Морозов Александр Гавриилович (moralg) wrote,
Морозов Александр Гавриилович
moralg

Category:

Начала физики. 13. Вальс Волгоградского моста. С сильным ветром и мощным паводком.

      Аккурат через полгода после ввода в эксплуатацию Волгоградский мост через Волгу исполнил то ли вальс, то ли медленную джигу. Случилось это 20 мая 2010 года. Никто из многочисленных его близнецов подобного норова не показывал. А Волгоградский - станцевал. Вот так:



Почему только Волгоградский мост решился на такое? И что надо было сделать и что сделали, чтобы Волгоградский мост таких фортелей больше никогда не выкидывал? Ответим на эти вопросы.

1. Причины танца Волгоградского моста.

Мост начали строить в 1995-м. И к концу 1996-го все его опоры уже стояли по всей длине будущего моста. Но затем строительство было заморожено. О причинах чего, в основном политических и частично финансовых, говорить не буду. И только в 2007-м была начата и летом 2009-го была закончена надвижка пролетов моста. Тем самым, опоры моста простояли без нагрузки не менее 10 лет.

Под опорами были не основные породы, а плотный песчано-глинистый грунт. Ежегодное весеннее половодье подмывало его под опорами. Надвижка пролетов создала под ними пусть и очень маленький, но люфт "разжиженного" грунта. А на окрестности 20 мая по времени приходился как раз максимум паводка, регулируемого находившейся на полтора десятка километров выше по течению ГЭС. Что привело, скорее всего, к буквально миллиметровому всплытию опор.

И прохождение довольно массивной машины или группы машин над конкретной опорой могло "притопить" ее в таком грунте, а через секунды после этого позволило бы ей "всплыть". Буквально на миллиметры или доли миллиметра.

Такое возвратно-поступательное движение опоры автоматически пустит по обе ее стороны вдоль полотна моста волны очень малой амплитуды. Отражательной "стенкой" для этих волн будут соседние опоры. Большая часть энергии этих волн отразится от них и в форме отраженных волн вернется к опоре-инициатору. Вернется одновременно, ибо расстояние между опорами одинаково и материал моста однороден вдоль себя. Замечу, что таких абсолютно одинаковых расстояний (чуть более 150 метров) между опорами моста - три. И все они примыкают друг к другу. И все они имеют одинаковые собственные частоты колебаний.

Описанные условия идеальны для последующей резонансной раскачки таких волн до весьма зримых амплитуд. При этом амплитуды вертикальных колебаний опоры-виновницы и других опор моста могут быть многократно меньше амплитуд волн на полотне моста. Как меньше колебания струны гитары под прижимающим ее пальцем по сравнению с амплитудой колебаний ее же между пальцами. Кроме того часть энергии волн будет «просачиваться» сквозь "отражательные стенки" ближайших опор. И, тем самым, колебания полотна моста могут захватить не только ближайшие к опоре-виновнице пролеты.

Идеальных резонансов не бывает. А подключение к волновому процессу соседних опор и пролетов меньшей длины "размазывает" такие резонансы. Поэтому амплитуда волн по полотну моста не могла бы приблизиться к наблюдаемой без достаточно приличной подкачки энергии от внешних источников. Каковыми вполне могут оказаться и сильный стационарный ветер (а он был тогда не менее 20 м/сек) и быстрое в паводке течение Волги (совпадающее с направлением ветра).

2. Лечение Волгоградского моста от танцевального хулиганства.


Остается вопрос – как запретить волгоградскому мосту танцевать в будущем? Ответ достаточно очевиден – нужно сделать собственные частоты колебаний стыкующихся пролетов моста заметно различающимися. Примерно через два дня после танца моста я сделал оценки и пришел к выводу, что внутрь каждого из металлических коробов пролетов надо разместить грузы массой в 50-60 тонн в разных местах этих пролетов. И эти оценки были опубликованы в трех Волгоградских газетах и в Российской газете (№ от 26.05.2010).

А через почти полтора года реальная работа по запрету мосту танцевать в будущем была завершена. В идеологическом плане – по моим соображениям, но в инженерном – экономнее:

А именно, внутри коробов одинаковых по длине пролетов в разных местах были установлены двойные грузы с демпфирующими пружинами общей массой на каждый пролет примерно в 20 тонн.

С тех пор волгоградский мост никогда больше не пускался в пляс.



3. Главный вывод.
Никогда не стройте на российских равнинах мостов с одинаковыми по конструкции и длине (значит, и по собственным частотам) соседствующими пролетами.

Tags: Начала физики
Subscribe

Recent Posts from This Journal

promo moralg march 5, 2018 03:01 44
Buy for 30 tokens
Многие из нас вздрагивают, когда дорогу нам перебегает черная кошка. Но неприятных последствий обычно не возникает и мы быстро забываем о ней. Но два дня назад на северо-восток США обрушилась очередная буря и совершила совсем не очередное действо - сломала дерево, которое 227 лет назад посадил…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments