明昇产业《筑梦天下》
由明昇产业 筑就城市科创新空间
特约呈现
桥梁,现代城市的生命线之一。
桥梁安全的关键是什么?
桥梁建设者会如何发现并解决问题?
当突发事故来临,
桥梁专家又会给出怎样的解决方案?
今晚7点 凤凰卫视中文台
《筑梦天下》特别呈现
“断桥往事”
英国著名伦敦桥的设计师伊恩·弗斯就曾说“世界上没有零风险的事情”,一座设计得再完美的桥梁也会有风险,而桥梁的风险成本就太高,伊恩·弗斯说他每天的工作更多是控制风险。其实,很多坚固的桥梁,寿命都在100年以上,但世间纷繁复杂,不管是天灾还是人祸,都足以对世界各地桥梁造成严重后果。今晚节目带您了解历史上那些值得我们关注、引以为鉴的桥梁。全长787米,桥宽9.8米,桥面设双向两车道,无人行道。1992年建成投入使用,并在2022年12月,防撞加固工程完成施工再次投入使用。那为什么事故会发生呢?桥梁专家指出,问题就在于出事的船没有选择走中跨,而是走了边跨,虽然边跨可以通行,但这大大增加了船舶撞击桥墩的风险。而且撞击了19号边墩,边墩的结构相比主墩会比较轻巧,不经撞。如果只是撞击17和18号的主墩,可能对桥体不会产生这么大的影响。
美国佛罗里达州,横跨坦帕湾下游,从北端的圣彼得堡市到东南偏南的马纳蒂小镇,几十年来,往来这两个地区的唯一方式是直线渡轮服务。为了更便于地区发展,1954年,耗资2200万美金的双车道、桁架桥建成通车。在当时,阳光高架桥是世界最长桥梁之一。
然而1980年5月9日上午,突如其来的狂风暴雨,致使一艘航行的货船与阳光高架桥中心附近的支撑墩相撞,致使南跨倒塌,266米的桥面坠入坦帕湾。由于视野不好和湿滑的桥面,总共有6辆汽车、一辆卡车和一辆巴士从 46米的高度坠入坦帕湾,导致35人死亡。
几年后,1983年受损的阳光高架桥施工重建,通车仪式定在了1987年4月30日。然而,4月29日下午3点30分左右,新桥的防护保险杠又被一艘23米高的船只撞击。好在保险杠受到轻微损坏,桥梁没有受到影响,但船只进水后沉没。大桥通车仪式如期进行。如今,阳光高架桥横跨美国最繁忙的航道之一。桥上的21根钢缆穿过直径2.74米的钢管斜拉于桥身双向行车带间的中央隔离区上,支撑起300多件预制混凝土构件组成的整体结构,这种设计可以使车辆的驾驶员毫无遮挡地一览海湾美景。因优美的外形和炫目的色彩,大桥自建成后即成为佛罗里达州的地标性建筑,更被印刷在了美国邮票上。
你见过随风“荡秋千”的大桥吗?它是世界上寿命最短的大桥,仅使用了不到5个月的时间。塔科马海峡吊桥横跨在美国华盛顿州塔科马海峡上,全长1810米,宽约12米,主跨长约853米,长度在当时位列世界第三,号称“世界单跨桥之王”。吊桥最初修建于1938年,两年后通车。当时桥梁设计共有两个方案,第一个方案由克拉克·埃德里奇提出,桥面厚度设计为7.6米;而另一个方案则由著名的金门大桥设计师之一里昂·莫伊塞弗提出,他为了降低造价,把桥面设计的厚度减至2.4米,使建设成本从1100万美元降至800万美元。在以经济为大前提的当时,莫伊塞弗的方案获得采纳。顾磊 结构工程师:它整个的设计也是符合当时的规范的,它整个的计算、它的弹性理论这些算下来都是没问题的,挠度各方面都是没有问题的,只是在当时人们根本就没有想到过这个桥的风振稳定性。塔科马海峡吊桥像一条薄薄的钢缎带,既富有弹性,又非常美观。但是它太富有弹性了,在启用后每当轻风吹过,桥面就会摆动,这甚至让它得到了“舞动的格蒂”的称号,引得不少驾车人士慕名而来。一些大风的日子,桥面摆动幅度甚至可达1.5米之多,这一现象使得有关部门赶紧派人员用摄像机实时监控记录大桥情况。更令人难以置信的是,就在4个月后的一天,一场速度仅为19米每秒的风,这种风只会吹断树枝,竟导致塔科马海峡吊桥这座庞然大物轰然坍塌。所幸灾难发生时,并没有人员伤亡,“遇难”的仅是一辆汽车和一条小狗。事后经航空航天科学家冯·卡门研究发现,坍塌原因竟是因为桥面厚度不足,引起空气动力学中的卡门涡街,使得桥面产生摆动。当卡门涡街的振动频率和吊桥自身的固有频率相同时,引起共振,最终“扭转颤振”导致大桥坍塌。重建的塔科马海峡吊桥于1950年通车,被称为“强壮的格蒂”;2007年,新的平行桥通车,屹立至今,成为全美国第五长的悬索桥。
美国旧金山的海湾大桥或许大家都有所耳闻。这座早在1936年就建造完毕的大桥,是目前美国跨度最长的跨海大桥之一。但这座大桥却先后经历多次事故,其中最为严重的几次都差点要了这座大桥的“老命”。1968年,美国一架实习飞机撞上了这座大桥,导致这座大桥东段损坏严重。这桥刚修好没多久,1989年,旧金山地区又发生了6.9级大地震。在这次地震中,东段又一段15米长的桁架路面直接断掉坠入海中,这段桥梁因地震影响几乎报废。地震之后,大桥整体经历了一次全面的抗震加固改造。顾磊 结构工程师:1989年的旧金山大地震影响是比较大的,震后西桥进行了悬索桥进行了抗震加固,它的东桥的损毁就更加严重。于是在东桥旁边又建了一个新桥,建好了以后就把东桥给拆除了。
而这一困难重重的巨大工程,则由中国建筑公司承建了下来。2013年,世界最大跨度单塔自锚抗震悬索钢桥、美国旧金山海湾大桥东段新桥在劳工节开桥通车。这座连接旧金山和奥克兰的东段新桥造价64亿美元、可抗御1500年内发生的强震。中国为美国造大桥,被媒体称为“中国制造业首次进军世界大型钢结构市场”。自俄乌冲突开始以来,克里米亚大桥曾两次爆炸。2022年10月8日,一辆载重汽车在大桥上爆炸,导致与公路桥并行的铁路桥上一货运列车上的7个油罐被点燃,公路桥部分路段受损,事故共造成4人死亡。因事故而一度中断的克里米亚大桥公路和铁路交通于8日当天就都恢复了,这座桥非同寻常的稳定性得益于当初的设计方案。铁路专家谢尔盖·西加切夫说,克里米亚大桥采用的是“一墩双道”的设计安装方案,就是在一个桥墩上铺设两条相互独立的桥面通道。这也就是说,当一条通道被炸时,另一条仍完好无损。然而多名乌方官员发表言论声称“这只是开始”、“大桥在美丽地燃烧”。时隔不到一年,大桥再次遭袭。2023年7月17日凌晨,桥面发生一起爆炸袭击,造成2死1伤,公路路面部分受损,交通发生数公里的堵塞。此次袭击导致一对夫妇在度假途中经过克里米亚大桥时死亡,他们的14岁女儿身受重伤。乌克兰官员在社交媒体表示,克里米亚大桥爆炸是由乌克兰两艘无人艇袭击造成的。克里米亚大桥又被称为刻赤海峡大桥,是一对平行“双子桥”,一条为公路桥、一条为铁路桥;全长19公里,跨海部分7.5公里,是俄罗斯有史以来建造的最长桥梁,也是欧洲最长的桥梁。大桥的大部分地段,铁路桥明显高于公路桥。俄乌冲突中,乌克兰南部的俄军补给,大部分就是通过克里米亚大桥铁路进行运输的。大桥使用了超过7000根桩,这些桩被打入水面以下91米;部分桩是倾斜的,以使结构在地震期间更加稳定。
南斯拉夫电影《桥》在中国广为流传,成为一代人的经典回忆。这部电影的拍摄地点和真实历史背景是今天黑山的塔拉河峡谷大桥。如果不是因为那部经典的电影,或许很多人都叫不出这座横跨欧洲最深峡谷大桥的名字。塔拉河峡谷大桥是一座钢筋混凝土公路桥,全长366米,初建于1940年,经过3年的施工,团队克服了地形复杂、汛期水流湍急、技术落后和无法采取大规模机械化施工作业等诸多困难,最终将大桥建好。
顾磊 结构工程师:大部分的底下有拱的公路桥,上面还有一个桥面,然后在桥面和拱之间还有竖杆,于是它有一个组合作用,变成了一个格构的这样的一个受力状态,就比单纯的拱还要好,大部分的时候是毁不了的。
就在第二次世界大战接近尾声时,德军计划经南斯拉夫撤退回本国。一小队南斯拉夫游击队员奉命前去炸毁这座大桥、阻断德军的退路。为了顺利炸桥,游击队找到了桥梁设计者,经过一系列周密的安排和惊险曲折的斗争,才成功炸毁大桥。但后来侵略者将参与炸桥的工程师杀死在桥头,以示惩罚。1946年,战后恢复原有交通基础设施,塔拉河峡谷大桥得以重建。
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