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广州沥心沙大桥桥面断裂,撞的是桥墩,为什么断的是桥面?

2024-02-23 29 yuneu

先说结论:物体在受力时,力在物体内是会传递的。桥墩足够结实,但当力传到桥面时,可能出现了桥面受力超过桥面承载力的情况导致断裂。

今天,广州沥心沙大桥受船碰撞发生桥面断裂,很不幸造成了人员伤亡。据悉该船是空载,因与桥墩碰撞导致桥面断裂。

但受撞的明明是桥墩,怎么最后断的是桥面?

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事故现场,图片来源于网络

桥梁是怎么传力的?

学过牛顿第三定律的朋友都知道,力的作用是相互的。力不会凭空产生,也不会无缘无故消散。既然桥面断了,那必然是桥面受到力了。

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图1 桥梁受撞传力过程

我们给一个船受撞击的一个简单的示意图。当船碰到桥墩时,会产生一个很大的冲击力,这个冲击力会迅速从中间向左右两边传递,而桥面就充当了传递力的媒介。

桥面的力是怎么传的?

试想一下,你双手拿起一根绳子的两端,让另一个人沿着水平方向拉一下绳子的中部。你会发现,绳子变成了弓形。此时,绳子里的力就会沿着那个人手拉绳子的方向传递。

桥面也一样,此时桥面里充满了与撞击方向相同的力。这个力在桥墩的位置很大,因为这个位置是结结实实把这个力扛下来了。

但桥面断裂成一段,说明在另一个地方也有一个让桥面承受不住的力。这个力在什么地方?

通过有关研究发现,桥梁在桥墩受撞时,桥面跨中部位沿撞击方向的加速度是大于桥墩的加速度的。

加速度和力有什么关系?大家想一下牛顿第二定律,力=质量x加速度,就能明白。

假如桥面是一个质量分布很均匀的结构,各部分加速度的差异导致桥面各部分受力都不同。当桥面受到的力大于桥面材料的承载力能力时,桥面就会被“剪断”。

所以我们看到事故图片中桥面断裂的位置,基本就在跨中和桥墩的位置。

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以上是我根据现有信息,对船撞桥事件的一个简要分析。一切请以官方调查结果为准。

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