Ученые НИУ МГСУ объяснили, как повысить аэродинамическую устойчивость мостов
В XIX веке в мостостроение стали широко внедряться новые строительные материалы: чугун и сталь. Новые мосты оказались дешевле прежних, каменных, они получили более широкие пролеты и увеличенную грузоподъемность. Вскоре большепролетные мостовые конструкции, то есть с длиной пролета более 100 м, стали набирать популярность. Например, в том же XIX столетии был построен знаменитый Бруклинский мост в Нью-Йорке.
Сегодня в России активно строятся большепролетные мосты: территория страны отличается огромной площадью и множеством водных преград. Однако большепролетные мосты сильно подвержены аэроупругим колебаниям, которые могут привести к разрушению конструкций.
Хотя сегодня активно развивается архитектурно-строительная аэродинамика и большепролетные мостовые конструкции проходят специальные испытания перед эксплуатацией, все еще происходят случаи, когда мостовые конструкции теряют устойчивость и становятся небезопасными. Пример – «танцующий» мост в Волгограде, вызвавший бурные дискуссии в СМИ в 2010 г. Волнообразные колебания с амплитудой до 40 см специалисты объяснили вихревым резонансом.
Специалисты Учебно-научно-производственной лаборатории по аэродинамическим и аэроакустическим испытаниям строительных конструкций НИУ МГСУ занимаются исследованиями в области предотвращения потери устойчивости мостов из-за резонанса и др.
Резонанс – одна из самых известных причин разрушения мостов. Он возникает, когда амплитуда колебаний системы конструкции моста резко возрастает при периодическом внешнем воздействии.
Обычно, чтобы избежать потери устойчивости, добавляют опоры – это меняет собственную частоту колебаний конструкции. Однако такие изменения считаются кардинальными, они требуют существенных затрат.
Для испытаний мостовых конструкций в НИУ МГСУ есть уникальная научная установка БИГАТ НИУ МГСУ («Большая исследовательская градиентная аэродинамическая труба»). Также в лаборатории по аэродинамическим и аэроакустическим испытаниям строительных конструкций активно проводятся как испытания реальных проектируемых сооружений, так и научные исследования типовых конструкций большепролетных мостов. Планируется разработка предложений по внесению результатов работ в нормативные документы.
