大桥异常振动背后的科学解释是什么？
由于悬索桥跨度大，会带来一些空气动力学问题。当强风吹过悬索桥时，桥面可能会出现波浪式的晃动，会让路过桥边的人感到很不舒服。严重的话，桥可能会被震塌。
那么，为什么悬索桥会出现异常抖动呢？
根据物理学原理，任何物理结构都有固有频率。如果强迫振动的频率接近物理结构的固有频率，就会引起共振。如果振幅足够大，结构将会被破坏。
19世纪，当一群法国士兵迈着相当均匀的步伐走过一座长100米的桥梁时，桥梁的固有频率与急行军产生的频率重合，导致桥梁不断晃动，进而产生共振。当士兵们走到桥中央时，剧烈的共振导致桥梁坍塌，数百人落水身亡。
除了步伐整齐之外，吹过桥梁的强风也会造成桥梁的晃动，并可能引起剧烈的共振，这就涉及到卡门涡街效应。
当强风吹过桥面时，会在桥面的上下两侧产生两个漩涡，两个漩涡旋转方向相反，相互交叉。这会在桥面上产生周期性的作用力，导致桥面的晃动。这就是卡门涡街效应，是现代航天技术之父冯创造的。卡门首先阐述了原理。
如果卡门涡街效应很强，桥面的振动幅度会增大，最终达到桥梁的固有频率。这样一来就会产生共振，桥梁就会剧烈振动，导致桥梁垮塌，这在现实中已经发生过。
1940年，横跨塔科马海峡的塔科马海峡悬索桥建成通车。然而，仅仅过了几个星期，桥面就开始出现异常晃动。经过几个月的摇摆，塔科马海峡大桥的桥面终于扭曲断裂，大桥倒塌了。
根据Taco马海峡大桥模型的风洞试验，桥梁倒塌的原因是卡门涡街效应引起的强烈共振现象。塔科马海峡大桥的桥面不够厚，这使得它无法承受强风引起的卡门涡流效应。最后，时速65公里的大风吹倒了大桥。
从那以后，人们意识到，在建桥之前，应该对模型进行严格的风洞试验。而且要在桥上设计一些气孔，破坏卡门涡街效应。10年后，经过严格的模拟试验建成了新塔科马海峡大桥，现在仍在正常通行。
现代桥梁设计会考虑卡门涡街效应，未来基本不可能出现类似塔科马海峡吊桥的坍塌现象。
但在设计允许范围内，桥面有时会上下波动，这是正常的涡激振动现象。究其原因，可能是桥面横截面的变化造成的，比如放置了水马围挡。只要振动幅度不大，不超过设计范围，桥就没事。