据中国新闻网报道，5月5日15时32分左右，广东虎门大桥发生异常摇晃。广州交警支队对虎门大桥实施交通管制，提醒过往车辆绕行。根据现场视频，桥面在呼啸的风中微微起伏。
▲虎门大桥异常抖动。数据网络
事实上，“异常”的摇晃或桥梁的摇晃时有发生——这是流体力学中的一个重要现象，“卡门涡街”。例如，2010年，俄罗斯南部伏尔加河上的大桥发生了一次波浪状的“奇异”摇晃，几辆汽车也在桥上摇晃。
然而，正是美国塔科马海峡吊桥事件真正让人们意识到“卡门涡街”在建筑、桥梁、飞机制造设计和船舶领域的重要影响。这不仅是现代桥梁建设史上最具象征意义的灾难，也是物理学和工程学的经典研究案例。
▲塔科马海峡悬索桥坍塌。据《商业内幕》报道
据《商业内幕》报道，华盛顿州的塔科马马海峡大桥建于1938年至1940年之间。这是当时仅次于金门大桥和乔治华盛顿大桥的世界第三长的吊桥。它的设计者利昂·莫伊瑟夫是20世纪20年代和30年代美国悬索桥的领军人物，也是全钢桥梁的早期倡导者。
莫伊塞夫的“变形理论”众所周知。根据这一理论，桥梁长度越大，容许变形越大。正是因为这个原因，莫伊瑟夫相信他可以建造比以前更轻、更薄、更长的悬索桥。这个想法在他的塔科马海峡大桥设计计划中得到了充分体现。
▲利昂·莫伊塞夫(右一)根据公共广播
莫伊塞夫没有想到的是，一旦大桥被吊起，只要有每小时4英里的“小风”，大桥的主跨就会轻微波动。即使在施工过程中，工人们也注意到了桥梁的晃动现象。
1940年11月7日，技术人员在7: 30测量到风速为每小时38英里，两小时后风速增加到每小时42英里。此时，塔科马海峡吊桥的桥面有超过1米的起伏。这种疯狂的扭转使得道路的一边倾斜了8.5米，倾斜了45度。
▲一个电影摄制组刚刚拍摄了塔科马海峡吊桥的起伏。根据VICE
最后，承载桥梁重量的吊索一根接一根地断裂了，没有张力的桥面就像一条愤怒的蟒蛇在挣扎。这座120米长的大桥建成通车仅四个月后，它的主体就撞上了塔科马海峡，激起了一片巨大的烟雾。
据《福布斯》报道，塔科马海峡吊桥倒塌后的第二天，著名物理学家冯·卡门发现此事不合适，于是用塔科马海峡吊桥的模型进行了测试。因此，他预计塔科马海峡吊桥坍塌的罪魁祸首是由“卡门涡街”引起的桥梁共振
在一定的风速范围内，通过桥梁的气流会周期性地产生两组平行的反向涡流。连续的涡流将在要缠绕的桥上产生周期性的浸渍力。当浸渍力接近桥梁的振动频率时，就会发生共振。共振越强，桥梁摆动失真的幅度就越大。
▲卡门涡街示意图
当然，在设计之初，为了美观和节省投资，莫伊瑟夫使用了轻质材料，将大桥的主梁从7.6米高的钢桁架减少到2.4米高的钢桁架，这也是造成灾难的原因之一。
然而，毫无疑问，塔科马海峡吊桥为这座桥的设计和建造敲响了警钟。毕竟，当时的桥梁设计界并没有意识到卡门涡街的严重危害，仍然从传统桥梁支座设计的角度出发进行桥梁设计。在接下来的十年里，桥梁空空气动力学和空空气弹性出现并进一步改善。
1950年，经过精心设计和施工，新建的塔科马海峡吊桥通车。道碴床的厚度增加到10米，并在路面上增加气孔，使空气体可以通过路面，以防止卡门涡街。它屹立在海底峡谷之上，每天有60，000辆汽车，因此也被称为“强壮的盖蒂”。2007年，新的平行桥通车，车道从两条增加到四条。它现在是美国第五长的吊桥。
红星新闻记者王亚林和林荣
编辑李彬彬
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