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材料力学案例分析
迈安那斯桥坍塌事故原因分析1．关键词：桥梁垮塌，组合变形，偏心载荷，设计失误2．事件背景时间：1983年6月27日，地点：美国康涅狄格州迈安那斯（Mianus）河桥垮塌，造成4辆汽车掉落桥下，3人死亡，多人受伤。
图1 垮塌的迈安那斯河桥该桥梁结构属于钢结构的多跨静定梁，建成于1958年，桥龄25年。
大桥双向各三线车道，每日车流量超过10万次。
大桥的悬臂式的结构在建桥当时是很流行的样式：主跨为两端外伸梁，主跨两侧各有一段约30米长的悬吊梁垮。
垮塌的是东悬吊跨的一段梁，其西端接在称为轴台的支架上，用水平销连接到中跨梁外伸段的自由端；东端以销接吊件连接在东边悬臂梁的末端，正是此悬吊组件的破坏导致了大桥的坍塌。
1983年春末，大桥边的居民向当局反映他们听到桥身发出尖锐的声响。
过去至少五六年来，这些居民陆续在河边检到桥上掉下来的混凝土碎块或碎钢屑，每次他们都尽责地向公路局报告。
而近来在轰隆的车流声中，他们又听到了新增的噪音。
一位居民表示：“像是几千只鸟同时唧喳地发出刺耳的鸣叫。
整个周末，都可以清楚地听到这样的声音。
”6月27日星期一凌晨1：30左右，大桥在一声巨响中发生坍塌。
图2 悬吊梁的支撑结构3． 事故过程与关键性细节康州公路局长看了现场的残骸后，表示他发现了桥梁倒塌的可能线索：把掉下去的桥身和悬臂式钢梁拴在一起的栓销少了一个。
这个长约18厘米的栓钉的一部分残余物最后在河里被捞起，其余的部分还在桥上，它看起来像是被剪断的。
事故起因是因为栓销断裂，还是另有原因？为了解开谜团，局长请来了专家，另外还有3家独立的工程公司和国家交通安全局的代表以及法院指派的工程师都参与了事故调查，可是各方都强调不同的理由并得出不同的结论。
事故调查最终认定了事件是按照如下的过程发生的。
这座桥在过去25年里，由于排水口误被铺路面的材料封掉，使得雨水不断从路面流到支撑桥体的悬吊组件里，浸入吊板和栓销中并产生锈蚀和冬季的冻胀；每一次，当汽车驶过桥面时，都会在吊板上产生侧推力，从而把吊板在栓销上的位置向外推，道桥与河流的斜交效应（540角）增大了上述侧推力；在悬吊跨梁的东南角上，侵蚀力、冻胀力和侧推力相叠加而形成了特别大的力，使用于约束栓销的销帽向外弯曲直至被推出去；在倒塌发生的几小时前或几天前，内吊板的下部很可能已经脱离开了栓销，使整个悬吊跨梁的东南角下倾了一点。
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2
学海无 涯
得分
图7 七、建立如图 8 示梁的剪力方程和弯矩方程，作梁的剪力图及弯矩图，并
确定梁的最大剪力和弯矩。(本题 12 分)
图8
得分
八、传动轴如图 9 所示，主动轮输入功率 PA=400KW，三个从动轮输出功 率分别为 PB =PC=120KW，PD=160KW，转速 n=300r/min，传动轴材料的切
体2 分
七、
13
学海无 涯
取 C 点为研究对象
∑x=0 −FN1sin45º+ F N2sin30º=0 F N1=0.518P
∑y=0 FN1cos45º+ F N2cos30º=0 F N1=0.732P（2 分）
FN1≤S1[σ]1=200×10−6×160×10 6=32（KN）（2 分）
变模量 G=80 GPa，许用切应力[τ]=30MPa，轴的扭转角[τ]=0.3º/m,试设计轴的直径。(本
题 10 分)
图9
3
学海无 涯
得分
九、试求图 10 示各应力状态的主应力及最大剪应力，应力单位为 MPa。 (本题 12 分)
图 10
得分
十、手摇铰车如图 11 所示。轴的直径 d=30mm，材料为 Q235 钢， []=80MPa，试按第三强度理论求铰车的最大起重量P。(本题 12 分)
梁的强度最高。
(本题 2 分)
图1
图2
图3
3、材料力学中关于材料的基本假定有——————、——————、—————。(本题 3
分) 4、承受斜弯曲的杆件，其中性轴必然通过横截面的形心，而且中性轴上正应力必为零。这
句话是
的。 (本题 2 分)
A对
B错
材料力学第04章 杆件变形分析ppt课件
中北大学理学院力学系
第一节 杆件轴向拉压变形 第二节 圆轴改动变形 第三节 积分法求梁弯曲变形叠加法求梁弯曲变形 第四节 提高梁弯曲刚度的措施 总结与讨论
杆件在载荷作用下都将发生变形〔deformation〕。在 有些构造或实践工程中，杆件发生过大的变形将影响杆件或 构造的正常运用，必需对杆件的变形加以限制，如工程中运 用的传动轴、车床主轴等变形过大会呵斥机器不能正常任务； 而有些构造又需求杆件有较大的变形，如汽车上所运用的叠 板弹簧，只需当弹簧有较大变形时，才干起缓冲作用。在构 造的设计中，无论是限制杆件的变形，还是利用杆件的变形， 都必需掌握计算杆件变形的方法。本章将详细讨论杆件轴向 拉伸〔或紧缩〕、圆轴改动和弯曲三种情况下的杆件变形。 研讨杆件变形的目的，一方面是为了分析杆件的刚度问题， 另一方面那么是为了求解超静定问题。
根据平面假设，横截面在梁弯曲变形后，仍与梁轴垂直，那
么横截面会发生角位移，即绕中性轴转过一个角度，称为转
角〔slope of cross section〕，用q表示。由几何关系可知，
横截面的转角q与挠曲线在该截面处的切线与坐标轴x的夹角
q′相等，即
由于梁的变形普通很小，这时转角q也很小，于是有挠曲线与 转角之间的近似关系为
那么轴的总改动角为 A C A B B C 1 . 5 0 1 0 2 ( 1 . 1 7 1 0 2 ) 0 . 3 3 1 0 2 r a d
〔2〕刚度轴校为核等。截面轴，AB段的扭矩最大，所以，应校核 该段轴的改动刚度。
AB段的改动角变化率，即单位长度改动角为
d d x G T A I B P 1 8 0 8 0 1 0 9 3 1 . 0 8 0 1 0 5 1 0 1 2 1 8 0 0 . 4 3 /m < [ ]
(精品)材料力学(全套752页PPT课件)
Page46
§1-5 应变
构件受外力时单 元体(微体)会产 生变形
棱边长度改变
棱边夹角改变
b’ b
a
b b’
a
用正应变(normal strain)和切应变(shearing strain) 来描述微体的变形
Page47
棱边长度改变
ab ab ab ab线段的平均正应变
ab ab
lim ab a点沿ab方向的正应变
高压电线塔
毁坏的高压电线塔
Page14
码头吊塔
Page15
单梁式导弹翼面 1－辅助梁；2－翼肋；3－桁条；4－蒙皮；5－副翼；6－后墙； 7－翼梁；8－主接头；9－辅助接头
Page16
➢ 材料力学的基本假设 材料力学研究材料的宏观力学行为 材料力学主要研究钢材等金属材料
关于材料的基本假设： 连续性假设：认为材料无空隙地充满于整个构件。
ab0 ab
a
b b’
棱边夹角改变
c’ c
直角bac的改变量——直角bac的切应变
tan
a
b
Page48
§1-6 胡克定律
应力：正应力，切应力 应变：正应变，切应变
➢ 胡克定律(Hooke’s law) 单向受力
纯剪切
b’ b
切变模量
E
G
弹性(杨氏)模量 a
Page49
思考题：求a, b, c面上的切应力，并标明方向。 a b c
胡克的弹性实验装置
1678年：
发现“胡克定律”
雅各布.伯努利，马略特：
得出了有关梁、柱性能的 基础知识，并研究了材料的 强度性能与其它力学性能。
库伦：
修正了伽利略、马略特关 于梁理论中的错误，得到了 梁的弯曲正应力和圆杆扭转 切应力的正确结果
材料力学 案例分析
广东九江大桥坍塌事故引发的争论1．主题词水平冲击，脆性破坏，设计，质询，安全隐患2．事件背景2007年6月15日，清晨5时多，广州九江大桥现场。
在漫天迷雾中一艘运沙船偏离了航道，驶向非通航的引桥。
瞬间，运沙船剧烈地撞向九江大桥桥墩，随着一声巨响，桥上的灯全灭了，紧接着又一声巨响，靠南海九江这边的桥面首先断了下去，直接砸向了运沙船。
10余秒种后，随着一声巨响，另一侧的桥面也断裂倾斜到江中。
在撞桥前，运沙船上的高音喇叭还在喊，“危险，紧急逃生……”然而，就在撞上的一瞬间，尽管运沙船做了紧急避让，向旁偏了一下，却仍然在水流的作用下将桥墩铲断……事故直接导致200米桥面坍塌，桥面上有4辆汽车坠入江中，7名司乘人员和2名巡桥工人失踪。
运沙船上的10多人落水后逃生，其中2人受伤。
专家对事故进行的技术评估尚未完成，但广东省交通主管部门一位负责人对媒体表示说，可以肯定这是一次意外事故，肇事船只未遵守航行标准，驶入非主航道造成事故发生。
九江大桥是一座斜拉桥结构的桥梁，主桥由两孔高160米的独塔混凝土斜拉桥组成，按照设计标准通航能力为3000吨。
该运沙船载重为2800多吨，船体自重1000多吨，但是水流湍急，船顺流速度超过每秒3米，其撞击力超过1000吨，而桥墩的水平防撞能力只有300吨，因此造成了事故。
图1 九江大桥事故现场3．媒体报道中提出的疑问和质询事故发生后，媒体在报道事件的同时，也纷纷刊登出评论，并针对事故原因和背后的问题提出一些疑问和质询。
大连晚报6月18日刊登了一篇新闻品评，题为“九江大桥为何如此不堪一击”。
针对广东省高速公路有限公司一位负责人关于“考虑到非通航孔被撞的可能性不大，其防撞力相对较低”的说法，评论指出，可能性不大并非没有可能，俗话还说“不怕一万，就怕万一”，按照常识，引桥的绝大部分应该是在地面上的，引桥一旦入水其桥墩和主桥墩的防撞力就没有什么区别，因为水面不同于路面，可以设置护栏和障碍。
材料力学工程实例
2. 增大轮距方案 在方案1的基础上,再将吊车轮距适当增大,使吊车梁具备更多的承载
力储备。
7
二．改造方案
简化受力图 弯矩图
8
二．改造方案
当σ=80MPa达到强度极限时，吊车梁最大弯矩M=18165KN*m,算 得X=10.38m
故取两滑轮之间的距离为4m。
9
二．改造方案
的切应力）
形心坐标：
yc
S1 S2 A1 A2
S3 A3
0.65 * 0.134 * 0.067 3.22 * 0.02 *1.744 0.5 * 0.114 * 3.411 0.65 * 0.134 3.22 * 0.02 0.5 * 0.114
1.499 m
截面惯性矩：
Iz
力）
危险点：当
y
d 2
时，有最大的拉（压）应力
max
16Pl，其中
d 3
当 max s 时，求出许用力：[P] σsd 3
16l
21
四、组合筷子受力图和内力分析
由截面法，进行内力分析，得内力图如下图所示
剪力图：
弯矩图：
22
危险面和危险点
危险面：根据弯矩图确定危险面根据弯矩图可知危险面为X=l处的
截面，在该截面上作用着大小为pl/2的弯矩。
由
My IZ
可知在X=l截面内各点的所受的正应力（忽略剪力产生的切应
力）
Iz 为截面对中性轴的惯性矩：由图可知，显然截面形心为中间圆圆 心，截面是中心对称图形，故中性轴为Z轴。
max
My Iz
21000 *1.499 0.447
70.42MPa
最大拉应力 y 1.969m
材料力学(全套483页PPT课件)-精选全文
稳定性(stability)—构件承受外力时， 保持原有平衡状态的能力
4
材料力学的任务： 在满足强度、刚度和稳定性的要
求下，为设计既经济又安全的构件提 供必要的理论基础和计算方法。
5
1.2 变形固体的基本假设
1.连续性假设
假设在变形体所占有的空间内毫无空隙地充满了物质。即认 为材料是密实的。这样，构件内的一些力学量（如各点的位 移）可用坐标的连续函数表示，并可采用无限小的数学分析 方法。
2、横向变形、泊松比
横向线应变： b b1 b
bb
称为泊松比
32
是谁首先提出弹性定律? 弹性定律是材料力学中一个非常重要的基础定
律。一般认为它是由英国科学家胡克(1635一1703) 首先提出来的，所以通常叫做胡克定律。其实，在 胡克之前1500年，我国早就有了关于力和变形成正 比关系的记载。
1-1截面
A
X 0 N1 40 30 20 0 N1 N1 50kN(拉)
2-2截面
X 0 N 2 30 20 0
1 B 2C 3D 40 kN 30 kN 20 kN
N2
30 kN 20 kN
N2 10kN(拉)
3-3截面
N 50 kN
N3
20 kN
X 0
N 3 20 0 N 3 20 kN(压)
10 103 100 103 500 106
10 103 100 103 200 106
mm
0.015mm
计算结果为负，说明整根杆发生了缩短
35
静定汇交杆的位移计算，以例题说明。 例3 图示结构由两杆组成，两杆长度均为 l，B 点受垂直荷 载 P 作用。（1） 杆①为刚性杆，杆②刚度为 EA ，求节点 B 的位移；（2） 杆①、杆②刚度均为 EA，求节点 B 的位 移。
材料力学PPT第二章
Q235钢的主要强度指标：s = 240 MPa，
b = 390 MPa
低碳钢拉伸试件图片
试件拉伸破坏断口图片
结合压缩曲线得到结论：颈缩过程，材 料的力学性质发生变化
塑性指标
1.延伸率
l1 l 100%
l
2.断面收缩率
A A1 A
100%
l1----试件拉断后的长度
A1----试件拉断后断口处的最小 横截面面积
F 用截面法取节点B为研究对象
Fx 0 FN1 cos 45 FN 2 0
x
Fy 0 FN1 sin 45 F 0
FN1 28.3kN
FN 2 20kN
A
FN1 28.3kN FN 2 20kN
1
2、计算各杆件的应力。
45° B
C
2
FN1
F
y
FN 2 45° B x
F
a
c
b
d
F FN dA
bd
A
dA A
A
FN
A
A 1
45°
C
2
FN1
y
FN 2 45° B
F
例题2.2
图示结构，试求杆件AB、CB的
应力。已知 F=20kN；斜杆AB为直
径20mm的圆截面杆，水平杆CB为 15×15的方截面杆。
B 解：1、计算各杆件的轴力。 （设斜杆为1杆，水平杆为2杆）
≥5%—塑性材料 ＜5%—脆性材料 σ
Q235钢： 20% ~ 30% ≈60%
冷作硬化
O
应力-应变（σ-ε）图
注意：
(1) 低碳钢的s，b都还是以相应的抗力除以试
材料力学I第五章ppt课件
11
第五章 梁弯曲时的位移
例题5-1 试求图示等直梁的挠曲线方程和转角方程，
6
第五章 梁弯曲时的位移
从几何方面来看，平面曲线的曲率可写作
1
x
1
w w2
3/ 2
1/为非负值的量，而w“是q = w' 沿
x方向的变化率，是有正负的。
w
1 w2
3/ 2
M x
EI
由于梁的挠曲线为一平坦的曲线，上式中的w2与1相比可略
去，于是得挠曲线近似微分方程 w M x
7
EI
第五章 梁弯曲时的位移
第五章 梁弯曲时的位移
§5-1 梁的位移——挠度和转角
梁的横截面形心(即轴线AB上的点)在垂直于x轴方向的 线位移w称为挠度(deflection)，横截面对其原来位置的角
位移q 称为横截面的转角(angle of rotation)。
1
第五章 梁弯曲时的位移
挠曲线(deflection curve)为一平坦而光滑的曲线，它 可以表达为: w=f(x)，此式称为挠曲线方程。
由于梁变形后的横截面仍与挠曲线保持垂直，故横截面 的转角θ也就是挠曲线在该相应点的切线与x轴之间的夹角， 从而有转角方程：
q tanq w f x
2
第五章 梁弯曲时的位移
(a)
(b)
直梁弯曲时的挠度和转角这两个位移不但与梁的弯曲
变形程度(挠曲线曲率的大小)有关，也与支座约束的条件
05第五章 材料力学(可修改).ppt
q Wz
q
优选
Wz
D3 (1 D3
4)
503 (1 0.64 ) 403
1.7
6
空心截面的许可载荷是实心截面的 1.7 倍。
例5-7 已知等截面简支梁，受均布载荷 q 作用如图( a ) 所示, 试比较下列各 截面的最大正应力和最大切应力。
解：1. 确定内力
Qm a x
1 2
ql
2. 计算应力
max M max l ht
max
Wz
4Wz
例5-1 钢制等截面简支梁受均布载荷 q 作用如图( a ) 所示，横截面为 h = 2b
的矩形。已知材料许用应力[σ] = 120 MPa，l = 2 m，q = 50 kN/m。求：梁分
别按图 ( b ) 和图 ( c ) 放置时的截面尺寸并比较其面积大小。
q (a) A
(b) B
l
解：1. 作弯矩图
Wz
bh2 6
2b3 3
b 3 3 7.5106 41.3mm 2 160
工字钢
Wz
M max [ ]
7.5 10 6 160
46.9cm3
选10号工字钢
A1 48cm2
A2 37.6cm2
A3 34 cm2 A4 14 cm2
Wz 49 cm3
A1 : A2 : A3 : A4 优3选.43: 2.69 : 2.43:1
杆的最大应力
N A
9q / 4
d2/4
[
]
q2
d 2[
9
]
152 160 9
12.56
kN/m
3. 综合分析
q min q优1,选q2 12.56 kN/m
材料力学案例分析
迈安那斯桥坍塌事故原因分析1．关键词：桥梁垮塌，组合变形，偏心载荷，设计失误2．事件背景时间：1983年6月27日，地点：美国康涅狄格州迈安那斯（Mianus）河桥垮塌，造成4辆汽车掉落桥下，3人死亡，多人受伤。
图1 垮塌的迈安那斯河桥该桥梁结构属于钢结构的多跨静定梁，建成于1958年，桥龄25年。
大桥双向各三线车道，每日车流量超过10万次。
大桥的悬臂式的结构在建桥当时是很流行的样式：主跨为两端外伸梁，主跨两侧各有一段约30米长的悬吊梁垮。
垮塌的是东悬吊跨的一段梁，其西端接在称为轴台的支架上，用水平销连接到中跨梁外伸段的自由端；东端以销接吊件连接在东边悬臂梁的末端，正是此悬吊组件的破坏导致了大桥的坍塌。
1983年春末，大桥边的居民向当局反映他们听到桥身发出尖锐的声响。
过去至少五六年来，这些居民陆续在河边检到桥上掉下来的混凝土碎块或碎钢屑，每次他们都尽责地向公路局报告。
而近来在轰隆的车流声中，他们又听到了新增的噪音。
一位居民表示：“像是几千只鸟同时唧喳地发出刺耳的鸣叫。
整个周末，都可以清楚地听到这样的声音。
”6月27日星期一凌晨1：30左右，大桥在一声巨响中发生坍塌。
图2 悬吊梁的支撑结构3． 事故过程与关键性细节康州公路局长看了现场的残骸后，表示他发现了桥梁倒塌的可能线索：把掉下去的桥身和悬臂式钢梁拴在一起的栓销少了一个。
这个长约18厘米的栓钉的一部分残余物最后在河里被捞起，其余的部分还在桥上，它看起来像是被剪断的。
事故起因是因为栓销断裂，还是另有原因？为了解开谜团，局长请来了专家，另外还有3家独立的工程公司和国家交通安全局的代表以及法院指派的工程师都参与了事故调查，可是各方都强调不同的理由并得出不同的结论。
事故调查最终认定了事件是按照如下的过程发生的。
这座桥在过去25年里，由于排水口误被铺路面的材料封掉，使得雨水不断从路面流到支撑桥体的悬吊组件里，浸入吊板和栓销中并产生锈蚀和冬季的冻胀；每一次，当汽车驶过桥面时，都会在吊板上产生侧推力，从而把吊板在栓销上的位置向外推，道桥与河流的斜交效应（540角）增大了上述侧推力；在悬吊跨梁的东南角上，侵蚀力、冻胀力和侧推力相叠加而形成了特别大的力，使用于约束栓销的销帽向外弯曲直至被推出去；在倒塌发生的几小时前或几天前，内吊板的下部很可能已经脱离开了栓销，使整个悬吊跨梁的东南角下倾了一点。
最新材料力学工程实例精品课件
3.设计键槽(jiàncáo)的长度 (D-D截面)
Fs T 23290.24N D/2
l
Fs •h/
2
bs
l
Fs
bs • h
/
2
l 19.41mm
Fs
l •b
l
Fs
• b
l 24.26mm
所以键槽(jiàncáol)的2长4.度26mm
第三十八页，共41页。
2. 设计曲轴(qūzhóu)颈直径d和主轴颈直径D
主轴颈的危险截面为EF的最左端，受扭转和两向弯曲 根据主轴颈的受力状态，可用第三强度(qiángdù)理论计算
r3
1 W1
M12x M其12y中(Mqíz1h2zōng)
其中, 1 32
W1 D3
得 D 40.33mm 取 D 41mm
第二页，共41页。
一．吊车梁的强度(qiángdù)分析：
最危险(wēixiǎn)的情况：吊重作用在吊车一端
吊车受力图
吊车梁受力图
第三页，共41页。
一．吊车(diàochē)梁的强度分析：
吊车(diàochē)梁剪力图
吊车(diàochē)梁弯矩图
第四页，共41页。
一．吊车(diàochē)梁的强度分析：
第三十三页，共41页。
（1）外力(wàilì)分析
外力偶矩
下面(xià mian)计算反力 在面xOy内：
在面xOz内：
第三十四页，共41页。
（2） 内力(nèilì)分析
A．主轴颈的EF左端（1-1）截面受扭转(niǔzhuǎn)和两向弯曲，为 最危险：
第三十五页，共41页。
（2） 内力(nèilì)分析
第十四页，共41页。
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学海无涯 板向外弯曲。桥上不断驶过的车辆的冲击力造成了上部栓销的顶端因为金属疲劳 作用产生了裂缝，并有一定的扩展。事发时桥面上同时驶过的 3 辆汽车压弯了那 根开裂的栓销，并使它最终断裂，外吊件也随之掉了下去。此时东端的桥段仅剩 下由东北角的悬吊组件单独支撑，很快也因承受不住而随之断裂，引起整段桥身 向下旋转，造成了整体坍塌。
图 3 悬吊组件的破坏方式 康州公路局负责监测的桥梁近 2000 座，公路局雇用了 6 个两人小组负责桥 梁的安全检查，每个小组每个工作日要检查 1 个以上的桥梁。对迈安那斯河桥的 最近一次检查是在 1982 年 9 月。为了检查大桥的某些关键部位，检察员们通常 需要在卡车的折叠吊杆末端连接一个被称为“探测器 snooper”的装置，该装置 悬挂在桥面板以下以便队员能看到人员不能进入的部位。但这个装置已经坏了 11 个月，所以这次检测作业，他们不得不在岸边用双筒望远镜观察，他们还用 梯子爬到桥墩上去观察了钢结构，并利用悬吊在桥下两车道中间的通道检查了桥 身。检查员怀特（White）将检查的情况记录在笔记本上，但并没有把它附在呈 送给公路局的正式报告表里。事故发生后，怀特惊慌失措地把他最后一次的检查 记录拿出来偷改了 20 多处，就怕被认定为“玩忽职守”。然而，由于修改处用了 较细的铅笔，还是被发现了。不过由于一贯良好的工作业绩，他只被训斥了一顿， 并处以一年观察期的处分。
学海无涯 迈安那斯桥坍塌事故原因分析 1. 关键词：桥梁垮塌，组合变形，偏心载荷，设计失误 2. 事件背景 时间：1983 年 6 月 27 日，地点：美国康涅狄格州迈安那斯（Mianus）河桥 垮塌，造成 4 辆汽车掉落桥下，3 人死亡，多人受伤。
图 1 垮塌的迈安那斯河桥 该桥梁结构属于钢结构的多跨静定梁，建成于 1958 年，桥龄 25 年。大桥双 向各三线车道，每日车流量超过 10 万次。大桥的悬臂式的结构在建桥当时是很 流行的样式：主跨为两端外伸梁，主跨两侧各有一段约 30 米长的悬吊梁垮。 垮 塌的是东悬吊跨的一段梁，其西端接在称为轴台的支架上，用水平销连接到中跨 梁外伸段的自由端；东端以销接吊件连接在东边悬臂梁的末端，正是此悬吊组件 的破坏导致了大桥的坍塌。 1983 年春末，大桥边的居民向当局反映他们听到桥身发出尖锐的声响。过 去至少五六年来，这些居民陆续在河边检到桥上掉下来的混凝土碎块或碎钢屑， 每次他们都尽责地向公路局报告。而近来在轰隆的车流声中，他们又听到了新增 的噪音。一位居民表示：“像是几千只鸟同时唧喳地发出刺耳的鸣叫。整个周末，
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学海无 涯 4． 疑难问题 1 桥边居民反映的桥体异常现象与破坏先兆有什么关系？ 2 设计方面存在哪些明显的缺陷？ 3 主要的责任在于设计问题还是管理问题（监测、维另有原因？为了解开谜团，局长请来了专家， 另外还有 3 家独立的工程公司和国家交通安全局的代表以及法院指派的工程师 都参与了事故调查，可是各方都强调不同的理由并得出不同的结论。
事故调查最终认定了事件是按照如下的过程发生的。这座桥在过去 25 年里， 由于排水口误被铺路面的材料封掉，使得雨水不断从路面流到支撑桥体的悬吊组 件里，浸入吊板和栓销中并产生锈蚀和冬季的冻胀；每一次，当汽车驶过桥面时， 都会在吊板上产生侧推力，从而把吊板在栓销上的位置向外推，道桥与河流的斜 交效应（540 角）增大了上述侧推力；在悬吊跨梁的东南角上，侵蚀力、冻胀力 和侧推力相叠加而形成了特别大的力，使用于约束栓销的销帽向外弯曲直至被推 出去；在倒塌发生的几小时前或几天前，内吊板的下部很可能已经脱离开了栓销， 使整个悬吊跨梁的东南角下倾了一点。随后外吊板所受到的拉力大幅度增加，且 作用方式由原来的轴向拉伸变为偏心拉伸。由于偏心载荷产生的杠杆作用使得吊
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学海无 涯 都可以清楚地听到这样的声音。”
6 月 27 日星期一凌晨 1：30 左右，大桥在一声巨响中发生坍塌。
悬吊梁
拴销 腹板
销帽
吊杆
固定螺钉
图 2 悬吊梁的支撑结构 3． 事故过程与关键性细节
康州公路局长看了现场的残骸后，表示他发现了桥梁倒塌的可能线索：把掉 下去的桥身和悬臂式钢梁拴在一起的栓销少了一个。这个长约 18 厘米的栓钉的 一部分残余物最后在河里被捞起，其余的部分还在桥上，它看起来像是被剪断的。