美国一大桥曾因共振而坍塌 造成一条狗死亡

近日虎门大桥“风中飘”事件，引起了网友的热议，官方称造成的原因是虎门大桥5日发生振动系桥梁涡振现象，并认为悬索桥结构安全可靠，不会影响虎门大桥后续使用的结构安全和耐久性。

虎门大桥（Humen Bridge）是中国广东省境内一座连接广州市南沙区与东莞市虎门镇的跨海大桥，位于珠江狮子洋之上，为珠江三角洲地区环线高速公路南部联络线（原莞佛高速公路）的组成部分。

虎门大桥于1992年10月28日动工建设；于1997年6月9日建成通车；于1999年4月20日通过竣工验收。

虎门大桥东起东莞市太平立交，上跨狮子洋入海口，西至广州市南沙立交；线路全长15.76千米，主桥全长4.6千米；桥面为双向六车道高速公路，设计速度120千米/小时；工程项目总投资额30.2亿元人民币。

什么是涡激共振 如何破解

《桥梁抗风设计研究》论文中这样介绍了涡振现象：涡激共振是由交替变化的涡激力产生的结构共振现象。气流在绕过桥梁时发生旋涡脱落，当其接近桥梁的自振频率时即产生涡激共振现象。

该文称调谐质块阻尼器可有效减轻涡激共振现象。当有外力作用于建筑时，调谐质块阻尼器通过产生与建筑相反方向的摆动达到减振的目的。调谐质块阻尼器现已在很多桥梁上面得到了应用。

美国塔科马海峡吊桥坍塌事故

塔科马海峡吊桥是位于美国华盛顿州塔科马的两条悬索桥，也是华盛顿州16号干线的一部分。每桥长1.6公里，横跨塔科马海峡。第一条桥於1940年首度通车，但不到五个月便倒塌，其后重建及另建的新桥分别於1950年及2007年啟用。第一条桥倒塌的原因，是因為其桥面厚度不足，在受到强风的吹袭下引起卡门涡街，使桥身摆动；当卡门涡街的振动频率和吊桥自身的固有频率相同时，引起吊桥剧烈共振而崩塌，这次事件的过程有完整拍摄成影片，也成為研究空气动力学卡门涡街引起建筑物共振破坏力的活教材。

这次事件没有造成人命伤亡（但导致一只狗死亡），华盛顿州政府特为此而设立专案调查组，经过美国空气动力学家西奥多·冯·卡门在加州理工学院风洞进行模型测试，证明塔科马海峡桥倒塌事件的元凶，是卡门涡街引起吊桥共振。原设计為了求美观及省钱，使用过轻的物料，造成其发生共振的破坏频率，与卡门涡街接近，从而随强风而剧烈摆动，导致吊桥崩塌。

此后，新的吊桥设计必须经过风洞模型实验。新桥梁的道床厚度增至10米，并在路面上加入气孔，使空气可在路面上穿越，防止卡门涡街的产生。新桥于1950年10月14日啟用，行车线由两条增至四条，是现今全美国第五长的悬索桥。