Когато преминавате през един мост на път за работа, едва ли си мислите за него като нещо повече от красива структура. Но те са много повече от това. Мостовете са важни инфраструктурни връзки, които осигуряват премостването на реки, дефилета и други препятствия. Догато преминавате през мащабни конструкции като тях със светла височина десетки метри над здравата основа, едва ли се замисляте за всички случаи на паднали гиганти.

Разрушението на надлез в Италия(Снимка: ©https://wtop.com)

Мостове се изграждат от дълбока древност. При проектирането им е необходимо да се вземат редица фактори – геологията, обема на трафика, премостваното разстояние, материалите и конструктивната схема. Причините за аварирали съоръжения могат да бъдат много – грешки при монтажа, изчисленията, недостатъци на детайлирането или лошата поддръжка. От друга страна, мостовете могат да аварират и по време на природни бедствия.

Земетресенията могат да причинят не само големи икономически загуби, разрушения на сгради и съоръжения, но и загуба на човешки животи. Авариралите мостове са най-ясният признак колко опустошително е бедствието.

Земетресението „Лома Приета” – 1989г.

На 17 октомври 1989г. в 17:04 местно време земетресението Loma Prieta с магнитут 6,9 и максимален моментен магнитут 7,1 на повърхностните вълни разтърсва районите на Сан Франсиско и Монтерей Бей. Епицентърът е в близост до връх Лома Приета в планината Санта Круз. Средната продължителност е отчетена около 15 секунди, като в скалистите местности е по-малка. Причината за възникването на земетресението е приплъзването на Тихоокеанската и Северноамериканската плоча до височина от 2 метра по общата им граница. Разломът започва от дълбочина от 18км и с дължина 35 километра, но няма повърхностно разрушение на земната кора. Земетресението причинява щети на стойност над 12 билиона, отнема 64 човешки живота и е причина за срутването на два моста.

Разрушенията от земетресението „Лома Приета“ (Снимка: ©https://www.sfgate.com)

Срутването на виадукта „Cypress Street“ -1989г.

През 1949г. започва изграждането на нова магистрала, обслужваща Оукланд, Калифорния. Частта от нея, свързваща I-880 с I-80, е известна като виадукта  „Cypress Street“ . Той е с дължина от 2 километра и е проектиран  на две нива за да улесни трафика по местните улици. Конструкцията му е стоманобетонна и заменя стария едноетажен виадукт. Отворен е за движение на 11 юни 1957г. Според разкази на очевидци, по време на земетресението цялата конструкция на виадукта е започнала да се движи неконтролируемо. Една от причините е слабата почва, на която е построен. Тя служи за увеличаване на амплитудата на вибрациите до пет пъти в сравнение с останалата част от магистралата, разположена на скална основа. Установено е, че честотата на сеизмичните вълни съвпада с естествената честота на части от конструкцията. Връзката на колоните от различните нива не е здрава и това прави бетона податлив на вибрации. Няколко аспекта водят до разрушението на конструкцията – неправилно разполагане на напречната армировка, слабите почвени условия и лошата връзка на колоните. Друг основен фактор са ниските сеизмични натоварвания на действащите норми по време на изграждането.

На мястото на виадукта е изграден нов след внимателно изследване на конструкцията на земетръсно въздействие.

Срутването на виадукта „Cypress Street“ -1989г. (Снимка: ©https://commons.wikimedia.org)

Огънят също може да е причина за срутването на мостовете. Това се е случвало особено когато съоръженията са проектирани с дървена конструкция. Железопътните мостовете също са податливи на огнево въздействие. При движението на стоманените колела на влака по релсите може да се образуват искри, които да са причина за авария на част от съоръжението или пълното му разрушение.

Срутването на железопътен мост в Тексас

Дървеният железопътен мост с дължина 275м над река Колорадо, между Сан Саба и Ломета, се разрушава заради огневото въздействие. Кадрите на срутването може да видите във видеото:

 

Не само дървени конструкции са жертви на огъня. През 2017г. в Атланта стоманобетонен мост се срутва под действие на силен пожар. През 2009г. в Мичиган камион, превозващ газ, се преобръща. Пожарът причинява сериозни щети и разрушението на конструкцията. Подобен е и примерът в Калифорния през 2007г.

Разрушението на моста в Атланта – 2017г. (Снимка: ©https://archinect.com)

 

Вeтрово въздействие

Срутването на моста „Такома Нароус“ – 1940г.

Мостът, наричан „Галопиращата Герти“, е открит на 1 юни 1940г. и бил най-дългият висящ мост в света по дължината на главния отвор 853m  между Златната порта и Джордж Вашингтон. Проектиран е с иновативни подходи с акцент върху елегантността  с изключително ниски разходи на стойност 6,4 милиона долара. След въвеждането му в експлоатация се забелязва ефект, неотчетен при проектирането му. За изграждането му се използва нов аеродинамичен принцип от Австрия – „теория на деформацията“. Той отчита тласкането на моста само настрани, но не и нагоре и надолу. Фарюрсън е нает да намери решение за поведението на конструкцията при ветрово въздействие. Той и учениците му изготвят модел и го тестват в аеродинамични тунели. Те инсталират амортисьори и изрязват дупки по стените му, за да направят моста по-аеродинамичен.

Изследванията потвърждават, че мостът е уязвим към вибрации, причинени от вятъра (Снимка: ©https://www.linkedin.com)

На 7 ноември 1940 г. съоръжението се срутва при ветрове със скорост от 64 км/ч.  Причината за разрушението е флатер ефекта. Мостът има относително малка усуквателна коравина заради голямата стройност – дължина към широчина 72:1. Около 11:00 часа на 7 ноември бетоновата плоча се срутва, а след няколко минути и 180м от моста  се разрушават. Пилоните на моста са изработени от здрава стомана, но това се оказва несъвместимо с индуцираните от ветровото въздействие резонансни честоти и произволни вибрации и се разрушава. При инцидента живота си загубва само едно куче. Разрушението на конструкцията може да видите тук:

 

Мостът е построен отново и на 14 октомври 1950г. е въведен в експлоатация.

 

Разликите между новия и стария мост (Снимка: ©https://www.linkedin.com)

При проектирането на мостове се използват строги нормативи, високи изисквания при монтаж и експлоатация. Съоръженията се изчисляват и за особени въздействия – за удари на камиони, кораби, коли в конструкцията. Проектирането включва сеизмично и ветрово проектиране.

Примерите за паднали гиганти ни напомнят колко отговорни трябва да бъдем към изчисленията, монтажа и експлоатацията на конструкциите.

 

Остави коментар с Facebook

Заредете още от Траяна Цветкова
Load More In Конструкции

One Comment

  1. […] монтаж, експлоатация и под безпощадното действие на природните стихии. Но това не са изолирани случаи, забравени в миналото. […]

    Reply

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *

Виж още

Ново начало – Академия Лидерите Сезон 3

Мечтали ли сте си да бъдете в стая с млади, амбициозни, уверени специалисти? На 9 октомври…