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 比萨斜塔   也正是这一重大的失误，让这栋建筑反而成了当地的一道特色。刚完工便迎来了长达600年的矫正期，全世界的专家都建言献策，奈何结果要不没有效果，要不倾斜更加严重。 三天三夜的千禧桥
1999 年为了迎接新世纪的到来，伦敦政府修建了这座千禧桥，共花费了 2400 万美元（约 1.7 亿元人民币）。千禧桥从北岸直通南岸的「泰特」（TATE）现代艺术馆门口，整个桥身只有离两岸不远的一对「丫」字形的空心金属桥墩支撑着，像一个人张开双臂在欢迎往来的游客。 2000 年 6 月 10 日，千禧桥正式开放，它的崇拜者纷纷赶来一睹千禧桥的风采，这时候意想不到的事情发生了。众人的脚步使整座桥体开始剧烈的摇晃，南跨大幅侧摆，北跨小幅侧摆。基本上可以肯定是人群行走会给桥一个侧向的激励。 经实测显示桥的阻尼比为0.6~0.8%，计算中假定的是0.5%，计算取值是保守的。关于阻尼，小i其实一直有点疑惑的，就是阻尼来源于哪里？对于钢结构如果处于弹性的工作状态，其实材料本身是没有阻尼的。小i觉得钢结构阻尼应该是来源于附属设施（隔墙之类的）、节点之间的错动、空气。所以规范规定的2%~4%钢结构阻尼比，应该是适用于多高层建筑。千禧桥没有附属结构，桥面板也滑动连接，所以阻尼只有0.7%左右。另外，自振频率实测与计算的差距也在10%以内。 后来伦敦政府又花费了 600 万美元（约 4300 万元人民币）对它进行重新减振措施改造。水平减振主要是在V形支撑之间设置，每隔16m有一个。除了板底，中间的柱子和桥面板和拉索之间也是设置阻尼器的好地方。这些阻尼器不仅提供侧向的阻尼，还提供竖向和扭转的阻尼。
在南跨分叉的两个桥面下，各放置了一对阻尼器，用于提高南跨的水平和扭转阻尼。
为了达到20%阻尼的目标，在中跨还增加了4套水平质量调谐阻尼器。另外，一旦水平振动控制住了，人们可能会对竖向荷载敏感。毕竟竖向的自振频率也只有0.5HZ。所以，也是采用增加阻尼的方法，一共采用了26组竖向TMD阻尼器，分别安装在三个桥跨中。竖向TMD安装在楼板下主梁上。 这个项目推动了英国桥梁标准的修订，并且最终在土木工程行业引起了大家对人行侧向激励的重视。 双牌断桥，设计师入狱 
1958年11月，湖南省第二大水利枢纽工程双牌水库破土动工。双牌断桥就是为了缓解农作物旱情建造的渡槽。对，你没看错，双牌断桥其实就是一座供水通过的渡槽。双牌水库由于上游的水资源丰富，蓄水量也很大，永州人民就决定开两条水渠分别通向祁阳和零陵做抗旱用。其中一条渠道渠道通向零陵，可以惠及零陵、珠山、甚至东安的干旱地区。当时的工程是分成两部分的，即零陵这边的渠道和双牌水库下来的渠道，分成两个工程。 然而水库建成以后，两个工程对接时出现了意外，双牌这边的水渠竟然比水库下来的渠道高出很多，渠水经过当时还不是双牌县城的一处大型渡槽，下游竟然比上游高出了许多，落差不够，水库过来的水，只能在渡槽中停滞返流。后来一查发现是设计的失误，这样大的一个工程，就这样白白浪费了，设计师因此锒铛入狱…后来人们决定，把双牌断桥方向的渡槽炸掉，把这些石料用作其他用途…有人不忍回忆那一段辛酸的日子，也觉得立于城中有碍观瞻，建议将其彻底炸掉。更多的人认为，这是一段历史的见证，不妨把它保留下来，警钟长鸣，以示后人。如今，断桥的旁边竖有一座小石碑，用简洁的文字说明了断桥的来历。
原有五拱，在20世纪70年代修建永水河道时爆破取石后，现存两拱。 卡尔加里和平桥设计师被罚11.5万加元 世界上最著名的建筑师之一，卡尔加里和平桥（ Calgary's Peace Bridge）的设计者，因在设计一座意大利的桥时疏忽大意而被罚款，他的失误导致桥的玻璃面板存在很大的问题。 03:11 卡尔加里和平桥被评为“世界桥梁工程奇迹”，其重要原因是其超高难度。当时卡尔加里市政厅有个特殊要求，就是绝对不能在弓河里打桩，而且不能用高杆挡住附近的Eau Claire停机坪。这种近似变态的要求几乎扼杀了所有的支撑可能！后来的著名的西班牙籍建筑大师Santiago Calatrava和他的团队巧妙地设计了一座网状的管型结构，解决了这一难题。但瑜不掩瑕，卡尔加里和平桥玻璃面板和灯具因设计问题损坏，让卡尔加里政府花了不少钱。 设计严重失误 自2012年建成以来，这座耗资2450万加元的和平大桥已经花费了近30万加元更换玻璃面板(被破坏者破坏和热膨胀)，甚至不得不采购专门的设备制作安装新的玻璃面板——由于其独特的形状。 2016年，Calgary Herald报道称，这座城市花了70万加元，更换了300个无法承受卡尔加里寒冷天气的灯具。 塔科马海峡吊桥 位于美国华盛顿州的塔科马海峡吊桥，它算是现代桥梁失败案例中最具代表性的例子，吊桥是当时世界排名第三的悬索桥，紧随乔治华盛顿大桥和金门大桥之后。建造成本为 800 万美元（约 5700 万人民币）。
吊桥于 1940 年 7 月 1 日通车，但每当起风时，桥梁在共振频率的驱动下会产生不可控的振荡和扭转，仅仅过了四个月，这座 200 米长的桥从中部断开，倒塌了。
其实在施工过程中就发生过摆动，时不时的振动使修桥工人感到晕眩。这是因为当时在以经济为大前提下为了降低造价，将桥面宽度从 7.6 米 减到了 2.4 米，选择了廉价的大梁有关。 桥竣工通车后，摇摆得更加厉害，在某些有风的日子里，桥身上下振动的幅度竟达 1.5 米，像是在跳舞一般，也因此注定了吊桥的命运！这座美国当时的第三大铁索桥，被称为“工程界的珍珠港”的塔克马海峡大桥，就这样被风摧毁了。但是，大桥的坍塌，也引发了全世界对风振问题的研究，促成了桥梁风工程等新学科的建立，也激励着一代代工程师吸取教训，总结经验，推动全球造桥技术不断发展！
10亿美金休斯敦航道大桥10亿美金休斯敦航道大桥，设计竟有21处失误？ 休斯敦航道大桥采用的是斜拉桥形式，跨越航道的主跨由设置在南北两岸的两个桥塔通过拉索吊起。斜拉桥可以实现更大的桥梁跨度，无须在航道内设置桥墩，相当于从另一个角度拓宽了航道的使用范围。 ▲新大桥效果图 新大桥主跨长达402m，比旧桥的主跨（213m）长了足足将近200m。 ▲新大桥的尺寸 为了承受如此长的跨度，两岸的桥塔高度也相应到达了157m。 ▲桥塔的高度 ▲桥塔与斜拉索的连接 每个桥台均由48根（6x8）直径2.4m的桩进行支撑。这些桩深入地层达70m。 ▲桥台由长达70m的基础桩支承 从效果图来看，新大桥相比旧桥拥有更佳的观感。为了建造这座富有艺术性的大桥，工程总造价来到了10亿美金。 自2018年工程正式开工以来，新大桥已陆续施工了两边的引桥，两个高桥塔也继续往设计高度爬升。 ▲引桥的施工 ▲桥塔桩基的施工 ▲桥塔已初现雏形 就在工程干得如火如荼时，2019年8月，整项工程却被紧急叫停。 全面审查 这一切均起因于2018年3月发生在迈阿密的人行天桥倒塌事故。当时，施工中的天桥整体塌下，最终造成6人死亡。 很不幸，迈阿密人行天桥的设计方正是FIGG。美国国家运输安全委员会（NTSB）对事故进行深入调查后，认为FIGG在设计中的计算错误是导致人行天桥倒塌的主要原因之一。 此结论对FIGG产生了重大影响，直接导致了得克萨斯州和印第安纳州的政府和开发商对州内所有FIGG涉及的项目进行更仔细地审查。 其中，新休斯敦航道大桥也成为了被重点审查的项目之一。政府聘用了丹麦科威公司（COWI）担任审查顾问，负责全面审查新大桥的设计资料和施工方案。COWI是一家著名的国际工程顾问集团，参与了世界范围内多项重大桥梁工程。值得一提的是，COWI当年也是港珠澳大桥的设计顾问之一。 2020年3月，在新大桥工程被紧急叫停约半年后，COWI向大桥管理局提交了一份独立审查报告。 报告中除了包含大量的分析与计算，还有一句掀起轩然大波的话： “发现了21处地方需重点关切。（identifies twenty-one areas of significant concern.）” 21个设计失误 报告中的这句话虽然说得很含蓄，但在看了这21点结论后，无论是政府部门还是媒体都立即将其解读为“设计失误”（design flaws）。这21点结论为： 计算参数 1. 设计中假定的桩荷载-位移关系不当，显著影响桩和桩帽的计算荷载。 2. 桥塔基础沉降和倾斜的计算值明显低于用于施工分析的值。 荷载 3. 用于正常使用阶段设计的风荷载不可靠。根据审查结果，发现应对正常使用阶段风荷载根据工况不同进行调整。 4. 用于施工阶段设计的风荷载不可靠。根据审查结果，发现应对施工阶段风荷载根据工况不同进行调整。 5.在北桥塔施工阶段的分析中，没有考虑结构上的交通荷载。 基础 6. 基础桩的岩土承载力不符合项目要求。 7. 桥塔基础桩帽的结构承载力不符合项目要求。 桥塔下部结构 8. 桥塔支腿弯曲区域承载力不达标。 9. 桥塔支腿交叉点区域布置不满足规范要求。 10. 桥塔支腿与桥面板的相交处需要进一步加强。 11. 桥塔支腿开洞区域的承载力不达标。 12. 桥塔支腿过渡区域的钢筋布置不符合要求。 13. 桥塔支腿顶部区域的钢筋布置不符合要求。 桥塔上部结构 14. 边梁的抗剪配筋布置不符合项目要求。 15. 斜拉索节段的承载能力。（此部分正在重新设计，故审查中并没有进行复核） 16. 拉索的抗滑性能不满足要求。 施工相关 17. 承建商提供的施工风荷载已被替代。 18. 承建商提供的沉降数据可能不准确。 19. 承建商提供的拉索抗滑验算不符合项目要求。 20. 在承建商的分析中，需要考虑建设北岸桥面时，南岸桥面上的交通荷载。 21. 桥梁节段的吊装需要进行局部应力和强度验算。 虽然说根据结论，设计单位与承建商都有做得不到位的地方，但最关键的失误为第4点与第6点，这两点都与FIGG的设计分析息息相关。 关键失误一： 未考虑最不利工况 在斜拉桥的施工中，典型的施工顺序大致如下： 1.施工桥塔结构 2.桥塔完成后，开始拼装桥梁节段 3.节段往前延伸，拉索吊起桥梁 4.最终在中部合龙 显而易见，斜拉桥在承受侧向风荷载时，最不利的工况应该是梁体在中部合龙前。此时，由两边桥塔往前延伸的桥梁可以看作一根巨型的悬臂梁，侧向无任何有效支撑。 然而，FIGG在对施工阶段进行风荷载分析时，并没有考虑这些临时工况下桥体的动力特性差异，而是认为桥梁在施工阶段拥有固定的动力特性。 这种做法，可能会导致桥梁在施工至最不利工况时，出现预料之外的变形或失稳。 关键失误二： 未考虑群桩效应 在桩基础设计中，根据桩受力特性的差异，主要可分为两种类型：端承桩与摩擦桩。 ▲端承桩与摩擦桩 端承桩一般桩端坐落在岩石或坚硬的地层中，当上部传来压力时，主要由桩端区域提供反力。以下的图片可以直观地看到这种力学响应特点。 ▲端承桩的受力特性与端承桩不同，摩擦桩的桩端下部并没有坚硬的地层，因此主要由桩侧与土层之间的摩擦力提供反力。当然，摩擦桩的桩端也会提供部分反力，但它的贡献度不像端承桩那样占据主导地位。以下为摩擦桩的受力特性，反力由桩周一定范围内的土层提供。 ▲摩擦桩的受力特性 新大桥桥塔处的桩基正是属于摩擦桩类型。休斯敦所在地区的地表以下，沉积有深厚的土层，要到大概2000英尺（约600米）深度才触及岩层。这种情况下，采用端承桩是不现实的。 ▲休斯敦地区深厚的土层 在600m以上，绝大部分都是由一种被归类为Beaumont Formation的粘性土所构成。 虽然桥塔的桩基深达70m，但主要仍是被粘性土所包围。 摩擦桩有一项很鲜明的特点，当一群桩聚在一起受力时，每根桩的受力并不是均等的，而是根据桩位置的不同有所差异。这个特点被称为「群桩效应」（Group Piles Effects）。 在群桩中，如果两根桩之间的间距过近，或者上部传来的荷载很大，两根桩往土层传播应力的区域可能会出现重叠。如果有四根桩，那四根桩的中心点区域甚至会出现四次的应力重叠现象。 ▲桩间应力的重叠现象 桩间土层的承载力是有限的。当应力重叠过多时，土层并不会提供相应的承载力，因为它的承载力已经达到了一个极限点。也许单根桩时能承受500吨的压力，但四根桩加一起时，承载力却达不到4倍的2000吨。 假设桩群中每根桩的长度和直径一样，一般是角桩的承载力>边桩>中间桩。下图可以很直观地说明这个问题。 ▲桩群中的受力特性差异 在FIGG设计的桩基础中，每根桩的受力都被认为是均等的，并没有考虑群桩效应的影响。根据COWI的重新检算，桩基础中角桩和边桩的受力会比中间桩更高，这与群桩效应理论是一致的。 如果按照FIGG原来的分析结果设计，部分基础桩甚至会出现承载力不足的现象。这将导致一个十分严重的后果：基础不牢，地动山摇。 多米诺效应 FIGG被炒掉，COWI将接手新大桥项目进行变更设计。 新方案将增加约4亿美金的造价，其中包括部分已建桥梁的拆除费用。最终总费用比原来上涨了40%。 FIGG受迈阿密人行天桥和此事的影响，在2020年7月被联邦公路管理局处罚，在9年内「禁止」承接任何联邦政府的项目。 烧烤之光对讲机大楼 位于伦敦芬乔奇街，形似对讲机的金融城地标之一的摩天大楼。建筑面积达10万平方米，共37层，斥资2亿英镑，造型设计感十足。 大楼前的广场每天约有两个小时承受烧烤之光的照射，最高温度可达70摄氏度，致使很多对面街道的商铺出现瓷砖破裂、地毯烧焦、停靠路边车辆照融化的现象。甚至还有人们带上工具前去煎蛋的盛景。 “忘”装电梯的摩天大楼 位于西班牙的Intempo大楼，共计47层，大楼高200米，号称欧洲最高的住宅楼。然而，它出名的原因不是因为高，而是这样的摩天大楼竟然是没有电梯的。 工程最初是由加利西亚银行出资建造的，原计划打算是建造20层的豪华公寓。工程建至2008年全球金融危机爆发，原开发商破产，项目搁置。直到新的出资方接手，建造经费却大打折扣，同时原计划的20层也增至47层，但依然使用着原来20层的电梯设计和预留空间。当工程即将完工时，建筑方才发现大楼内没有足够的空间来安装电梯。而直至今日，据说整栋楼也只售出了94间房。 来源：筑龙路桥设计、土木与交通大课堂 |
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