Cosa succede ad un ponte, quando c'è Wind Shear?

Cosa succede ad un ponte, quando c'è Wind Shear?

Nel novembre 1940, una brezza tesa portato giù migliaia di tonnellate di cemento e acciaio. Il Tacoma Narrows bridge, che attraversa una parte del Puget Sound nello stato di Washington, era stato completato nel mese di luglio dello stesso anno. Vibrazioni indotte da wind shear costruite nel ponte, provocando la ondeggiano visibilmente. In venti di 40 mph, le vibrazioni scosse il ponte apart.

Wind Shear e risonanza

Quando il vento scorre orizzontalmente perpendicolarmente alla lunghezza di un ponte, si divide quando incontra il ponte, che scorre sopra e sotto di essa. Wind shear è un cambiamento di velocità del vento con l'altezza. Produce le forze di torsione lungo la lunghezza del ponte. Un ponte progettato impropriamente risuonerà, accumulando energia vibrazionale, fino a quando non riesce.

Vibrazione e la tensione

La tensione più un giocatore di chitarra mette su una stringa, il più veloce vibra. Questo effetto si applica anche ai ponti. Il più veloce la vibrazione, più energia ci vuole per farlo vibrare. Un ponte sotto una grande quantità di tensione non vibrerà in qualsiasi vento ragionevole; la tensione è troppo alta. Il Tacoma Narrows bridge ha avuto un peso molto basso, 5.700 libbre per piede lineare, rispetto ai 30.000 per ponti comparabili. Suo basso peso dato tensione bassa, che ha reso la sua frequenza di vibrazione bassa, e una lieve brezza si sarebbe messa in moto.

Affaticamento e crollo

Il Tacoma Narrows bridge non crollo subito. Gli ingegneri osservato il comportamento vibra e tentarono di correggerlo, ma non ebbero successo. Sollecitazioni prodotte nel ponte ondeggiante affaticato suo metallo e cemento supporta per diversi mesi, finalmente conducendo al collasso.

Ricostruzione

Il ponte venne ricostruito dieci anni più tardi dopo il lavoro di riprogettazione estesa e prove con modelli in scala. Il nuovo ponte aveva una struttura più pesante e più ampia e ammortizzatori idraulici per assorbire le vibrazioni. Esso è stato in servizio dal 1950 e ha avuto problemi con le vibrazioni del vento.