脉动风。
从而再将风对桥梁的作用也归纳为两类：一类是风的静力作用，另一类是风的动力作用。
如果设计的桥梁刚度很大，在平均风作用下，桥梁保持静止不动或者其本身振动不影响气流的作用力，此时的定常反应（不随时间而变化的）称为风的静力作用。
这时垂直于桥梁的气流作用力可分解为三个分量，如上图，即气流方向的阻力，与其垂直方向的升力及升力矩。
它们通常被称为流气作用力的三分力，与风速、桥梁断面形状及风对桥梁的攻角等因素有关。
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，这时的反应，我们称之为风对桥梁的动力作用。
风对桥梁的动力作用是一种十分复杂的现象。
为了便于分析，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。
前面所述的塔科马桥即是自激振动的典型例子。
该桥在设计时吸取了Tay桥事故的经验，其抗风压的设计对于50米／秒的风速都是安全的，然而对风振却几乎未加考虑。
根据当时的技术条件，采用了钢板梁，并且选用了从空气动力学角度来看属于不稳定的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，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。
从力学角度看，风引起了桥梁的振动，而振动的桥梁与附加的气动力之间又形成了闭合关系，如下图。
如果风速超过某一数值时，便产生发散现象，变形将无限增大，桥梁便产生失稳。
这种振动状态的发散现象就称作颤振（或动力失稳）。
颤振是一种自激振动，是将风的动能转换为桥梁的振动能，而使桥梁的振幅增大。
颤振有多种形式，像塔科马桥这样的颤振，是绕中心轴的扭转振动，我们称之为扭转颤振。
驰振也是一种自激振动，和颤振相似，同样是一种发生在横风向的发散振动现象。
但和颤振不同的是，驰振只限于弯曲振动体系。
冬季，深山里的高压输电线上附着的冰雪使断面变成椭圆状态，铁塔间的输电线在风的作用下就会产生长周期（1～10秒），大振幅（1～10米）的振动，这种振动通常是在垂直于气流方向上的振动，这就是驰振（远看时如快马奔驰）。
在桥梁中，就有朗格尔桥的H型断面吊杆发生驰振而损坏的例子。
驰振一般发生在具有棱角的方形或接近方形的矩形截面结构中。