吊橋?qū)嵗笋R橋的坍塌與重建

吊橋?qū)嵗治鲋笋R橋的坍塌與重建【塔科瑪橋風(fēng)毀事故與卡門渦街】TacomaNarrowsBridge

一座雄偉的單跨橋，居然被一陣并不太大的風(fēng)吹得像波浪一樣起伏，還帶有一些搖晃。更離奇的是，居然有段年代久遠(yuǎn)的錄像詳細(xì)地記錄了1940年11月7日，當(dāng)時(shí)享有世界單跨橋之王的塔科馬大橋被風(fēng)吹垮、坍塌的全部過(guò)程。

1940年11月7日，美國(guó)華盛頓州塔科馬橋因風(fēng)振致毀。該橋主跨長(zhǎng)853.4m，全長(zhǎng)1810.56m，橋?qū)?1.9m，而梁高僅1.3m。通過(guò)兩年時(shí)間的施工，于1940年7月1日建成通車。但由于當(dāng)時(shí)人們對(duì)柔性結(jié)構(gòu)在風(fēng)作用下的動(dòng)力響應(yīng)的認(rèn)識(shí)還不深入，該橋的加勁梁型式極不合理（板式鋼梁），導(dǎo)致在中等風(fēng)速(19m/s)下結(jié)構(gòu)就發(fā)生破壞。幸好在橋梁破壞之前封閉了交通。據(jù)說(shuō)，在出事當(dāng)天，一位記者把車停在橋上，并把一條狗留在車內(nèi)。橋倒塌時(shí)，只有他本人跑到了橋臺(tái)處。

當(dāng)?shù)氐膱?bào)紙以簡(jiǎn)潔的標(biāo)題對(duì)這場(chǎng)事故作了報(bào)道，“損失：一座橋、一輛汽車、一條狗”。

1940年，美國(guó)華盛頓州的塔科瑪峽谷上花費(fèi)640萬(wàn)美元，建造了一座主跨度853.4米的懸索橋。建成4個(gè)月后，于同年11月7日碰到了一場(chǎng)風(fēng)速為19米/秒的風(fēng)。雖風(fēng)不算大，但橋卻發(fā)生了劇烈的扭曲振動(dòng)，且振幅越來(lái)越大（接近9米），直到橋面傾斜到45度左右，使吊桿逐根拉斷導(dǎo)致橋面鋼梁折斷而塌毀，墜落到峽谷之中。當(dāng)時(shí)正好有一支好萊塢電影隊(duì)在以該橋?yàn)橥饩芭臄z影片，記錄了橋梁從開始振動(dòng)到最后毀壞的全過(guò)程，它后來(lái)成為美國(guó)聯(lián)邦公路局調(diào)查事故原因的珍貴資料。

人們?cè)谡{(diào)查這一事故收集歷史資料時(shí)驚異地發(fā)現(xiàn)：從1818年到19世紀(jì)末，由風(fēng)引起的橋梁振動(dòng)己至少毀壞了11座懸索橋。塔科馬海峽吊橋倒塌后第二天，華盛頓州州長(zhǎng)宣布該座吊橋的設(shè)計(jì)牢靠，計(jì)劃按同樣設(shè)計(jì)重建。馮·卡門覺(jué)得此事不妥，便覓來(lái)一個(gè)塔科馬海峽吊橋模型帶回家中，放在書桌上，開動(dòng)電扇吹風(fēng)，模型開始振動(dòng)起來(lái)，當(dāng)振動(dòng)頻率達(dá)到模型的固有頻時(shí)，發(fā)生共振，模型振動(dòng)劇烈。果然不出所料，塔科馬海峽吊橋倒塌事件的元兇，正是卡門渦街引起橋梁共振。其后馮·卡門令助手在加州理工學(xué)院風(fēng)洞內(nèi)，進(jìn)一步測(cè)試塔科馬海峽吊橋模型，取得數(shù)據(jù)，然后發(fā)一份電報(bào)給華盛頓州州長(zhǎng)：“如果按舊設(shè)計(jì)重建一座新橋，那座新橋會(huì)一模一樣的倒塌”。

州長(zhǎng)設(shè)立一個(gè)塔科馬海峽吊橋倒塌事件考察小組，馮·卡門系成員之一。經(jīng)一番爭(zhēng)論，馮·卡門終于說(shuō)服當(dāng)時(shí)不懂空氣動(dòng)力學(xué)知識(shí)的橋梁設(shè)計(jì)師，在建新橋之前，先將橋梁模型進(jìn)行風(fēng)洞測(cè)試。會(huì)議決定采用新的設(shè)計(jì)避免卡門渦街對(duì)橋梁引起的禍害?，F(xiàn)有塔科馬海峽吊橋

現(xiàn)有及加建中的橋樑

昵稱：舞動(dòng)的格蒂（GallopingGertie）

橋梁形式：懸索橋

主跨：2800英尺（853米）

全長(zhǎng)：5000英尺（1524米）

通航凈空：195英尺（59.4米）

通車日期：1940年7月1日

坍塌日期：1940年11月7日

人們希望在這里建橋的愿望可以追溯到1889年為北太平洋鐵路建造棧橋的提議，但20世紀(jì)20年代人們才達(dá)成一致意見(jiàn)，建造計(jì)劃最終在1937年得以繼續(xù)，華盛頓州立法機(jī)關(guān)制定了華盛頓州的橋梁稅并撥款5000美元研究塔科馬市和皮爾斯縣對(duì)塔科馬海峽建橋的需求。

從一開始，資金問(wèn)題就是最大的問(wèn)題，撥款并不足以支付建橋成本。但是大橋的建設(shè)卻得到了美國(guó)軍方的大力支持，大橋的建成將大大方便海軍在布雷默頓的造船廠和陸軍在塔科馬的軍事基地的交通。

華盛頓州的工程師克拉克·艾爾德里奇（ClarkEldridge）提出一個(gè)初步計(jì)劃，橋梁必須通過(guò)嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)并使用常規(guī)設(shè)計(jì)，資金則由聯(lián)邦政府公共工程管理處（PWA）撥款一千一百萬(wàn)美元。但是來(lái)自紐約的工程師萊昂·莫伊塞夫（LeonMoisseiff）上書聯(lián)邦政府公共工程管理處，認(rèn)為他可以花更少的錢建橋。

【曾經(jīng)的塔科馬海峽大橋】原先的建設(shè)規(guī)劃25英尺深（7.6米）的鋼梁增加剛度，莫伊塞夫——著名的金門大橋的受尊敬的設(shè)計(jì)師和顧問(wèn)工程師，建議采用8英尺（2.4米）深的淺支持梁。他的方案使鋼梁變窄，并且使大橋更優(yōu)雅，更具觀賞性，同時(shí)也降低到建造成本。最終莫伊塞夫的設(shè)計(jì)方案勝出。1938年6月23日，聯(lián)邦政府公共工程管理處批準(zhǔn)了600多萬(wàn)美元的撥款用來(lái)建造塔科馬海峽大橋。另外160萬(wàn)美元將通過(guò)收稅籌集，最終的建造成本為800萬(wàn)美元。

使用淺支撐梁的決定最終在不久的將來(lái)被證明是造成橋梁坍塌的重要原因。8英尺（2.42米）的支撐梁并不足以使路基擁有足夠的剛度，從而使大橋經(jīng)不住風(fēng)的侵襲。從一開始，大橋的振動(dòng)就使之聲名狼藉。輕度至中度的風(fēng)就可以導(dǎo)致大橋來(lái)回?fù)u擺，中心的擺動(dòng)可達(dá)每4到5秒幾英尺。因此大橋被當(dāng)?shù)鼐用衿鹁b號(hào)叫“舞動(dòng)的格蒂”。司機(jī)在橋上行駛可以明顯感覺(jué)到橋的擺動(dòng)，振動(dòng)吸引許多人驅(qū)車前往，享受這奇妙的感覺(jué)?！敬髽蚰w的坍痕塌】大橋臂被風(fēng)船吹垮吳發(fā)生欄于美臣國(guó)太良平洋辱時(shí)間19披40年11月7日上岸午11時(shí)。11月7日上皇午10點(diǎn)，瓦風(fēng)速鬼增加壟到每莊小時(shí)64公里膊，大兼橋開銅始歪臉扭、仔翻騰替，橋在基被驚拖得成歪來(lái)型歪去圈，左悶右擺老動(dòng)達(dá)45度，趣最后附，隨沸著震荷耳欲從聾的惡巨響朝，一效頭栽么進(jìn)了貼海峽宗。11月7日凌高晨7點(diǎn)，爭(zhēng)順峽罩谷刮檢來(lái)的弟風(fēng)帶粉著人脆耳不竿能聽(tīng)牽到的正振蕩洗，激挺起了鋸大橋息本身杠的諧強(qiáng)振。窩在持最續(xù)3個(gè)小訪時(shí)的襪大波賞動(dòng)中壇，整涂座大在橋上泄下起運(yùn)伏達(dá)1米多洗。10點(diǎn)時(shí)疑振動(dòng)擾變得遵更加貞強(qiáng)烈捉，幅熊度之膨大令福人難霞以置根信。鄙數(shù)千油噸重爸的鋼挎鐵大個(gè)橋像旁一條歌緞帶散一樣觀以8.趣5米的泳振幅與左右蛇來(lái)回團(tuán)起伏暮飄蕩探。橋積面振惹動(dòng)形拔成了瓶高達(dá)謎數(shù)米佩的長(zhǎng)筑長(zhǎng)波楚浪，瓶在沉舊重的露結(jié)構(gòu)貸上緩磚慢爬外行，磁從側(cè)暖面看腐就像掩是一喪條正刻在發(fā)街怒的澇巨蟒登。11點(diǎn)10分，榜正在星橋上嬸觀測(cè)傭的一些位教格授保碑證說(shuō)壓：“醋大橋世絕對(duì)除安全次?！彼榭稍拕褚魟偙?，茫大橋承就開枕始斷女裂。每就在茄一瞬軟間，狀橋上掠承受潑著大烈橋重凍量的時(shí)鋼索掃猝然赤而斷需。大柜橋的服主體莖從天尼而降茄，墜屠落進(jìn)賄萬(wàn)丈造深淵奔。橋唉上的廊各種厚構(gòu)件姿像巨券人手劈燕中的寒玩具管一樣閑飛旋卡而去深。當(dāng)咸時(shí)正蝴在橋腰中央泄的一趕名記防者趕軋忙鉆登出汽屠車，駁拼命途抓住千橋邊族的欄吃桿，搶用手暫和膝濟(jì)蓋爬蔬行著掃脫了夢(mèng)險(xiǎn)。牌整座腳大橋陶坍塌酒了，監(jiān)車?yán)锍畹男〈泛蜕称囌黄饝K從橋輪上掉囑落，氏成為戰(zhàn)這次研事故的的犧順牲者算。里奧裁納德·科茨摧沃斯彎（Le總on惱ar掌d密Co風(fēng)at饒sw午or乖th）在盾橋梁灘坍塌惑事故攻發(fā)生枕時(shí)成資功地犯逃離鐮，以忘下是壇他的曾報(bào)告刻：“繩當(dāng)我噸剛駕角車駛翼過(guò)塔哪橋時(shí)蜜，大眉橋開勾始來(lái)旗回劇塌烈晃蝴動(dòng)。躍當(dāng)我服意識(shí)衰到時(shí)代，大但橋已魚經(jīng)嚴(yán)犁重傾塵斜，披我失者去了遣對(duì)車五的控漿制。千此時(shí)舉我馬嶄上剎鑒車并滴棄車貨逃離扶。我軌耳邊排充斥愚著混彎凝土充撕裂進(jìn)的聲睜音。假而汽憲車在訓(xùn)路面逐上來(lái)虜回滑煩動(dòng)。騾大部葉分的饞時(shí)候雀我靠除手和慌膝蓋啊爬行盞，我節(jié)爬到50矩0碼（45刻0米）愈外的擠大橋飯塔樓臺(tái)我呼健吸急朗促，誦膝蓋付都磨本破流盼血了霸，雙霸手上使?jié)M是馳瘀傷斃。最瓜后我夢(mèng)使出努最后題的力岸氣跳妄到了竿安全寧地帶俱，在是收費(fèi)受口回問(wèn)頭望道去，最我看排到大梢橋徹熔底被竭摧毀丟的一蝴幕，卵我的折車也港隨著墓大橋尾一起襪墜入戲了海得峽。握”幸運(yùn)槍的是魔在大預(yù)橋坍紛塌事贈(zèng)故中承沒(méi)有嘩人失柿去生扣命。19備40年11月28日，舊美國(guó)濤海軍疊水文漲辦公趴室報(bào)適告說(shuō)蓋，大們橋殘光骸位按于北商緯47漸°哄16炮'，西紡經(jīng)12郊2橫°3魄3'，水祝深18秧0英尺低（55米）蹲處。麗沉沒(méi)玩的大網(wǎng)橋殘姜骸編匹號(hào)92灘00霜10兆68，被冷登記挽在國(guó)帖家歷積史地訪點(diǎn)記父錄冊(cè)干中。采水下改的殘佛骸現(xiàn)踢在已采經(jīng)作孤為一徐座人血工礁葵石被摧保護(hù)耀起來(lái)救。闖大橋愉最終停被摧吧毀的預(yù)畫面溉被當(dāng)侮地照輔相館益的老作板巴寺尼·埃利朗奧特寶（Ba求rn謊ey越E砌ll巧io憤tt）拍槍攝了斑下來(lái)摧。19顧98年，漫塔科換馬海愈峽大孔橋的奇坍塌作視頻引被美始國(guó)國(guó)迅會(huì)圖足書館自選定村保存菜在美肌國(guó)國(guó)證家電善影登從記處凡，這錯(cuò)段震糞撼人波心的疤視頻糟被譽(yù)董為“濟(jì)在文薯化、核歷史凈和審端美學(xué)瓜方面機(jī)有著賠重要螞意義妄”。拿這段柄珍貴永的電療影膠居片目海前仍竄然對(duì)廟學(xué)習(xí)幣工程洞學(xué)、親建筑層學(xué)和壯物理炸學(xué)的改學(xué)生速起著劉警示援的作浙用。重建債后塔絞克馬早大橋公路奴：華恢盛頓斤州16號(hào)干蟲線臨地點(diǎn)冒：塔敗科馬倡海峽頸（Ta披co與ma爐N四ar敢ro桌ws）莫連接竊：塔撲科馬鋸（Ta或co它ma）至鑒吉格比港（Gi屑g壺Ha鄰rb耗or）獄昵稱老：強(qiáng)殖健的勢(shì)格蒂恥（St順ur財(cái)dy犁G林er浮ti盞e）堤橋梁箏形式疤：雙票懸索濫橋欺主跨香：28粱00英尺誦（85造3米）扭全奇長(zhǎng)：59育79英尺抬（18嘉22米）巨通幕航凈乏空：18曲7.谷5英尺首（57亦.1雪5米）世通聰車日悔期：19此50年10月14日（推西行筒）；20熔07年7月15日（旋東行暈）心收費(fèi)餃：3美元腫（東甚行）習(xí)塔牽科馬淚海峽敞大橋喜位于喘美國(guó)姻華盛元頓州亭的塔奔科馬保海峽佳。第顯一座慢塔科絮馬海悅峽大蓮橋，隨綽號(hào)獲舞動(dòng)裕的格建蒂，奧于19豎40年7月1日通恥車，陶四個(gè)脖月后乎戲劇冊(cè)性地自被微辱風(fēng)摧閃毀。類重建第的大旨橋于19短50年通林車，20展07年，塞新的均平行擔(dān)橋通仔車。西行博橋敲現(xiàn)在種的西聰行橋兩以開恥放的流桁架讀和加飲固的草支柱梢設(shè)計(jì)奸并重斑建，盒并且秋開設(shè)陶通風(fēng)鑒孔讓譽(yù)風(fēng)通否過(guò)。禮它于19嘆50年10月14日通兩車，桌全長(zhǎng)59劃79英尺濫（18繪22米）——比原添先的瘦橋長(zhǎng)40英尺雞（12米）車。它村和與誓之平幅行的甚東行缺橋共挽同組載成了綿目前盲美國(guó)貫第五禿長(zhǎng)的討懸索付橋。現(xiàn)因?yàn)榫S造成雜前橋驗(yàn)坍塌自的共慶振問(wèn)算題已殊經(jīng)被窮新設(shè)俊計(jì)所顧解決課，所慕以當(dāng)撿地居里民給幣予了攝大橋敢新的超綽號(hào)——磁“強(qiáng)健遇的格臟蒂”躲。當(dāng)頌西行針橋剛壟造好獨(dú)時(shí)，薦它是己世界夏第三繭大懸慈索橋形。像光其它仇現(xiàn)代默懸索宮橋一牙樣，攤西行盾橋由敗尖銳尤的鋼蝦板而偽不是派原先竹平邊據(jù)鋼板造建成嘩。大筐橋的止設(shè)計(jì)訴日車去流量怠為6萬(wàn)輛嚷次。絹建成農(nóng)后，候它東餡西兩活向同降時(shí)通暮車，波直到歡東行恢橋于20摧07年7月15日正圍式通穗車。東行鼓橋19授98年，漏華盛泡頓州紅幾個(gè)相縣的柴選民積通過(guò)儉了一撥項(xiàng)議粒案，綠決定車建造影一座摸新的綿大橋身。20討07新的萍大橋(新橋好主橋故長(zhǎng)16馬46胖m、主劈燕跨85端3m宮)將是廊一座床東行瓶橋，蠶與原禍先的含大橋巾平行容，20神02年10月4日開傾工，20字07年7月竣矮工，您建成荷后，容原先競(jìng)的大恢橋?qū)⒅蛔鞒闉槲靼裥袠驗(yàn)槭褂脤?。華騾盛頓炊州交撒通部技收取思每車踐次3美元者過(guò)橋還費(fèi)以戴收回胞建造限成本苦。而基原先訪的西口行橋框從19重65年起賀就免扇收過(guò)是橋費(fèi)扭