部队过桥时为什么不能齐步走 士兵过桥为什么不能正步走

网友提问：

为什么部队过桥不能踢正步或走齐步？

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为什么部队过桥不能踢正步或走齐步？

部队过桥踢正步或走齐步的历史教训

先来看一下历史上部队过桥因踢正步或者齐走步引发桥梁倒塌的事件。一则发生在18世纪法国里昂，一支部队经过一座长102米的桥梁，由于部队士兵齐走步，致命桥梁倒塌，226人死亡。另一则发生在20世纪初的俄国对彼德堡，一支部队经过丰坦卡大桥时，也因走正步致命桥梁倒塌，全部士兵落入河中非死既伤。这种现象之后在美国等一些国家也出现过。事后经过调查，原来是士兵走正步时的频率与桥梁本身的固有频率相同，引发了桥梁的共振现象。

一个物体结构的固有频率和影响因素

固有频率：现代桥梁的结构设计 ，一般都是由混凝土和钢筋等材料构成，如果将其简化为一个截面直梁的话，这个结构系统会随着外界的输入力（也叫激励力）产生一定的运动，然后按照一定的频率发生周期性位移，产生震动现象，而这个频率称之为该系统的固有频率。当一个物体其结构固定下来之后，其发生固有频率下的震动，只与自身结构有关，而与外界的刺激无关。

影响固有频率数值的因素：影响一个结构系统固有频率的主要参数有两个，即该结构的质量和刚度分布情况，质量越大，固有频率越低；刚度越强，固有频率越高。固有频率是一个结构系统本身所具有的内在属性，无论外界有无输入力、输入力多少，都不会改变该物体结构的固有频率。

也就是说，一个结构系统在外界输入力的作用下，物体会因结构性的原因作自由震动，通常情况下这个自由震动的位移大小是按正弦规律变化的，在物理学中称之为简谐振动。一个结构系统做简谐振动，其振动周期和频率与输入力的原始条件没有关系，而振动引发的位移与输入力的原始条件有关。

共振现象

通过刚才的分析，一个物体结构在做简谐振动时，由振动引发的位移即振幅的大小，与输入力的原始条件有关，这个原始条件就是输入力的周期性。如果物体本身的固有频率与外界输入频率相差很大，那么这个物体作简谐振动时，就会将这个频率下的影响力加以冲抵或者抵消。当外界输入力的频率与该物体结构的固有频率相近时，这个物体结构将会发生最大程度的位移，引发共振现象。

共振产生时，外界输入性力对该系统进行的能量输入与物体阻尼效率引起的能量消耗呈现平衡的状态，从而推动该物体结构一直在最大振动位移处震荡，能够引起系统机械结构的变形和动应力的能量积聚，严重时会对系统稳定性产生破坏。

桥梁的固有频率与人走步的频率

经过科学测算，在18－20世纪建造的桥梁，在当时使用材料和建造工艺的条件下，其固有频率大约在2-3Hz之间，也就是震荡周期在0.3秒-0.5秒之间。人体行走时，正常情况下的速度为1米/秒，每步所走的距离为0.6米左右，可以计算出人正常行走时的频率为1.6Hz左右，步伐周期为0.6秒。

而当部队士兵作踢正步或者走齐步时，其速度没有日常行走时速度快，步伐的频率会有所下降，表现在频率数值上就会增加，经过测算，部队士兵作踢正步或者走齐步的周期大约在0.4秒左右，换算成频率为2.5Hz，正好处于桥梁固有频率附近，也就是说刚好处于桥梁固有结构的共振带内，引发桥梁共振和大幅振动位移就理所当然了。

避免桥梁产生破坏性共振的解决方案

当桥梁与外界输入性能量产生共振之后，对于桥梁的稳定性造成极大的冲击，因此，在现代桥梁建造过程中，会尽可能地改进建造工艺、有针对地选择相应建筑材料，来提高桥梁的固有频率，从而最大程度地减少与桥梁产生密切关系的输入力频率相近的可能性。所采取的主要措施有：

1、在建造时在桥梁中设立减振器，干扰共振波的产生。

2、桥梁路基采用分层、分段设计，产生足够的摩擦力改变共振波的频率。

3、在桥梁支撑处设计弹性支座，在底部地基上设计柔性垫层，避免输入性能量的积聚。等等。

那么，为了避免部队过桥步伐频率与桥梁共有频率相近，现在国际上通常采用的办法也做了调整，不再进行踢正步或者走齐步的要求，而是以走便步的形式进行，而且对于整齐划一性也不做规定，也就不会与桥梁产生共振了。

其他网友回答

因为桥梁结构易于发生振动，当军队在桥梁上齐步走时，军队步伐一致，会造成一致且很大的振动能量，当步伐频率与桥梁振动频率相同时就发生共振，军队踏桥的能量转移为大桥的振动，并进行积累和叠加，使得大桥剧烈震荡而坍塌。

因此，在过桥的时候必须步伐散乱。

其他网友回答

因为产生共振，会超过桥梁的承受能力，会引起桥梁断裂，这在历史上是有真实事件的