2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、塔科馬大橋坍塌原因分析摘要:摘要:塔科馬海峽橋(TacomaNarrowsBridge)位于美國(guó)華盛頓州,舊橋于1940年建成,同年11月,在19ms的低風(fēng)速下顫振而破壞,震動(dòng)了世界橋梁界,從而引發(fā)了科學(xué)家們對(duì)橋梁風(fēng)致振動(dòng)問(wèn)題的研究,形成了橋梁風(fēng)工程的新學(xué)科,并將風(fēng)振動(dòng)研究不斷提高到新的科學(xué)水平。關(guān)鍵詞:關(guān)鍵詞:共振、風(fēng)振動(dòng)、扭振正文:正文:大橋坍塌理論價(jià)值大橋坍塌理論價(jià)值當(dāng)時(shí),人們對(duì)這種狹長(zhǎng)的橋梁設(shè)計(jì)找不出可以指責(zé)的地方,認(rèn)為橋梁具有

2、一定的承載能力就足以安全了,其實(shí)不然。因?yàn)槟菚r(shí)人們對(duì)于懸索橋的空氣動(dòng)力學(xué)特性知之甚少,這場(chǎng)災(zāi)難在當(dāng)時(shí)說(shuō)來(lái)是屬于不可預(yù)測(cè)的,或稱(chēng)不可抗拒的。但是,塔科馬海峽大橋的坍塌事故還是引起了工程技術(shù)人員的關(guān)注,它的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)對(duì)以后的大橋設(shè)計(jì)產(chǎn)生了很大的影響,從此開(kāi)始了現(xiàn)代橋梁的風(fēng)洞研究與試驗(yàn)。在今天看來(lái),塔科馬海峽大橋坍塌那天,海上的風(fēng)并不是很大,事故的真正原因就是梁體剛度不足,在風(fēng)振的作用下橋梁屈曲失穩(wěn)。橋梁在風(fēng)的作用下產(chǎn)生了上下振動(dòng),振幅不斷增

3、大并伴隨著梁體的扭曲,吊索拉斷,加大了吊索間的跨度,使梁體支撐不均,直至使梁體破壞。風(fēng)是怎樣作用在橋上的呢?為什么相當(dāng)均勻的風(fēng),會(huì)使橋產(chǎn)生脈沖式的振動(dòng),然后變?yōu)榕まD(zhuǎn)振動(dòng)呢?研究的結(jié)果表明,是橋上豎直方向的橋面板引起了橋的振動(dòng),它對(duì)風(fēng)的阻力很大,風(fēng)被擋之后,大量的氣流便從橋面板的上方經(jīng)過(guò)然后壓向橋面。由于a)a)大橋結(jié)構(gòu)大橋結(jié)構(gòu)塔科馬大橋全長(zhǎng)5939英尺(約1810.56米),主跨度,機(jī)大橋兩個(gè)支撐橋塔之間的長(zhǎng)度2800英尺(約853.4

4、米),橋?qū)?9英尺(約11.9米),橋邊墻裙深8英尺(約2.4米)。其基本結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖。塔科馬大橋的結(jié)構(gòu)中很重要的特點(diǎn)是加勁梁沒(méi)有采用桁架結(jié)構(gòu),而是采用鋼板梁,大橋重量得以減輕許多。橋邊墻裙采用實(shí)心鋼板。兩邊墻裙與橋面構(gòu)成H形結(jié)構(gòu)。大橋邊緣的鈍形結(jié)構(gòu),成了擋風(fēng)的墻,為在一定條件下形成馮卡爾曼渦脫準(zhǔn)備了空間物理?xiàng)l件。再一個(gè)特點(diǎn)就是塔科馬大橋跨寬比為1:72,與同類(lèi)大橋相比大橋,例如1935年建成的喬治華盛頓大橋跨寬比為1:33,1937年建

5、成的金門(mén)大橋?yàn)?:47,1939年建成的布朗克斯白石大橋?yàn)?:31??梢?jiàn)塔科馬大橋的橋面過(guò)于狹窄。這點(diǎn)幾乎就是塔科馬大橋的命門(mén)。b)b)大橋的扭振模式大橋的扭振模式1940年11月7日,上午7:00,觀察到一陣風(fēng)速為38英里小時(shí)(約17.2ms)的風(fēng),這陣風(fēng)不算很大,卻激發(fā)起大橋橫向振動(dòng)模式,近似于正弦波形,振幅1.5英尺(約0.45m),持續(xù)了3個(gè)多小時(shí)。這時(shí),振動(dòng)是有節(jié)奏的,也是平穩(wěn)的。根據(jù)觀察分析,當(dāng)時(shí)大橋主跨以36次分的振動(dòng)頻率

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