魁北克大桥失稳事故
西奥多库珀_魁北克大桥失事记
第14卷第4期1997年11月工 程 力 学EN G I N EER I N G M ECHAN I CSV o l.14N o.4N ov. 1997西奥多 库珀——魁北克大桥失事记33本文收稿日期:1997年6月李著王景(清华大学土木系,北京100084) 1907年8月29日,在加拿大圣劳伦斯河上,魁北克大桥正在施工。
这是一座钢悬臂桥,主跨长达1800英尺(548.6m),是当时世界上最长的桥跨。
两端的锚跨结构(各长500英尺即152.4m)已完工,两悬臂跨各长562.5英尺(171.45m)也已完工,中间的悬吊跨也正在组装并已向河中伸出600英尺(182.9m)。
当时正是下午五点半,收工哨声已响过,工人们正在桁架上向岸边走去。
突然一声巨响,犹如放炮一般,南端锚跨的两根下弦杆突然被压屈,并牵动了整个南端的结构。
其结果是南端的整个锚跨及悬臂跨,以及已部分完工的中间悬吊跨,共重一万九千吨的钢材垮了下来。
由于那里的河水很深,可以行驶远洋邮轮,落入河中的桥身迅即无影无踪,只留下靠近岸边的已被扭曲的部分锚跨桥身和水中漂浮着的一些木板说明刚刚出了大事故。
当时在桥上工作的86个人中只有11人获救。
据目击者说桥身“就像是一根底部迅速融化的冰柱”般的坍塌下来。
这个事故在桥梁史上是场影响深远的灾难。
虽然整个事故的过程才15秒钟,但根子早在好几年前就种了下来。
故事要从1887年说起。
那一年加拿大成立了魁北克桥梁公司并获批准于3年内在圣劳伦斯河上造一座铁路车辆两用桥。
1897年时,这项批准已延期了3次,并且最后一次将于1905年到期。
总工程师霍尔(E.A.Hoare)于是就写信给美国宾州(Penn sylvan ia)的凤凰桥梁公司(Phoen ix B ridge Com p any),请他们在当年六月参加在魁北克举行的美国土木工程师学会年会的工程师顺便造访他一次,讨论魁北克大桥的工程项目。
参加这次讨论的有凤凰公司的总工程师丁斯(John Sterling D ean s)及美国最杰出的桥梁工程师西奥多.库珀(T heodo re Coop er)。
魁北克大桥的坍塌
魁北克大桥的坍塌加拿大魁北克大桥建于二十世纪初期，它是当时世界上此类大桥中最大的一座。
这座大桥本该是美国著名设计师特奥多罗·库帕的一个真正有价值的不朽杰作。
库帕曾称他的设计是“最佳、最省的”。
可惜，它没有架成。
库帕自我陶醉于他的设计，而忘乎所以地把大桥的长度由原来的500米加到600米，以成为当时世界上最长的桥．桥的建设速度很快，施工组织也很完善。
正当投资修建这座大桥的人士开始考虑如何为大桥剪彩时，人们忽然听到一阵震耳欲聋的巨响——大桥的整个金属结构垮了：19000吨钢材和86名建桥工人落入水中，只有11人生还。
由于库帕的过份自信而忽略了对桥梁重量的精确计算，导致了一场悲剧。
今天，所有毕业于加拿大各大学的工程师们都带有一个铁指环，这些铁指环曾经是由取之于那座坍塌的魁北克大桥的金属制成的（现在的指环由不锈钢制造）。
它们时刻提醒工程师们，要具有高度的责任感去设计安全、牢固和有用的结构。
19世纪末，加拿大人准备在圣劳伦斯河上建造一座大桥，选定桥址后却发现桥址两岸恰好是印第安人的坟墓，一共86座。
为了建桥，加拿大人迁走了这些坟墓，而印第安人则满怀怨愤，他们公开诅咒这座桥要断三次！1903年，魁北克铁路桥梁公司请了当时最有名的桥梁建筑师美国的Theodore Cooper来设计建造。
该桥采用了比较新颖的悬臂构造，这样的结构非常流行。
但魁北克大桥却存在设计问题，自重过大而桥身无法承担。
在接近完工时，有个叫McLure的工程师发现了这个问题，并一再提醒在纽约的Cooper，Cooper最终认识到了事情的严重性，约McLure于8月29日到纽约面谈，同时给魁北克建筑工地发了封电报，禁止往桥上增加任何负荷，等他们谈完后再复工。
但是，工地上还没有收到电报，悲剧就发生了。
8月29日，魁北克大桥的南悬臂和一些中央钢结构像冰柱融化一样坍塌并掉进了圣劳伦斯河中，发生事故时桥上一共有86个工人，死了75个。
大桥第一次倒塌后，加拿大人不信邪，经过事故调查，另请高明，继续建造魁北克大桥，这次桥的规模扩大了。
工程质量事故案例典范
工程质量事故案例典范一、魁北克大桥的悲剧。
你知道吗？在加拿大有个魁北克大桥，那可是工程界的一个“大明星”，不过是反面的那种。
这桥啊，当初设计的时候就像是一场草率的冒险。
设计师们可能是太自信了，在计算桥梁的承载能力时出了大岔子。
就好像厨师做菜，盐放错了量，那这道菜可就毁了。
他们低估了大桥要承受的重量，那钢材就像不堪重负的小身板，在施工过程中，1907年8月29日，大桥突然就崩塌了。
这一塌可不得了，75名工人瞬间就被埋在了废墟之下。
这就好比你辛辛苦苦搭积木，搭得高高的，结果发现底部不稳，“哗啦”一下全倒了，只不过这可不是简单的积木，是好多人的心血和生命啊。
后来呢，他们不甘心啊，又重新设计建造。
你以为第二次就顺利了？并没有。
因为在修改设计的时候还是有些问题没解决好，1916年9月，这桥又塌了一部分。
这就像一个老是犯同样错误的学生，在考试中一次又一次地栽在同一个坑里。
不过最后呢，经过不断地改进，这魁北克大桥总算是建成了，但它可是付出了沉重的代价才立在那儿的。
二、美国塔科马海峡大桥的“舞动”灾难。
美国的塔科马海峡大桥也是一个超级奇葩的工程质量事故案例。
这桥刚建成的时候，那外观看起来还挺酷炫的，就像一个苗条的巨人横跨在海峡之上。
可是啊，这桥有个致命的毛病。
它的设计就像是一个超级敏感的瘦子，风一吹就受不了。
在1940年11月7日那天，老天爷也没怎么发威，就一阵不算特别猛的风，这桥就开始像个醉汉一样扭动起来了。
那场面，就像是一个人在跳滑稽的舞蹈，而且越扭越厉害。
这桥的结构根本就招架不住这种扭动，最后“咔嚓”一声，桥就断了。
你能想象吗？一座大桥就这么被风给“折腾”垮了。
这就好比你盖了个房子，结果一阵小风就把房子吹得东倒西歪，最后散架了。
这也给后来的桥梁工程师们提了个醒，在设计的时候可不能只看外表，还得考虑各种自然因素，要不然就会弄出这么个让人哭笑不得的“舞动”灾难。
三、韩国三丰百货大楼的倒塌惨案。
韩国的三丰百货大楼，曾经可是个繁华的购物场所，人来人往的，大家都在里面开心地逛街买东西呢。
桥梁坍塌事故分析
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。
3、I-35W Bridge事故原因：桥梁养护不足I-35W密西西比河大桥是由明尼苏达州运输部于1967年建成的。
1990年，美国联邦政府以I-35W密西西比河大桥支座有严重腐蚀，将该桥评为有“结构缺陷”（structurally deficient），当时全美总共有超过七万座桥梁被评为此一等级。
20世纪世界十大触目惊心的严重事故
20世纪世界十大触目惊心的严重事故1、魁北克大桥坍塌事故1907年，由于对桥梁重量的计算错误，导致大桥坍塌，19000吨钢材和86名建桥工人落入水中，只有11人生还。
2、泰坦尼克号的沉没1912年4月14日午夜，该船以41公里的时速行驶在纽芬兰大浅滩南150公里处。
据认为船长没有考虑到正在靠近的危险而船速过快，船与46000吨重的巨大浮冰相撞，导致5个水密舱破裂而全船沉没，1513人丧生。
3、兴登堡空难1937年5月6日，兴登堡号飞艇在新泽西州莱克赫斯特海军航空总站上空准备着陆，仅花32秒的时间就被烧毁，人们认为它是由发动机放出的静电或火花点燃了降落时放掉的氢气所致。
36人遇难。
4、“长尾鲨”号核潜艇事故美国“长尾鲨”号核潜艇，长85米，排水量3750吨，是当时最大的核弹。
1963年4月10日，它在距好望角408公里处作下潜300米的潜水试验时，神秘地沉入2300米深的海底，夺走了艇上129名船员的生命，事故原因始终未查出。
5、维昂特坝事故、维昂特坝是意大利维昂特河上的混凝土拱坝，位于两座陡峭的山坡之间，高858英尺，顶长625英尺。
1963年10月9日，贝卢诺附近的一股水流自维昂特大坝上100米高处直泻而下，在仅仅几秒钟内就淹没了山谷内的5个村庄，4000人丧生。
6、DC-10飞机失事事故1974年3月3日，土耳其航空公司的一架美制DC-10客机从法国首都巴黎附近的奥利机场起飞。
飞机载着335名旅客、11名机组人员和大量行李升入4000米高空，飞往英国的伦敦。
8分钟之后，一声爆炸毁灭了这个庞然大物及全部机上人员，造成当时最大的空难。
调查表明，飞机行李舱的舱门设计有误。
7、三哩岛核泄漏事故1979年3月，美国宾夕法尼亚州的哈里斯堡核反应堆发生一起事故，由于迅速及时地采取措施，完美地排除了即将发生的一场悲剧。
这一事故使人们在核安全系统方面进行了一些修改，即不仅配备活性物质，还要配备纯性物质，确保安全。
1桥梁-世界十大垮桥事故(19611201)
一、世界十大垮桥事故
No9：葡萄牙Hintze-Ribeiro大桥坍塌
时 间 ： 2001.3.4 。 原因：不祥，而葡 萄牙法官判处该桥 的设计单位设计有 缺陷。另外该桥年 久失修，无法经受 连续暴雨而坍塌。 死亡人数：59人。
一、世界十大垮桥事故
No1：韩国首尔桑苏大桥坍塌
时间：1994.10.21。大桥 主钢筋在上午上班高峰 时间突然断裂，瞬间塌 入汉江。原因：大桥在 维护过程中出现的焊接 失误及大桥的设计缺陷 和施工建筑期间的种种 问题导致大桥坍塌。死 亡人数：31人。
一、世界十大垮桥事故
No2：魁北克大桥二度坍塌
原因：由于设计上的缺陷，导致桥体实际承载量 远低于设计承载量，并导致该桥两度坍塌。首次 坍塌时间为1907年。死亡：95人
一、世界十大垮桥事故
时间：2003.8.28 当时事故发生后，当 地的居民在抗议中攻 击了政府建筑，警方 还在当地实行了宵禁。 当地居民指责政府忽 视大桥存有安全隐患 的相关警告，具体坍 塌原因不明。死亡人 数：25人。
一、世界十大垮桥事故
No6：美国Kanauga吊桥坍塌
时间：1967.12.15 原因：历时39年的高 负荷运作，使桥靠近 俄亥俄州一面的一个 链环不堪重负而断裂。 死亡人数：46人。
一、世界十大垮桥事故
No7：堪萨斯州人行桥断裂
时间：1981.7.17 原因：桥上挤满了 人群，并正在跳舞。 专家认为一个原因 是跳舞引发共振， 另一个原因就是桥 面人员过多，负荷 过重。死亡人数： 114人。
一、世界十大垮桥事故
No10：重庆市綦江县虹桥坍塌
时间：1999.1.4 原因：调查显示建 桥使用的钢筋有严 重问题。 死亡人数：49人。
最新十四座桥梁垮塌事故分析下
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。
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。
技术灾难《魁北克大桥垮塌》
桥梁是交通运输的咽喉,是抗震减灾的生命线工程,在 城市建设中具有非常重要的地位。一旦桥梁因遭遇偶 然事件、功能退化而发生坍塌,将直接危害出行者的 生命安全,同时将给国家造成不可估量的经济损失。 设计失误、构造尺寸不当、施工失误、材料质量低下、 养护不足和外部诱因是引发桥梁倒塌的原因 在如今这个桥梁建造业高速发展的时期，分一架桥梁 出现一点点小失误就会带来无法挽回的后果，所以更 要求桥梁设计者认真对待每个环节，不可像库帕那样。 建造桥梁就像我们的学习，哪里出了问题就要及时补 救，不能视而不见，也不能过于自大自满，只有认真 对待每个细节，才能使我们学习这座桥梁顺利通车
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。结果至 少10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。
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1899年加拿大魁北克大桥动工,经历了1907年和1916年两次坍塌,直到1917年才真正竣工通车。
1907年的第一次坍塌灾难极为深重,是一起强调强度设计而未知压杆屈曲失稳造成的桥梁倒塌。
魁北克桥是由著名工程师里奥多·库珀作设计顾问工程师,准备将其建成当时世界上最长的、主跨为549 m的钢悬臂桁架梁桥。
该桥采用了前所未有的大尺寸、超出当时常用标准的高许用应力,因此非常有必要进行试验研究,但由于财政方面的原因,试验并没有认真进行。
在1900年~1907年的施工期间,库伯只在1904年前到过工地四次,他认为到工地效率低,便派一个年轻的工程师接替他在工地的工作。
1906年魁北克桥已明显出现问题,但工程并没有停下来。
1907年8月28日,当中间的组合跨正在架设时,下弦杆的腹板受压过大发生压杆失稳而引起全桥突然倒塌。
倒塌共持续10 s,但为准备这个工程,人们却花费了10年时间。
该桥梁倒塌事故的原因是对结构构件的受压失稳机理没有认识。
从此桥梁等结构设计中迅速开展了一系列压杆稳定的试验和研究工作,使结构设计从只强调强度设计,变为必须考虑强度、刚度与稳定性并重的更完善的体系。