大桥为什么会异常晃动卡门涡街了解一下

　　据中国新闻网报道，5月5日15时32分左右，广东虎门大桥发生异常摇晃。广州交警支队对虎门大桥实施交通管制，提醒过往车辆绕行。根据现场视频，桥面在呼啸的风中微微起伏。
　　虎门大桥异常抖动。数据网络
　　事实上，异常的摇晃或桥梁的摇晃时有发生这是流体力学中的一个重要现象，卡门涡街。例如，2010年，俄罗斯南部伏尔加河上的大桥发生了一次波浪状的奇异摇晃，几辆汽车也在桥上摇晃。
　　然而，正是美国塔科马海峡吊桥事件真正让人们意识到卡门涡街在建筑、桥梁、飞机制造设计和船舶领域的重要影响。这不仅是现代桥梁建设史上最具象征意义的灾难，也是物理学和工程学的经典研究案例。
　　塔科马海峡悬索桥坍塌。据《商业内幕》报道
　　据《商业内幕》报道，华盛顿州的塔科马马海峡大桥建于1938年至1940年之间。这是当时仅次于金门大桥和乔治华盛顿大桥的世界第三长的吊桥。它的设计者利昂莫伊瑟夫是20世纪20年代和30年代美国悬索桥的领军人物，也是全钢桥梁的早期倡导者。
　　莫伊塞夫的变形理论众所周知。根据这一理论，桥梁长度越大，容许变形越大。正是因为这个原因，莫伊瑟夫相信他可以建造比以前更轻、更薄、更长的悬索桥。这个想法在他的塔科马海峡大桥设计计划中得到了充分体现。
　　利昂莫伊塞夫（右一）根据公共广播
　　莫伊塞夫没有想到的是，一旦大桥被吊起，只要有每小时4英里的小风，大桥的主跨就会轻微波动。即使在施工过程中，工人们也注意到了桥梁的晃动现象。
　　1940年11月7日，技术人员在7：30测量到风速为每小时38英里，两小时后风速增加到每小时42英里。此时，塔科马海峡吊桥的桥面有超过1米的起伏。这种疯狂的扭转使得道路的一边倾斜了8。5米，倾斜了45度。
　　一个电影摄制组刚刚拍摄了塔科马海峡吊桥的起伏。根据VICE
　　最后，承载桥梁重量的吊索一根接一根地断裂了，没有张力的桥面就像一条愤怒的蟒蛇在挣扎。这座120米长的大桥建成通车仅四个月后，它的主体就撞上了塔科马海峡，激起了一片巨大的烟雾。
　　据《福布斯》报道，塔科马海峡吊桥倒塌后的第二天，著名物理学家冯卡门发现此事不合适，于是用塔科马海峡吊桥的模型进行了测试。因此，他预计塔科马海峡吊桥坍塌的罪魁祸首是由卡门涡街引起的桥梁共振
　　在一定的风速范围内，通过桥梁的气流会周期性地产生两组平行的反向涡流。连续的涡流将在要缠绕的桥上产生周期性的浸渍力。当浸渍力接近桥梁的振动频率时，就会发生共振。共振越强，桥梁摆动失真的幅度就越大。
　　卡门涡街示意图
　　当然，在设计之初，为了美观和节省投资，莫伊瑟夫使用了轻质材料，将大桥的主梁从7。6米高的钢桁架减少到2。4米高的钢桁架，这也是造成灾难的原因之一。
　　然而，毫无疑问，塔科马海峡吊桥为这座桥的设计和建造敲响了警钟。毕竟，当时的桥梁设计界并没有意识到卡门涡街的严重危害，仍然从传统桥梁支座设计的角度出发进行桥梁设计。在接下来的十年里，桥梁空空气动力学和空空气弹性出现并进一步改善。
　　新塔科马海峡吊桥和平行桥。据bechtel称
　　1950年，经过精心设计和施工，新建的塔科马海峡吊桥通车。道碴床的厚度增加到10米，并在路面上增加气孔，使空气体可以通过路面，以防止卡门涡街。它屹立在海底峡谷之上，每天有60，000辆汽车，因此也被称为强壮的盖蒂。2007年，新的平行桥通车，车道从两条增加到四条。它现在是美国第五长的吊桥。
　　红星新闻记者王亚林和林荣
　　编辑李彬彬
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