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伦敦千禧桥因晃动在开放两天后被关闭
新建的泰晤士河步行桥在开放当天随着人群过桥而剧烈摆动,行人又不自觉跟着晃,结果越走越厉害,被叫成「摇摇桥」。
Arup · 2000-06-10
怎么回事
伦敦千禧人行桥是一座横跨泰晤士河的钢制悬索步行桥,于 2000 年 6 月 10 日开放,连接伦敦金融城、Bankside 和圣保罗大教堂。开放当天,成千上万的人上桥后,桥身开始明显左右摆动。伦敦人很快给它起了外号「摇摇桥」。两天后它被关闭,整整停用将近两年,工程师才查清问题并找到解决办法。
原因是一种工程师称为同步横向激励的现象。桥身哪怕只是轻微侧摆,走在上面的人都会本能调整步伐来保持平衡,而这又会让他们的步伐和桥的摆动同频。每一个同步的脚步都会把桥再推一点,进而让更多人同步,形成自我强化的循环。桥上的人越多,这种效应越强;开放当天桥上最多同时有 2000 人,摆幅约 70 毫米。
上下方向的跳动——那种会让士兵在桥上乱步的振动——早已被理解,但这种由人群驱动的横向摆动,并没有被充分预料到,尤其是对这样一座轻型桥。后来在工程公司 Arup 的参与下,桥上加装了阻尼器,用来吸收横向和竖向能量。经过数百名志愿者参与的实尺测试后,桥于 2002 年 2 月重新开放,终于稳定下来。整个事件花了约 1820 万英镑,比预算超出约 220 万英镑。
为什么会这样
- 桥的横向振动模态轻、频率低,正好让人群容易和摆动锁步。
- 设计者理解竖向跳动,但没有充分考虑行人会无意识地把步伐同步到横向运动上。
- 设计规范里没有这种人群与结构反馈的前例,所以测试时没覆盖到。
- 问题只在开放当天的真实人流荷载下暴露出来,设计计算里没踩坑。
教训
人不是被动荷载,他们会反过来影响系统。轻微摆动就可能让人群跟着同频,进一步放大振动。测试时要看系统和使用者之间的反馈,而不是只看系统本身。
后来呢
千禧桥的晃动成了结构工程和人因工程里的经典案例,也改变了全球轻型人行桥的设计和测试方式——工程师现在会常规检查同步横向激励,并在需要时加装阻尼器。桥本身修好后一直很稳,后来成了很受欢迎的过河通道。「摇摇桥」这个外号也保留了下来,提醒人们使用系统的人本身也是系统的一部分,小晃动也会被放大成大问题。
资料来源
- Millennium Bridge, London — Wikipedia (2000 opening, 'Wobbly Bridge', synchronous lateral excitation)
- Southwark News — The 'wobbly' Millennium Bridge turns 25
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这家公司栽倒的地方,别处有人漂亮地解开过。 第二意见 →

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