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世界著名钢桥失效事故分析显示垮塌过程照片

时间:2023-08-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:1940年11月7日,风速为16~19m/s,大概从早上7点开始,桥梁已经持续振荡了 3 h,振幅达0.9 m,频率0.6 Hz。桥面两侧振幅也变得越来越大,从最初的 0.8 m 一直增加到 8.5 m,直至桥面倾斜45°。碰巧当时现场的专业摄影师用摄像机完整地记录下了整个桥梁振荡至垮塌的全过程,如图5.3。桥梁主跨部分节段垮塌后,剩余部分依旧继续强烈振动,最后主跨完全垮塌。图5.3主跨的扭转运动图5.4中央扣失效图5.5边跨下挠

世界著名钢桥失效事故分析显示垮塌过程照片

大桥合龙后,主跨在 1.8 m/s 的风速下就会上下振动,以至于施工工人不得不咀嚼柠檬来抵抗振动导致的晕眩。成桥后振幅仍然很大,桥梁管理部门在桥上安装专门的阻尼器和体外索,但于事无补。金门大桥也曾发生过类似振动,因此桥面振动被忽视,桥上交通也没有中断。讽刺的是,有时桥上振幅高达 1.5 m,这不仅没吓到行人,而且很多人还专门驱车上桥体验“过山车”的感觉华盛顿大学的法夸尔森(Frederick Burt Farquharson)受命在当年9—11 月对大桥模型进行风洞试验,研究大桥扭振原因和补救措施。法夸尔森从实验中发现大桥扭转振动下可能发生破坏,因此提出增加抗风索,后来又提出在大桥钢板梁上挖通风孔和挡风板,减小风载。可惜在采取这些措施之前,桥梁就垮塌了。

1940年11月7日,风速为16~19m/s,大概从早上7点开始,桥梁已经持续振荡了 3 h,振幅达0.9 m,频率0.6 Hz。然后整个桥面开始以0.2 Hz(14次/min)的频率扭转振动。主跨以跨中为节点分成两段,两段反方向扭转振动(反对称扭转振型),就像扭麻花一样。桥面两侧振幅也变得越来越大,从最初的 0.8 m 一直增加到 8.5 m,直至桥面倾斜45°。碰巧当时现场的专业摄影师摄像机完整地记录下了整个桥梁振荡至垮塌的全过程,如图5.3。此时加劲梁的扭转变形令人印象非常深刻,其扭曲程度让人难以置信。整个桥跨以巨幅的波形振动,很难想象加劲梁是钢筋混凝土梁。大幅扭振导致吊杆逐根被拉断,跨中主缆的中央扣(用于阻止加劲梁与主缆之间相对位移的斜拉索)也失效,振型突然改变,变成以一阶反对称扭转振型为主,大桥最终在震耳欲聋的响声中垮塌,跨中处加劲梁脱落,如图5.4。桥梁主跨部分节段(183 m)垮塌后,剩余部分依旧继续强烈振动,最后主跨完全垮塌。由于失去主跨,边跨(335 m)发生了约18 m下挠,接着又弹回,最后产生9 m下挠,如图5.5。

图5.3 主跨的扭转运动(www.xing528.com)

图5.4 中央扣失效

图5.5 边跨下挠

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