科学家破解桥梁摇晃之谜

人们想在过桥时保持水平，但是足够多的行人会摇晃一座桥。这发生在2000年，当时伦敦的千年桥首次开放。当成千上万的行人穿过泰晤士河时，有序的吊桥在脚下危险地摇晃，迫使它关闭，并导致数百万英镑的维修费用。

美国亚特兰大佐治亚州立大学的Igor Belykh说，钢千年桥的摇摆是由于行人的脚步与桥的自然频率一致。每座桥都有基于其长度、宽度和材料的固有频率。Belykh创造了一个模型，展示了多少人需要穿过一座桥才能使它摇摆。

想象你正在摇摆，并试图通过来回移动身体来提升摇摆。如果你摇得太快或太慢，那么什么都不会起作用。但是以适当的间隔移动你的腿会让你摆动。同样的原则也适用于那些以一定速度在桥上行走的人。如果一群人的脚步与桥的频率相匹配，那么它也会开始摇摆。

过去，人们认为人群越大，震动越大。但是Belykh的模型表明，这不仅仅是一个同步摆动。这是一个数字游戏。一旦人群达到临界质量，他们下面的桥就会震动。

"我们试图准确描述一次过桥的行人的神奇数量。"他说。在达到这个临界阈值之前，桥上的任何震动(如风)都太小，感觉不到。

然而，当适当数量的人同时在一座桥上行走时，摇晃的次数会明显增加。

一旦发生这种情况，人们实际上会采取类似的措施来稳定自己，这将使桥梁更加摇晃。Belykh说人们会调整他们的自然步态来抵消震动，也就是保持直立。

德国马尔堡大学的布鲁诺·埃克哈特说，贝尔克的研究仍然缺少一个关键因素:对人们在桥上行走的实验研究，而不是计算机模拟和数学模型。

“在这些模型最终成为土木工程规范之前，你必须收集每一个桥梁震动事件的证据——详细研究它们发生的时间、桥梁的特征和人数，然后看看这些模型是否有助于做出好的预测。”他说。(晋南)

中国科学新闻(2017-11-15，第二版国际)