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1940年11月7日，当天的大新闻是华盛顿州塔科马海峡大桥完全倒塌和倒塌。这座桥很容易就被拆散，掉进了普吉特湾的水域中。它是如何发生的以及为什么会发生，这些问题直到最近才得到充分的回答。拿着烧杯的科学家塔科马"窄带"标志着普吉特海峡（Puget Sound）上华盛顿海岸和奥林匹克半岛之间最近的一个点。一座横跨狭窄地带的桥梁意味着州政府可以开辟该州的另一个区域进行扩建，所以他们想建一个。在20世纪30年代的美国，这一趋势，尤其是长建筑物，是一座优美的悬索桥。建筑师和工程师们寻求最优美、最轻、最纤细的设计。因此，塔科马海峡大桥完工后，长5939英尺（1810.2米），宽39英尺（11.9米）。它也很轻，因为建筑中使用的是浅板梁。优雅吗？毫无疑问，这座桥是在1940年7月1日通车的。公众并不知道这座桥在施工阶段表现出了一些不寻常的行为，但他们很快就得到了这样的暗示：他们那座细长的高桥并不是很好。专家们注意到，当风起时，道路上出现了不寻常的直线运动，这是经常发生的在狭窄处，工程师们试图通过安装液压缓冲器和钢制"系紧"缆绳来补偿这种"摆动"。然而，中心跨度有一种上下起伏的习惯，就像过山车一样。司机们很快发现前面的汽车似乎消失在"山谷"中，"重新出现在山顶上。人们从四面八方赶来，在过山车桥上开车。当地人很快给这座桥起了个绰号叫"飞驰的格蒂"，它就停了下来1940年11月7日，州警察和公路部门在接到3至5英尺（1至1.5米）高的起伏，风速超过每小时35英里（56.3公里）的报告后，于上午10时左右关闭了这座桥，幸运的是，只有一个人还在桥上，他设法在中心桥倒塌之前下车。当聚集的人群惊恐地看着时，中跨开始左右扭动，并上下移动。所有观看的人都知道大桥无法长期承受这种运动。大约上午10:30，第一批路面开始坍塌。11:02，支撑中跨的缆索开始脱落，西段翻倒坠入水中。到11:09，中间跨的其余部分也消失了。飞驰的格蒂已经不见了，只有边跨和塔楼还保留着。所以这个问题困扰着工程师：他们的桥怎么了？这一范围内的一篇文章不能探讨所有涉及的物理和空气动力学问题，但第一个假设认为是风共振破坏了它。后来的试验和工程模型表明，情况可能并非如此。事实上，塔科马海峡大桥的故障是多种因素综合作用的结果，包括设计缺陷。它使用浅板梁来减轻重量，而不是深开口加劲桁架，这使得桥梁不太稳定。而且，结构，很简单，对于它的宽度来说太长了。一座更宽的桥可能会幸存下来，但巷道太窄，无法承受其他应力，空气动力学和一种叫"自激"的奇怪声音现象也起到了一定作用，随着跨度开始起伏并变得越来越不稳定，失稳导致了更多的不稳定，因此，当跨度开始扭转运动时，也助长了不稳定火焰，直到结构失效"自激"指的是一件事导致另一件事，自暴自弃，直至坍塌。格蒂坍塌的影片在网上有售，还有起伏曲折的道路图片。许多论文，也有网上的，第二次世界大战以及由此导致的钢材短缺推迟了另一座塔科马海峡大桥的建设。第二座跨中的钢索悬索桥于1950年10月14日通车。这一次，工程师们花了四年的时间研究和设计模型，最终确定了他们的选择。这座桥不会倒塌。作为一座收费桥，这座桥为自己买单，目前是北美第五大跨径。疾驰的格蒂花了华盛顿州数百万美元，但它的失败彻底改变了桥梁建造行业。现在的设计在建造之前都要经过严格的测试和建模，从而节省了资金和人命。

发表于 2020-09-18 03:16
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分类：科学教育

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