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1、倫敦大橋科普：命運最悲慘的大橋，一生遭遇了7次摧毀，如今成橋梁界明星

橋梁，它的存在連接了兩個地方，方便了河岸兩邊的交流。但是修建一座大橋并不是一件簡單的事情，很多時候都會涉及某些方面。而在現(xiàn)今有一些擁有過百年歷史的大橋則是成為了當?shù)匾惶幹包c，成為當?shù)匾粋€地標。而在英國境內(nèi)，有一座大橋可以說是享譽全球的，哪怕你不是英國人，沒有來過英國，但是你肯定是聽說過它的名字。

其實這座大橋就是英國泰晤士河上的倫敦橋。倫敦橋，這座大橋大家都不陌生吧！它是去英國旅游必定打卡的景點之一，是英國境內(nèi)地標建筑，在很多旅游明信片上都印有這座倫敦橋，可以說英國這座倫敦橋在世界橋梁界中是一個“明星”！

但是你們知道嗎？其實現(xiàn)今大眾看到的倫敦橋是后來重新建造的，并不是最開始的倫敦橋，而且英國這座倫敦橋的命運非常的坎坷，在現(xiàn)今的敦倫橋修剪之前，曾經(jīng)歷了多次的摧毀。

據(jù)了解，在歷史上倫敦橋一共遭遇了7次的摧毀。最初當?shù)剡@座倫敦橋是在50年左右修建的，而建造者是羅馬人。但是伴隨著羅馬人離開英國，第一代倫敦橋也逐漸被荒廢了，直到1014之前，倫敦橋經(jīng)歷了人生中第一次重建。但是這一次重建后的倫敦橋也開始了自己后面幾年的黑暗年代。

在1014年的時候，因為英國遭到了丹麥的入侵，這座倫敦橋被當時統(tǒng)治者下令要全部燒毀，這是倫敦橋第二次遭到破壞，并且因為那一次燒毀，當?shù)剡€誕生了一首全球知名的童謠——《London Bridge Is Falling Down》。而戰(zhàn)爭結(jié)束后，這座倫敦橋迎來了第二次的重建。

但是這座倫敦橋在1091年的時候遭遇了暴風雨的洗禮，被摧毀了，災后這里迎來了第三次重建。但好景不長，在1136年的時候又被摧毀了。之后倫敦橋迎來了第四次重建，而這一次的重建，一共花費了33年，而且倫敦橋成為了當時出名的橋梁。但是在1212年的時候，一把大火將它燒毀了，3000多人葬身火海。之后在1663年又遭遇了一場大火。直到1831年，倫敦橋因為無法滿足需求而被重建，這也是現(xiàn)今看到的倫敦橋。

如今倫敦橋也成為了當?shù)匾惶幹木包c之一，這一座知名度極高的倫敦橋一生中經(jīng)歷了很多大事件，也承擔了很多的歷史。現(xiàn)今很多人知道英國的倫敦橋，去英國游玩也會來到倫敦橋附近參觀、拍照留戀，但是它曾經(jīng)所經(jīng)歷的事情，又有多少人清楚地記得呢？

來源：白衣折扇少年郎

2、倫敦大橋科普，大橋為什么會異常晃動

據(jù)中新網(wǎng)消息，5月5日15時32分左右，廣東虎門大橋發(fā)生異常抖動，廣州交警支隊對虎門大橋進行了交通管制，提醒途經(jīng)車輛繞道行駛。據(jù)現(xiàn)場視頻顯示，呼呼風聲中，大橋橋面出現(xiàn)輕微起伏的波浪。

虎門大橋發(fā)生異常抖動。圖據(jù)網(wǎng)絡

事實上，大橋“異常”抖動或晃動的狀況時有發(fā)生——這是流體力學中重要的現(xiàn)象“卡門渦街”。比如，2010年，俄國南部伏爾加河的大橋就曾發(fā)生波浪狀的“離奇”搖晃，當時好幾輛正行駛在橋上的車子也跟著不斷搖擺。

但是，真正讓人們意識到“卡門渦街”在建筑、橋梁、飛機制造設計以及船舶領(lǐng)域的重要影響，當屬美國的塔科馬海峽吊橋事件——它既是現(xiàn)代橋梁建筑史上最為標志性的災難，也成為物理學和工程學的經(jīng)典研究案例。

塔科馬海峽吊橋垮塌。圖據(jù)《商業(yè)內(nèi)幕》

據(jù)《商業(yè)內(nèi)幕》報道，美國華盛頓州的塔科馬海峽吊橋（Tacoma Narrows Bridge）建于1938-1940年間，是當時僅次于金門大橋和喬治·華盛頓大橋的世界第三長吊橋。它的設計師萊昂·莫伊塞夫是美國20世紀二、三十年代懸索橋的領(lǐng)軍人物，也是全鋼制橋的早期推行者。

莫伊塞夫的“變形理論”廣負盛名，根據(jù)這個理論，橋梁長度越大，允許的變形也越大。正因為如此，莫伊塞夫相信自己可以把懸索橋建得比以往更輕、更細、更長，這個想法在他對塔科馬海峽大橋的設計方案中得到了充分體現(xiàn)。

萊昂·莫伊塞夫（右一）圖據(jù)PBS

可令莫伊塞夫沒有想到的是，大橋吊裝完成后，只要有4英里/小時的“小風”吹來，大橋主跨就會有輕微的上下起伏。甚至在建造過程中，工人就已經(jīng)注意到了這座大橋出現(xiàn)的晃動現(xiàn)象。

1940年11月7日，技術(shù)人員在7：30測得風速為38英里/小時，兩小時后增強至42英里/小時，而此時的塔科馬海峽吊橋，橋面波浪形起伏已達1米多。瘋狂的扭動使得路面一側(cè)翹起達8.5米，傾斜達到45度。

一個攝制組正好拍下塔科馬海峽吊橋波浪起伏的畫面。圖據(jù)VICE

最終，承受著大橋重量的吊索接連斷裂，失去了拉力的橋面就像一條發(fā)怒的蟒蛇在空中奮力掙扎。建成通車僅四個月后，120多米的大橋主體轟然墜入塔科馬海峽，激起了一大片煙塵。

據(jù)《福布斯》報道，塔科馬海峽吊橋倒塌后第二天，著名物理學家馮·卡門覺得此事不妥，便用一個塔科馬海峽吊橋模型進行試驗。結(jié)果不出他所料，塔科馬海峽吊橋倒塌事件的元兇，正是“卡門渦街”引起的橋梁共振——

在必定的風速規(guī)模內(nèi)，穿過大橋的氣流會周期性地產(chǎn)生兩串平行的反向旋渦，連續(xù)性的旋渦會對被繞的橋梁產(chǎn)生周期性浸染力，這種浸染力和大橋震動的頻率接近時，就會產(chǎn)生共振。共振越強，大橋擺動扭曲的幅度便會越大。

卡門渦街示意圖

當然，設計之初，為了美觀和節(jié)省投資，莫伊塞夫使用過輕的物料，并將大橋從7.6米高的鋼桁架主梁降至2.4米高的鋼板梁，也是釀成災難的原因之一。

但毫無疑問的是，塔科馬海峽吊橋為后來的橋梁設計與建造敲響了警鐘。畢竟，當時的橋梁設計界尚未認識到卡門渦街的嚴重危害，仍然是從傳統(tǒng)的橋梁承重等設計角度出發(fā)開展大橋的設計。此后的十年內(nèi)，橋梁空氣動力和空氣彈性學出現(xiàn)并進一步完善。

新建的塔科馬海峽吊橋和平行橋。圖據(jù)bechtel

1950年，新建的塔科馬海峽吊橋在經(jīng)由嚴謹設計建造后通車運營，道床厚度增至10米，并在路面上加入氣孔，使空氣可在路面上穿越，防止卡門渦街的產(chǎn)生。穩(wěn)穩(wěn)矗立于海峽之上的它，每日通車流量高達6萬車次，因此也被稱為“強壯的格蒂”。2007年，新的平行橋通車，行車線由兩條增至4條，是現(xiàn)今全美國第五長的懸索橋。

紅星新聞記者 王雅林 林容

來源: 紅星新聞

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