今非昔比的格蒂——塔科马海峡大桥

塔科马海峡大桥简介

位置:美国、华盛顿州、塔科马海峡

建桥时间:于1940年7月1日通车

主要数据:全长1524米,主跨853米,通航净空59.4米

塔科马海峡大桥位于美国华盛顿州的塔科马海峡。第一座塔科马海峡大桥,绰号舞动的格蒂,于1940年7月1日通车,四个月后戏剧性地被微风摧毁,这一幕正好被一支摄影队拍摄了下来,该桥因此声名大噪。重建的大桥于1950年通车,被称为:强壮的格蒂;2007年,新的平行桥通车。

今非昔比的格蒂——塔科马海峡大桥插图

塔科马海峡大桥特点:

舞动的格蒂

人们希望在塔科马海峡建桥的愿望可以追溯到1889年为北太平洋铁路建造栈桥的提议,但直到20世纪20年代人们才达成一致意见。1923年,塔科马商业总会开始竞选活动并发行债券。一些著名桥梁的工程师,包括金门大桥的总工程师约瑟夫?斯特劳斯和麦金纳大桥的建造者大卫·斯坦曼被召集商量桥梁的建造方案。斯坦曼提出的几项商会基金方案1929年得到通过,但在1931年议会决定取消协议,理由是斯坦曼在筹集资金方面“不够积极”,此外还有一个问题是筹集的资金还要用来买断一家私营渡轮公司在塔科马海峡的渡河业务独家经营权。

塔科马海峡大桥的建造计划最终还是在1937年得以继续,华盛顿州立法机关制定了华盛顿州的桥梁税征收方案,并拨款5000美元研究塔科马市和皮尔斯县对塔科马海峡建桥的需求。从一开始,资金问题就是最大的问题,拨款并不足以支付建桥成本。但是大桥的建设却得到了美国军方的大力支持,因为大桥的建成将大大方便海军在布雷默顿的造船厂和陆军在塔科马的军事基地的交通。

华盛顿州的工程师克拉克·艾尔德里奇提出一个初步计划,桥梁必须通过严格的实验并使用常规设计,资金则由联邦政府公共工程管理处(PWA)拨款一千一百万美元。但是来自纽约的工程师莱昂·莫伊塞夫上书联邦政府公共工程管理处,认为他可以花更少的钱建桥。原先的建设规划要求将7.6米深的钢梁打入下方的路面使之硬化。莫伊塞夫——著名的金门大桥的受尊敬的设计师和顾问工程师,建议采用2.4米深的浅支持梁。他的方案使钢梁变窄,并且使大桥更优雅,更具观赏性,同时也降低了建造成本。最终莫伊塞夫的设计方案胜出。1938年6月23日,联邦政府公共工程管理处批准了600多万美元的拨款用来建造塔科马海峡大桥。另外160万美元将通过收税筹集,最终的建造成本为800万美元。

使用浅支撑梁的决定最终在不久的将来被证明是造成桥梁坍塌的重要原因。2.42米的支撑梁并不足以使路基拥有足够的刚度,从而使大桥经不住风的侵袭。从一开始,大桥的振动就使之声名狼藉。轻度至中度的风就可以导致大桥来回摇摆,因此大桥被当地居民起绰号叫“舞动的格蒂”。司机在桥上行驶时可以明显感觉到桥的摆动。

最终,大桥被风吹垮发生于美国太平洋时间1940年11月7日上午11时,原因是机械共振。在通车使用了短短的4个月之后,塔科马海峡大桥便毁于一旦。

强健的格蒂

在塔科马海峡大桥坍塌后不久,美国政府便开始筹备新的塔科马海峡大桥的建设,新桥位于华盛顿州16号干线,依然跨越塔科马海峡,结构由悬索桥变为双悬索桥,全长1822米,主跨853米,通航净空57.15米。

现在的西行桥采用开放的桁架和加固的支柱设计并重建,并且开设通风孔让风通过。它于1950年10月14日通车,全长1822米——比原先的桥长12米。它和与之平行的东行桥共同组成了目前美国第五长的悬索桥。因为造成前桥坍塌的共振问题已经被新设计所解决,所以当地居民给予了大桥新的绰号——“强健的格蒂”。当西行桥刚造好时,它是世界第三大悬索桥。像其他现代悬索桥一样,西行桥由尖锐的钢板而不是原先平边钢板建成。大桥的设计日车流量为6万辆次。建成之初,它东西两向同时通车,直到东行桥于2007年7月15日正式通车。

1998年,华盛顿州几个县的选民通过了一项议案,决定建造一座新的大桥。新的大桥将是一座东行桥,与原先的大桥平行,2002年10月4日开工,2007年7月竣工,建成后,原先的大桥将只作为西行桥使用。

知识链接

塔科马海峡大桥的坍塌事故震惊了世界,但幸运的是在大桥坍塌事故中没有人失去生命,大桥的倒塌发生在一个此前从未见过的扭曲形式发生后,当时的风速大约为每小时40英里。这就是力学上的扭转变形,中心不动,两边因有扭矩而扭曲,并不断振动。这种振动是由于空气弹性颤振引起的。颤振的出现使风对桥的影响越来越大,最终桥梁结构像麻花一样彻底扭曲了。在塔科马海峡大桥坍塌事件中,风能最终战胜了钢的挠曲变形,使钢梁发生断裂。拉起大桥的钢缆断裂后使桥面受到的支持力减小并加重了桥面的重量。随着越来越多的钢缆断裂,最终桥面承受不住重量而彻底倒塌了。沉没的大桥残骸被登记在国家历史地点记录册中,水下的残骸现已经作为一座人工礁石被保护起来。

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