塔科马大桥倒塌事故分析
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]
![吊桥实例分析之塔克马桥的坍塌与重建[详细]](https://img.taocdn.com/s3/m/0f508687f111f18582d05a9c.png)
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
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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。
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【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。
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塔科马大桥倒塌事故分析
大桥倒塌谁之错？？
我们不能过多地指责建造大桥的工程 师们。 那个年代的人们对悬索桥的空气动力 学特性知之甚少，因此这场灾难在当 时来说基本上是无法预测的。
甚至可以说，这场灾难是桥梁建 筑史的必然过程。
塔科马大桥倒塌事故分析
为什么塔科马大桥耗资百万，通车仅四 个月被风吹断，却成建造史上的里程碑？
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
"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。
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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
早在1889年，人们就提出了在 塔科马海峡上为北太平洋铁路 建造栈桥的建议。 由于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， 桥的建设也得到了美国军方的 大力支持。 然而涉及到资金问题，塔科马 海峡大桥的建造计划直到1937
塔科马大桥倒塌事故分析
如今沉睡在塔科马海峡底部的大桥 残骸，变成了世界上最大的人工珊 瑚礁。 数量众多的巨型太平洋章鱼选择在 这里安家。
பைடு நூலகம்
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正是塔科马海峡大桥的坍塌引发了 全世界科学家对风振问题的研究， 促成桥梁风工程等各种新学科的建 立。
05
谢谢大家！
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。
塔科马大桥倒塌事故分析
研讨人:许嘉程
1 塔科马大桥简介
2 塔科马大桥建造历史
目录
3 塔科马大桥倒塌分析
4 塔科马大桥倒塌价值
塔科马大桥倒塌事故分析
塔科马大桥
昵称：舞动的格蒂（Galloping Gertie） 主跨：2800英尺（853米） 全长：5000英尺（1524米） 通航净空：195英尺（59.4米） 通车日期：1940年7月1日 坍塌日期：1940年11月7日
塔科马大桥倒塌事故分析
记者里奥纳德·科茨沃斯
正驾车驶过塔科马大桥 。
车后座上是他的宠物狗，
只有三条腿的黑色卡宾
犬Tubby。
这次事件没有造成人员伤亡。
该记者最后顺利逃脱。 尽管 科茨沃斯与朋友多次尝试营
救， 车里的卡宾犬仍然成为了事
故唯一的牺牲者。
塔科马大桥倒塌事故分析
事故分析
1.经过初步的研究，委员会发现 2.空气动力学原因。 大桥在设计上存在不可忽视缺陷。 首先塔科马大桥主跨长853.4米， 桥宽却只有可怜的11.9米，这在 同时期的悬索桥上是十分罕见的。 不仅桥面过于狭窄，只有2.4米 高的钢梁也无法使桥身产生 足 够的刚度 。