塔科马大桥倒塌事故分析

合集下载

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.2 桥梁风致病害典型案例分析我们举⼀个⾮常有名的例⼦吧，就是著名的塔科马⼤桥由于风振产⽣的倒塌事故。

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。

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。

吊桥实例分析之塔克马桥的坍塌与重建[详细]

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。
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”。

工程事故的调查与原因分析

塔科马海峡大桥倒塌事故的调查与原因分析姓名1：黄金钊（1123310319) 姓名2：赵光远（1123310318）【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,该桥是华盛顿州耗资640万美元建成的悬索大桥,享有世界单跨桥之王的称号．该桥主跨853．4m,全长1 810．56m,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,大桥刚投入使用就出现了上下起伏。

四个月后，同年11月7日上午约十一点，塔科马大桥在震动中倒塌。

【关键词】：塔科马大桥，倒塌，风压，振动，原因一·工程事故的调查20世纪上半叶，美国奥林匹克半岛尚未开发，看到其资源的经济潜力，越来越多的人希望在这里建造大桥。

1923年即有一个委员会在做建桥的可行性研究。

1927年塔科马商会路桥委员会确认了建桥的可行性并组成了一个集资委员会负责前期的勘测筹款。

1928年塔科马商会正式宣布建桥，并开始筹款，然而在未来的五年中并没有筹得足够的资金。

开始时桥梁采用当时流行的悬索结构，华盛顿州的工程师克拉克.艾尔德里奇早先提出一个初步设计，采用25英尺高钢桁架梁，预计造价1100万美元，他将设计方案交给多个专家审核，其中一个来自纽约的工程师赖昂.莫伊塞夫认为他可以花更少的钱建桥，他将梁高减为8英尺高的钢板梁，由于梁高的变矮使桥更优雅，更具观赏性，同时也降低了成本，预计造价600万美元。

莫伊塞夫是纽约曼哈顿大桥的设计者，旧金山金门大桥的主要设计者，在桥梁设计上小有名气，因此他的设计被接受。

经过波折的资金筹集，终于在1938年11月23日由太平洋桥梁公司开始上部结构的施工。

桥的夸高比高达350，跨宽比达72，桥梁没有足够的刚度，从而经不住风的侵袭。

大桥在1940年6月底建成后不久（通车于1940年7月1日），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。

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。

吊桥实例分析之塔克马桥的坍塌与重建

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”。
3
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。
8
【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。

工程质量安全事故经典案例与解析

工程质量安全事故经典案例与解析示例文章篇一：《工程质量安全事故经典案例与解析》嗨，大家好！今天我想和大家聊一聊工程质量安全事故的那些事儿。

你们知道吗？工程质量安全可是超级重要的呢！就像我们搭积木一样，如果一块积木没搭好，那整个城堡可能就会塌掉。

工程也是这样，一个小的疏忽可能就会引发大的事故。

我先给大家讲一个特别有名的工程质量安全事故案例吧。

那就是美国的塔科马海峡大桥事件。

这座大桥啊，看起来特别雄伟，就像一条巨龙横跨在海峡之上。

可是呢，建成没多久就出事了。

那时候的人们啊，可能就想着赶紧把桥造好，没有好好地考虑到风对桥的影响。

你们能想象吗？当风一吹起来的时候，那桥就像一个醉汉一样，晃来晃去的。

刚开始可能还只是小晃，慢慢地就晃得越来越厉害了。

就好像是风在和桥做游戏，而且是那种特别调皮的游戏，风想把桥给弄倒似的。

当时桥上还有汽车在行驶呢。

那些司机肯定特别害怕，就像我们在坐过山车的时候突然发现过山车要散架了一样。

他们开着车，感觉桥一直在颤抖，估计心里都在想：“这桥是不是要塌了呀？我的天哪！”果不其然，没过多久，这座大桥就真的塌了。

巨大的桥梁就像被一个无形的大手给折断了一样，“轰”的一声掉进了海里。

这可真是一场大灾难啊。

这告诉我们什么呢？就好比我们做一件事情，不能只看表面，要考虑到各种可能出现的情况。

如果当时建造这座桥的工程师们能多做一些关于风对桥影响的测试，多考虑一些细节，也许就不会发生这样的悲剧了。

再来说说我们国内的一个案例吧。

有一个建筑工程，本来是要盖一个高楼大厦的。

施工队啊，可能为了节省成本，就偷偷地用了一些质量不太好的建筑材料。

这就像是我们做饭的时候，本来应该用好的食材，却用了一些快坏掉的食材，那做出来的饭肯定不好吃，而且还可能吃坏肚子呢。

这个工程也是一样的道理。

那些不好的建筑材料就像一颗颗定时炸弹，随时都可能引发危险。

在施工过程中，工人们可能也没有按照严格的施工标准来做。

我听爸爸说，他有一个朋友在那个工地上干活。

桥梁垮塌事故原因分析

桥梁垮塌事故原因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。

1940年11月7日，大桥在远低于设计风速的19m/s（相当于八级大风）风速下发生强烈的风致振动，桥面经历了70min振幅不断增大的反对称扭转振动，最终导致桥面折断坠落到峡谷中。

重建的大桥于1950年通车，2007年，新的平行桥通车。

十四座桥梁垮塌事故分析

十四座桥梁垮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。

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。

重建的大桥于1950年通车，2007年，新的平行桥通车。

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！

塔科马新桥
பைடு நூலகம்
大桥塌落瞬间
装配板和钢梁扭曲、弯曲的情况
大桥最后，竟在风速不大（56~67km/hr)时因震荡幅度过大，产生共振塌落。
A few minutes after the first piece of concrete fell, this 600 foot section broke out of the suspension span, turning upside down as it crashed in Puget Sound. Note how the floor assembl2y and the solid girders have been twisted and warped. The square object in mid air (near the centre of the photograph) is a 25 foot (7.6m) section of concrete pavement. Notice the car in the top right corner.
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.
This picture shows the buckling of the suspended floor system near the centre of the side spans. The top right picture shows the suspender connections and the type of cables used for this connection.

塔科马大桥倒塌事故分析

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
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
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。

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。

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。

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。

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。

塔科马大桥倒塌事故分析

为了解决交通问题，当地政府不得不采取替代交通方案，如临时桥梁或绕行路线。
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。

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)

将桥梁简化为绕O支座摆动的锤，桥梁抗扭简化为弹性系数k的螺旋弹簧, 作用在桥轴向风荷载力偶：M(t)，写出共振破坏的条件。解:
P 2 c k Pl sin Msin t l g
O
y
扭动方程:
cg Pl k Mg g sin t 2 2 2 Pl Pl Pl
c

l
M(t)=Msint `
2 2n 0 h sin t 标准扭动方程:
P
扭动周期
Tn
2
n

2
x
02 n 2
h n b0 2 , 静变形, , 阻尼比, n ωn
,
n
频率比.
共振条件:
钢材疲劳问题
钢材在持续反复荷载下会发生疲劳破坏。在疲劳破坏之前，钢构件并不出现明显的变形或局部的颈缩，钢材的疲劳破坏是脆性破坏疲劳破坏的机理是:钢材内部及其外表有破坏是脆性破坏。疲劳破坏的机理是杂质和损伤存在，在反复荷载作用下，在这些薄弱点附近形成应力集中，使钢材在很小的区域内产生较大的应变，于是在该处首先发生微裂，在反复荷载继续作用下，微裂扩展，前裂口发展到一定程度，该截面上的应力超过钢材晶粒格间的结合力，于是发生脆断。钢材断裂时，相应的最大应力 σm称为钢材的疲劳强度，疲劳强度与荷载循环次数等因素有关结构工程中是以二百万次循环时产生疲劳断裂的最大有关，结构工程中是以二百万次循环时产生疲劳断裂的最大应力作为疲劳极限。钢材的疲劳强度与钢材本身的强度关系不大，而与构件表面情况、焊缝表面情况、应力集中、残余应力、焊缝缺陷等因素有关。
钢材内部及其外表有杂质和损伤存在在反复荷载作用下在这些薄弱点附近形成应力集中使钢材在很小的区域内产生较大的应变于是成应力集中使钢材在很小的区域内产生较大的应变于是在该处首先发生微裂在反复荷载继续作用下微裂扩展前裂口发展到一定程度该截面上的应力超过钢材晶粒格间的结合力于是发生脆断

Tacoma大桥坍塌罪魁冯

Tacoma 大桥坍塌祸首冯·卡尔曼涡脱1．一条爆炸新闻1940年11月8日美国华盛顿州的《塔科马新闻论坛》（Tacoma News Tribune ）刊登了一则轰动一时的爆炸新闻，大字标题“海峡大桥坍塌”。

塔科马大桥的坍塌，在人们心中的阴影久久不能抹去。

至今成为物理学、力学、建筑学的经典案例，在教科书中频频现身。

作为力学和工程的课题仍然是极有价值的研究对象。

翻翻网页，讨论、引述、研究的文章成千上万，居然成为一项“宏”资源。

但是，作为物理教学的资源，感觉需要深入进行定性半定量的讨论。

2．大桥坍塌的情景描述（1）当年世界第三大桥塔科马大桥（也称塔科马海峡大桥，Tacoma Narrow Bridge ）是一座跨海悬索桥，姿态苗条，造型优美，号称当时世界第三。

大桥于1940年7月1日建成通车。

塔科马大桥坐落在美国华盛顿州西部塔科马市，从塔科马峡谷到吉格港（Gig Harbor ），全长5939英尺（约1810.56米），主跨度853.4米，桥宽11.9米，工程耗资640万美元，外号“飞驰盖地（Galloping Gertie ）”。

图2是两位画家于1939年根据工程设计方案画的塔科马大桥情景图，一展线条优美，姿态雄伟的风采。

（2）坍塌经过大桥通车之前，就已经发现遇风摇晃的现象，因此通车后一直有专业人员进行监测。

1940年11月7日上午，7:30测量到风速38英里/小时（约61公里/小时），到了9:30风速达到42英里/小时1（约68公里/小时）。

引起大桥波浪形的有节奏的起伏，有人目睹为9个起伏。

10:03突然大桥主跨的半跨路面一侧被掀起来，引起侧向激烈的扭动，另半跨随后也跟着扭动（注意：这时候大桥运动发1 美国的台风警报规定：热带低压-风速33节（约16.5～38英里／小时）；热带风暴-风速为34～63节（17～32米／秒，39～73英里／小时）；飓风或台风——风速为64节（约32～33米／秒，74英里／小时）或以上。

【2019年整理】部分桥梁垮塌事故分析

部分桥梁垮塌事故分析文本摘要：本文细数了国内外多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。

关键词：魁北克大桥塔科马大桥九江大桥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。