塔科马桥风振致毁——风和桥

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1、塔科马桥风振致毁——风与桥AbstractHistorically,thecollapseoftheTacomaNarrowsBridgein1940,afteronlyafewmonthsofservice,promptedmostoftheresearchonaerodynamicstabilityofbridge.BeforetheTacomaNarrowsBridgecollapsed,bridgeengineerwerecontenttodesignforstaticloadsproducedbylateralwinds,andtheconvent

2、ionaldesignofbridgeswasfocusedmostlyonthestrengthofaeroelasticinvestigationinstructuraldesignwhichincludedtherigidity,dampingcharacteristicsandtheaerodynamicshapeofthebridge.Atthepresenttime,itisconsideredmorescientifictoeliminatethecausethantobuildupthestructuretoresisttheeffect.T

3、heaerodynamicphaseoftheproblemistherealchallengetobridgeengineers,andinresponsetothischallenge,wenowhavethenewscienceofbridgeaerodynamics.Basically,theresearchandknowledgeofaeronauticsandaerodynamicswerebroughttobearonthebridgeproblem,treatingthedecksectionasanairfoil,i.e.likethewi

4、ngcross-sectionofanaircraft.Theresultshavebeenequallyapplicabletosuspensionandcable-stayedbridge.Thedevelopmentofthesuspensionbridgetheoryledtomoreeconomical,moreslenderandmoreambitiousstructures.Itwasintheinterestofmaintainingtheseadvantagesandatthesametimerestoringaerodynamicstab

5、ilitythatextensiveresearchwasstarted.Whenthefirstcable-stayedbridgewasbuildinSwedenin1955,theproblemlfaerodynamicstabilityinbridgedesigndidreceiveconsiderablestudy.However,thatstudydidnotthenleadtoexplicitdesignrulesandformulas.Itshouldbenotedthatallextensiveresearchdonesofarhasnot

6、yetcompletedourknowledgeofthisproblem.1、塔科马桥风毁介绍1940年11月7日，美国华盛顿州塔科马桥因风振致毁。这一严重的桥梁事故，开始促使人们对悬索桥结构的空气动力稳定问题进行研究。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

7、，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”。2、风荷载的研究实际上风对桥梁的力学作用，很早就有学者进行研究。1759年Smeaton等就提出构造物设计时要考虑风压问题，从此开始有了风载荷的概念，但当时对风压的认识是不够的，也没有引起充分重视。直至1879年，英国的Tay桥受到暴风雨的袭击，85跨桁架中的13跨连同正行驶于其上的列车一起堕入河中的特大事故发生之后，人们对风载荷所产生的作用才引起了高度的重视。以这一事故为契机，开展了关于风压的研究，并将其反映到桥梁设计中。1

8、887年重建Tay桥时，由Baker等经现场实验，确