塔科马海峡吊桥
塔科马海峡吊桥 | |
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坐标 | 47°16′5″N 122°33′2″W / 47.26806°N 122.55056°W |
承载 | 16号华盛顿州州道通过,含8车道与行人陆桥。 |
跨越 | 塔科马海峡 |
维护单位 | 华盛顿交通 |
设计参数 | |
桥型 | 双塔式悬索桥 |
全长 | 5,400 ft (1,645.92 m)[1] |
最大跨度 | 2,800 ft (853.44 m)[1] |
桥下净空 | 187.5 ft (57.15 m) |
历史 | |
开通日 | 1950年10月14日(西段) 2007年7月15日(东段) |
地图 | |
塔科马海峡吊桥(英语:Tacoma Narrows Bridge)是位于美国华盛顿州塔科马的两条悬索桥,也是华盛顿州16号干线的一部分。每桥长1.6公里,横跨塔科马海峡。第一条桥于1940年首度通车,但不到五个月便倒塌,其后重建及另建的新桥分别于1950年及2007年启用。第一条桥倒塌的原因,是因为其桥面厚度不足,在受到强风的吹袭下引起卡门涡街,使桥身摆动;当卡门涡街的振动频率和吊桥自身的固有频率相同时,引起吊桥剧烈共振而崩塌,这次事件的过程有完整拍摄成影片,也成为研究空气动力学卡门涡街引起建筑物共振破坏力的活教材[2]。
西行线
[编辑]现在作为西行线的悬索桥于1950年10月14日通车,在2002年加建新桥前,该桥是双向行车的,至2007年新桥通车后改为西行。
东行线
[编辑]1998年,有关当局获批准,在原有桥梁东面旁加建一条新桥,是塔科马海峡第三条兴建的悬索桥,工程于2002年10月4日开始动工,并于2007年7月15日通车。
摆动的桥
[编辑]第一代桥于1938年开始建造,当时桥梁设计共有两个方案,第一个方案由克拉克·埃德里奇(Clark Eldridge)提出,其桥面厚度设计为25呎(7.6米);而另一个方案则由著名的金门大桥设计师之一里昂·莫伊塞弗(Leon Moisseiff)所提出,他为了减低造价,把桥面设计的厚度从25呎减至8呎(2.4米),使建设成本从1千1百万美元降至8百万美元。当时在以经济为大前提下,莫伊塞弗的方案获得采纳。该桥于1940年7月1日通车,但在启用后数个星期,桥面便开始出现上下摆动。有鉴及此,有关人员在支柱上安装摄录机,以便观测摆动。同时也吸引了不少驾车人士慕名而来,感受其振荡威力的刺激,一些大风的日子,其桥面摆动幅度甚至可达五英尺之多。其后桥面的波动幅度不断增加,工程人员尝试加建缆索及液压缓冲装置去试图减低波动,但不成功。
在持续数个月的摆动之下,桥梁最终于同年11月7日倒塌,其过程获得全程记录。当天早上,桥面的上下摆动突然停止,取而代之的是出现左右的扭力摆动,当时有两人被困在桥上,后来也成功逃离现场,然后桥面在数分钟内陆续崩塌。
华盛顿州政府并未获得保险公司的赔偿,据西奥多·冯·卡门透露,这是因为之前本该付给保险公司的保险费全为保险经纪所侵吞。
影片
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意外起因
[编辑]这次事件没有造成人命伤亡(但导致一只狗死亡),华盛顿州政府特为此而设立专案调查组,经过美国空气动力学家西奥多·冯·卡门在加州理工学院风洞进行模型测试,证明塔科马海峡吊桥倒塌事件的元凶,是卡门涡街引起吊桥共振[3]。原设计为了求美观及省钱,使用过轻的物料,造成其发生共振的破坏频率,与卡门涡街接近,从而随强风而剧烈摆动,导致吊桥崩塌。此后,新的吊桥设计必须经过风洞模型实验。新桥梁的道床厚度增至10米,并在路面上加入气孔,使空气可在路面上穿越,防止卡门涡街的产生。新桥于1950年10月14日启用,行车线由两条增至四条,是现今全美国第五长的悬索桥。
参考文献
[编辑]- ^ 1.0 1.1 Structurae数据库中Tacoma Narrows Bridge的数据
- ^ Theodore von Karman:Aerodynamics 西奥多·冯·卡门 《空气动力学》71-72 ISBN 0-486-43485
- ^ (美)西奥多·冯·卡门 《自传》第十七章《塔科马海峡吊桥倒塌》Theodore von Karman: The Wind and Beyond, 17 Collapse of The Tacoma Bridge