為什么風能吹垮塔科馬海峽大橋
在這個炎熱的夏天如果來一縷清風還是非常的不錯的,涼爽又舒適。可是你們知道嗎?風也是很有殺傷力的。塔科馬海峽大橋大家有過了解嗎?他位于美國西北部的華盛頓州,橫跨塔科馬海峽。可是于一陣風的吹過橋就斷了,為什么風能吹垮塔科馬海峽大橋,下面就小編來給大家解答一下疑惑吧。
這座全長853米的懸索橋于1940年7月1日建成通車。它建成時就出現了隨風搖擺的現象,司機在橋上行駛時可以明顯感覺到橋的擺動。因此,大橋被當地居民起綽號叫&ld;舞動的格蒂&rd;。當年11月7日大橋發生劇烈晃動而坍塌,所幸沒有人在事故中喪生。當時,世界著名的空氣動力學家、古根海姆航空實驗室主任馮&iddt;卡門是事故調查組的成員。他在加州工學院的風洞實驗中證明,導致鋼筋鐵骨的大橋發生垮塌的原因竟然是當時速度不到20米/秒的風!
空氣動力學的研究表明,當風橫吹過大橋時,在一定的風速范圍內,越過大橋的氣流會周期性地產生兩串平行反向渦旋,即所謂的&ld;卡門渦街&rd;。當每個渦旋從被繞的物體表面分離時,物體就會受到一個作用力,連續渦旋的出現會對橋梁產生周期性的作用力,當作用力的頻率與大橋振動的固有頻率接近時,就會產生共振。這時大橋擺動的幅度越來越大,最終導致大橋垮塌。這次嚴重事故的出現使得橋梁工程在結構設計中開始認識到空氣動力學的重要,此后所有的大橋以及超高層建筑的設計方案都必須經過風洞模型實驗的安全驗證。
類似的情況也會出現在大隊人馬以齊的步伐通過一座橋梁時。如果齊步產生的同一周期性的作用力頻率接近或等于橋梁振動的固有頻率時,橋梁也會因共振而垮塌。1905年,一支俄羅斯帝國的軍隊在齊步通過彼得堡附近的豐坦卡河大橋時,就導致了大橋垮塌的悲劇。在生活中常見的另一個例子是,秋千擺動的頻率如果與蕩秋千人所施加的作用力頻率一致,秋千就會越蕩越高,反之秋千就很難蕩得很高。