Мост Такома-Нэрроуз (1940)
-
История моста Такома-Нэрроуз
- Мост был построен в 1940 году и был первым подвесным мостом в этом месте в США.
- Мост соединял Такому и полуостров Китсап через пролив Пьюджет-Саунд.
- Движение по мосту было открыто 1 июля 1940 года, а 7 ноября того же года мост обрушился.
-
Причины обрушения
- Мост обрушился из-за сильного ветра, вызвавшего аэроупругое трепетание.
- Амплитуда колебаний увеличивалась, что привело к разрушению моста.
- Обрушение привело к гибели кокер-спаниеля и травмам людей.
-
Проектирование и строительство
- Строительство началось в 1938 году и заняло 19 месяцев.
- Мост был третьим по длине подвесным мостом в мире.
- Мост был спроектирован с двумя полосами движения и шириной 39 футов.
-
Проблемы и меры по их решению
- Мост испытывал значительные вертикальные колебания, что привело к его прозванию «Скачущая Герти».
- Были использованы различные меры для уменьшения колебаний, но они оказались неэффективными.
- Мост был оснащен гидравлическими буферами, но они не сработали из-за повреждения уплотнений.
-
Научные последствия
- Обрушение моста стало примером элементарного вынужденного механического резонанса.
- Исследования в области аэродинамики мостов были стимулированы этим событием.
- Мост Такома-Нэрроуз оказал длительное воздействие на науку и инженерное дело.
-
Обрушение моста Такома-Нэрроуз
- Мост обрушился 28 ноября 1940 года, погибли два человека.
- Грузовик и автомобиль потеряли управление, люди вышли из машин.
- Коутсворт получил компенсацию за автомобиль и собаку.
-
Съемка и распространение
- Обрушение было снято на пленку, фильм распространялся по всему миру.
- В 1998 году фильм был выбран Библиотекой Конгресса для сохранения.
- В 2019 году появилась новая пленка, снятая инженером Артуром Личем.
-
Расследование и причины
- Теодор фон Карман расследовал крушение, выявил хищение страховых взносов.
- Мост был застрахован, но не все полисы были выплачены.
- Комиссия Федерального агентства по труду изучила причины обрушения.
-
Причины обрушения
- Мост был построен с использованием новых технологий, что вызвало вибрацию.
- Вибрация усилилась при сильном ветре, что привело к разрушению.
- Вибрация была вызвана аэроупругим трепетанием, что превысило прочность тросов.
-
Гипотеза резонанса
- В учебниках физики неверно объясняется, что причиной был резонанс.
- Резонанс возникает на собственных частотах системы, что не соответствует действительности.
- Анализ вибрации требует анализа собственных значений и основных режимов системы.
-
Резонанс и вихри
- Каждая структура имеет собственные частоты, для резонанса необходима периодичность силы возбуждения.
- Вихри, создаваемые выпуклыми телами в потоке жидкости, могут вызывать вибрацию.
- Частота вихрей называется частотой Струхаля и зависит от скорости потока и формы тела.
-
Обрушение моста Такома-Нэрроуз
- Мост Такома-Нэрроуз обрушился в 1940 году из-за сильных ветров.
- Вибрация, вызванная вихрями, не была причиной обрушения.
- Частота разрушительного режима не соответствовала частоте вихрей.
-
Альтернативные объяснения
- Ли Эдсон утверждал, что причиной обрушения была улица Кармана вортекс.
- Федеральное управление строительных работ не нашло доказательств резонанса.
- Физики указали на усиление крутильных колебаний, вызванное ветром.
-
Гидродинамика и конструкция мостов
- Гидродинамика создает крупномасштабные вихри над и под мостом.
- Современные мосты строятся жесткими и с механизмами гашения колебаний.
- Дискуссия о резонансе вызвана отсутствием точного определения.
-
Погодные условия и последствия
- Сильные ветры в 1940 году привели к снежной буре в День перемирия.
- Мост Такома-Нарроуз был демонтирован и восстановлен в 1950 году.
- Подводные остатки моста занесены в Национальный реестр исторических мест.
-
Уроки истории
- Строительство мостов требует тщательного анализа и испытаний.
- После инцидента инженеры стали включать аэродинамику в проекты.
- Мост Бронкс–Уайтстоун был укреплен после обрушения моста Такома-Нэрроуз.
-
История моста Такома-Нэрроуз
- В 2003 году фермы жесткости были демонтированы и установлены аэродинамические обтекатели.
- Подвесные мосты вернулись к более глубокой и тяжелой конструкции ферм.
- В 1960-х годах были разработаны коробчатые балочные мосты с аэродинамической формой.
-
Строительство моста
- Из-за нехватки материалов и рабочей силы строительство нового моста заняло 10 лет.
- Новый мост был открыт 14 октября 1950 года и имеет длину 5979 футов.
- Новый мост имеет больше полос движения и обочины.
-
Перегрузка и строительство второго моста
- Полвека спустя новый мост превысил пропускную способность.
- Для движения в восточном направлении был построен второй параллельный мост.
- Подвесной мост 1950 года был переконфигурирован для движения только в западном направлении.
- Новый параллельный мост был открыт в июле 2007 года.
-
Другие инженерные катастрофы
- Мост через Жемчужную реку Хьюмен сильно трясло до введения ограничений по весу.
- Мост Миллениум в Лондоне обрушился из-за технической ошибки.
- Серебряный мост обрушился в 1967 году на границе Западной Вирджинии и Огайо.
- Волгоградский мост в России испытывал проблемы с ветром.
- Мост Кутай Картанегара обрушился в Индонезии.