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前言

说起工程建设，相信大家都知道，工程建设必须要以安全为第一要务。

但有些事情不是我们想的那样，有时候“失败”也能带来一些“成功”。

这三个工程就是最好的证明。

三次工程设计的失败，不仅让人们感慨，也给我们带来了很多启发。

这三个工程分别是: 塔科马海峡大桥、瓦伊昂大坝和生物圈2号。

塔科马海峡大桥。

它曾是世界上最长的悬索桥，也是美国的标志性建筑之一，但在通车仅仅四个月后就因强风引发的共振而倒塌。

这一事件成为了工程史上的经典失败案例。

塔科马海峡大桥位于美国华盛顿州，它横跨了塔科马海峡，全长2.3公里，桥面高度达到了270米，是美国历史上建造难度最大的桥梁之一。

在当时，塔科马海峡大桥可谓是一项技术奇迹，吸引了全世界的目光。

然而，就在1940年11月7日的清晨，这座被誉为“不可能完成”的工程却在强风中轰然倒塌。

这给全世界都带来了沉重的震撼。

虽然当时并未造成人员伤亡，但桥梁的倒塌导致了巨大的经济损失，这也成为了历史上最具代表性的工程灾难之一。

那么，为什么这座经过精心设计和斥资巨资建造的桥梁会出现这样的问题呢?

事实上，这场灾难并非来自于设计上的缺陷，而是因为设计者忽略了一个重要因素–强风频率。

塔科马海峡地区因气候原因经常受到强风影响，当地居民甚至称之为“狂风走廊”。

设计者们曾考虑过这一点，并采用了特殊的梁材料和结构来抵御强风的影响。

然而，在实际施工中却出现了问题。

由于资金有限，施工方使用了廉价的钢材代替原计划中的特殊材料，并对原有设计进行了一定程度的简化。

结果，这座桥梁的固有频率与当地强风频率非常接近。

当强风吹过桥梁时，桥面开始剧烈晃动，这种现象被称为共振。

而当时的人们却对这种现象视若无睹，并将其当做一种“游乐”来体验。

他们甚至组织了一些活动，吸引游客前来观看和体验这一奇特景象。

然而，当风速达到40英里/小时时，共振效应变得越来越明显。

1940年11月7日凌晨1点左右，一股40英里/小时的强风吹袭，并使桥梁整体产生共振效应。

当时正有两辆卡车行驶在桥上，经过共振区域时两车都被抛离地面。

最终，整座桥梁在短短几分钟内从中间断裂坠入海中，成为世界上首座高空坠桥事故。

起初人们以为是恐怖分子所为，但经过调查发现是因为共振效应导致的桥梁倒塌。

共振效应是指在外力作用下系统达到临界频率时所产生的现象。

它会引起系统内部能量不断积累并最终超过系统承受极限的情况。

在塔科马海峡大桥事件中，由于桥梁的固有频率与强风频率相近，当风力达到40英里/小时时就出现了共振效应。

从而使得桥梁整体开始剧烈晃动，并最终导致倒塌。

尽管这场灾难给人们留下了深刻的教训，但它也推动了结构动力学领域的发展。

瓦伊昂大坝。

它位于意大利北部阿尔卑斯山脚下的特拉帕尼小城，是意大利著名的旅游胜地之一。

大坝建成后不仅仅可以发电供电给周边地区使用，还可以成为一个旅游景点。

然而在1963年10月9日下午两点多钟，一股250米高的巨浪如同天崩地裂般汹涌而至，将下游居民区以及村庄摧毁殆尽。

这场灾难迅速引起了全球范围内的震惊和关注。

瓦伊昂大坝曾经被认为是意大利水电工程中的典范之一。

它建于1959年至1961年间，其中一项重要功能是拦截阿尔卑斯山融化水源以及降雨所形成的雪水用于发电。

然而，在1963年10月9日这一天，由于山体滑坡导致了巨浪形成并摧毁下游村庄。

此次灾难造成了2000多人死亡，成为意大利历史上最惨重的水坝事故之一。

那么为什么瓦伊昂大坝会发生如此巨大的灾难呢?

其实灾难的根源并不在于大坝本身的设计问题，而是因为大坝周围的地质环境和水库蓄水量超出了极限所致。

瓦伊昂大坝最初只拥有一个小型水库作为蓄水池，并且其水库容量只有550万立方米。

当地当局和电力公司决定对大坝进行改造，并增加其高度和水库容量。

他们希朅通过改造后使得水库容量达到5.1亿立方米从而实现多种功能: 除了发电外还可以用于灌溉和供水以及作为旅游景点。

然而，在改造后水库蓄水量增加以及周围山体土壤吸水后形成泥浆。

这些泥浆积累在山体表面并且对周围环境产生了极大压力。

尽管此时已经有工程师发现山体滑坡迹象并提出减缓蓄水速度等措施避免灾难发生。

但电力公司却不予理会甚至不重视这些警告信号。

最终在1963年10月9日下午两点多钟时分2.6亿立方米泥浆倒塌入库并形成250米巨浪。

造成2000多人死亡并摧毁下游居民区以及村庄。

这场灾难不仅让意大利当局和工程界付出惨重代价，并且促使他们反思工程安全和责任问题。

瓦伊昂大坝事件也给我们留下深刻教训: 在进行重大基础设施改造时必须要充分考虑地质环境以及对周边环境可能带来影响。

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