Волгоградский мост

[Zed]

Научно-популярная статья на тему. Наука и Жизнь, №5, 2009 г. Ровно год назад! Привожу только небольшой фрагмент, там букаф намного больше.

Эолова арфа, самолёты и мосты

Дорожка Кaрмана, или что погубило Такомский мост

Плохое обтекание может привести ещё к одному виду неустойчивости — срывному флаттеру. На самолётах он встречается редко, ведь при проектировании именно качеству обтекания уделяют максимальное внимание. Но если самолёт попадает в условия обледенения, то поверхность крыла, в частности его передняя кромка, покрывается ледяной коркой произвольной формы. Характер обтекания резко ухудшается, и за крылом может формироваться периодическая система вихрей — дорожка Кармана*, которая вызывает колебания крыла.

При плохом обтекании за объектом (в данном случае круговым цилиндром) периодически сходят вихри, образующие так называемую дорожку Кaрмана. Если частота схода вихрей совпадает с собственной частотой объекта, возникают незатухающие колебания, или срывной флаттер

Для предотвращения срывного флаттера на самолётах устанавливают противообледенительные системы. А на проводах линий электропередач, на тросах вантовых мостов таких систем нет, поэтому при определённой силе ветра могут возникнуть сильные колебания. Именно периодичность вихрей в дорожке Кармана создаёт условия для вибрации проводов и тросов. Если частота схода вихрей совпадает с собственной частотой конструкции, в ней, как в эоловой арфе, возникают незатухающие колебания.

В 1940 году в США из-за срывного флаттера разрушился мост через пролив Такома. (Отретушированное фото случайного очевидца)

Считается, что разрушение моста через пролив Такома в США было обусловлено срывным флаттером. Этот мост представлял собой подвесную конструкцию с центральным пролётом длиной 853,5 м и шириной 11,9 м. Вертикальные колебания значительной амплитуды впервые были замечены ещё при строительстве висячей проезжей части. В ноябре 1940 года, спустя четыре месяца после открытия моста, при скорости ветра 18,8 м/с центральный пролёт внезапно стал совершать крутильные колебания. Амплитуда колебаний становилась всё сильнее, и спустя полчаса произошло разрушение.

Когда мост восстанавливали, то учли полученный урок и провели всеобъемлющие исследования конструкции на аэроупругость. В результате вместо балок установили сквозные фермы, легко продуваемые потоком, и навсегда избавили сооружение от опасных колебаний.

Целиком статья тут