Во время шквалистого ветра 20 мая 2010 года мост в Волгограде неожиданно «затанцевал»
Знаменитый Такомский мост был открыт для движения транспорта 1 июля 1940 года. Еще во время возведения строители дали ему прозвище «Галопирующая Герти» (Galloping Gertie) из-за того, что в ветреную погоду его дорожное полотно начинало заметно вибрировать.
7 ноября 1940 года при ветре скоростью около 65 км/ч началось сильное раскачивание несущих конструкций, что в итоге привело к разрушению центрального пролета моста. К счастью, движение транспорта на мосту в этот момент было весьма слабым, и водитель единственной машины, оказавшейся на месте аварии, успел покинуть кабину автомобиля и спастись.
Мост Такома-Нэрроуз обрушился через полгода после завершения строительства
Причиной аварии назвали явление вынужденного механического резонанса, когда внешняя частота ветрового потока совпадает с внутренней частотой колебаний элементов моста. Конструкторы американского моста не учли ветровые нагрузки при его проектировании. В частности, неправильно была спроектирована балка жесткости. Позже мост восстановили: он успешно функционирует и сегодня.
Эта авария напрямую способствовала появлению новых исследований в области аэродинамики и аэроупругости. Чтобы избегать подобных случаев в дальнейшем, мостам стали устраивать тесты еще на этапе проекта. Примером такого подхода является строительство моста через пролив Босфор Восточный во Владивостоке, завершившееся в 2012 году. Длина мостового перехода составила 3,1 км, здесь был сооружен самый длинный в мире вантовый пролет — 1104 м, который протянулся между двумя пилонными опорами высотой в 320 м.
Как известно, для Дальнего Востока России характерны экстремальные погодные условия: резкие перепады температур, очень сильные ветра. Для того чтобы проверить, выдержит ли мост через пролив Босфор Восточный мощные нагрузки, модель моста, уменьшенную в 20 раз, продули в аэродинамической трубе специалисты датской лаборатории Force Technology. Отдельно испытывались элементы мостового перехода: пилоны, перильные и барьерные ограждения, рельсовые пути смотровых агрегатов и ванты. Подобные испытания стали гарантией того, что мост сможет выдержать натиск стихии.
Современный облик Такомского моста
Безусловное условие надежности моста — применение самых выносливых и надежных материалов. Именно по таким принципам во Владивостоке был построен еще один мост — через бухту Золотой Рог. Здесь применялась инновационная технология заливки бетона, когда смесь сама уплотняется под собственным весом. «Датчики, которые мы привезли из Санкт-Петербурга, называются тензометрами. Они позволяли следить, как бетон себя ведет в процессе твердения, растягивается и сжимается. Благодаря этой информации мы могли принимать оперативные решения, воздействовать на эти растяжения, чтобы они не выходили за предельно допустимые значения»,— рассказал Сергей Костырь, главный инженер Научно-производственного центра материалов и добавок.
Русский мост — самый длинный в мире вантовый мост, построенный во Владивостоке через пролив Босфор Восточный, соединяет полуостров Назимова с мысом Новосильского на острове Русском
Чтобы придать мосту повышенную надежность, компания Ruukki изготовила для него трапециевидные ребра жесткости. «Для создания этих элементов применялась особая высокопрочная сталь, которая отлично себя зарекомендовала на других подобных объектах в Европе,— отмечает Сергей Анисимов, директор по продажам российского подразделения компании Ruukki metals.— Такая сталь может с успехом применяться в роли основных конструкций, из которых строится мост. Благодаря тому, что большая часть конструкции в этом случае собирается в заводских условиях, строители получают возможность сэкономить на временных затратах на монтаж, а также минимизировать риск ошибок».
После того как объект сдан, следует его протестировать. «Научное испытание мостов и путепроводов осуществляется с помощью вибродиагностики. Выглядит это так: с двух концов моста подвозят на автомобилях вибровозбудители — механические устройства, предназначенные для генерирования вибрации, а на опорах конструкции расставляют сейсмовозбудители. Параметры колебаний конструкций замеряются, а по итогам исследований составляется план по устранению недостатков конструкции. Сегодня единственная компания, где сохраняется традиция проводить научную экспертизу,— это “РЖД”. Железнодорожные мосты в большинстве своем проверены именно таким образом»,— говорит Александр Цернант, заместитель директора ОАО «Научно-исследовательский институт транспортного строительства». По мнению специалиста, необходимо «в обязательном порядке ввести пункт о научной экспертизе в Градостроительный кодекс».
Строительство опор моста через бухту Золотой Рог (Владивосток)