Que se passe à un pont quand il est le cisaillement du vent?

February 24

Que se passe à un pont quand il est le cisaillement du vent?


En Novembre 1940, une forte brise ramené des milliers de tonnes de béton et d'acier. Le pont de Tacoma Narrows, couvrant une partie de Puget Sound dans l'État de Washington, a été achevé en Juillet de cette année. vibrations accumulées dans le pont cisaillement du vent induit, l'amenant à onduler visiblement. Dans des vents de 40 mph, les vibrations secouaient en dehors du pont.

Cisaillement du vent et Resonance

Quand le vent circule horizontalement perpendiculairement à la longueur d'un pont, il se divise quand il rencontre le pont, qui coule sur et sous elle. Le cisaillement du vent est un changement de vitesse du vent avec l'altitude. Elle produit des forces de torsion sur la longueur du pont. Un pont mal conçu va résonner, accumuler de l'énergie vibratoire jusqu'à ce qu'il échoue.

Vibration et tension

La tension plus un joueur de guitare met sur une chaîne, plus vite il vibre. Cet effet applique également aux ponts. Plus la vibration, plus l'énergie qu'il faut pour le faire vibrer. Un pont sous une grande quantité de tension ne vibre pas en tout vent raisonnable; sa tension est trop élevée. Le pont de Tacoma Narrows avait un poids très faible, 5.700 livres par pied linéaire, par rapport à 30 000 pour les ponts comparables. Son faible poids lui a donné une faible tension, qui a fait sa fréquence de vibration faible, et une brise légère serait le mettre en mouvement.

Fatigue et Collapse

Le pont de Tacoma Narrows n'a pas effondré tout de suite. Les ingénieurs ont observé son comportement vibratoire et ont tenté de le corriger, mais sans succès. Les contraintes produites dans le pont balançant fatigué son métal et supports en béton pendant plusieurs mois, conduisant finalement à son effondrement.

Reconstitution

Le pont a été reconstruit dix ans plus tard, après d'importants travaux de restructuration et d'essais avec des modèles réduits. Le nouveau pont avait une structure plus lourde et plus large et amortisseurs hydrauliques pour absorber les vibrations. Il est en service depuis 1950 et a eu aucun problème avec le vent vibrations.