2022年飓风伊恩袭击美国佛罗里达州期间,该州中部一座桥梁上的数根铝制灯杆出现倒塌或开裂。值得关注的是,当时的风速并未超过这些灯杆的设计承受极限。近期,佛罗里达大学的一项新研究揭示了导致这些基础设施意外失效的深层原因,相关论文已发表于《工程失效分析》期刊。

佛罗里达大学赫伯特·韦特海姆工程学院的研究团队与佛罗里达州交通部合作,对失效灯杆进行了深入分析。研究发现,结构失效并非单纯由强风或长期疲劳引起,而是制造缺陷、设计上的应力集中以及安装误差等多重因素共同作用的结果。这些因素显著削弱了灯杆在飓风条件下的实际承载能力。
研究主要作者弗拉维娅·达·克鲁兹·加洛表示:“我们研究的是新安装且符合规范的结构,这些结构本不应发生故障。我们发现,故障并非由单一问题造成。故障的发生是因为多个小漏洞同时叠加。” 团队通过CT扫描发现,铝制底座内部存在大量微小气孔,削弱了金属强度,某些情况下气孔占比超过材料总量的8%。同时,现场检查发现了安装不规范问题,如调平螺母不均匀、螺栓未对准等。计算机模拟显示,微小的安装误差在飓风作用下会产生额外应力,使强度已受损的材料超过承受极限。
共同通讯作者詹妮弗·布里奇指出:“设计规范通过安全系数来应对现实变数。本案例中,虽然结构符合关键规范,但材料缺陷和安装问题使其性能超出了预设的安全裕度。” 这项关于基础设施的研究表明,在飓风多发地区,制造差异和安装条件可能影响铝制结构的实际性能。研究人员建议加强制造质量控制、改进安装工艺并进行设计优化,以提升基础设施的可靠性,更好地保障公共安全。
更多信息:作者:Flavia da Cruz Gallo等人,标题:《灾难性飓风过后铸铝 A356-T6 灯杆底座的失效分析:微观结构、力学和断口分析》,发表于:《工程失效分析》(2026)。














