Institute of Theoretical and Applied Mechanics
Kmitající most Hu-Men v čínské provincii Quan-Dong v praxi ukázal fenomén, na který již dříve ve svých studiích upozorňovali pracovnící z Oddělení dynamicky a aerodynamiky Ústavu teroretické a aplikované mechaniky AV ČR. Analýzou oscilací, které by mohly vznikat v důsledku úmístění protivětrných bariér na mostní konstrukci, se kolegové z ÚTAM AV ČR zabývali jako jedni z prvních na světě.
Dne 5. 5. 2020 se v mediích objevila zpráva o uzavření visutého
mostu Hu-Men v čínské provincii Quan-Dong. Ze záběru kamer (video naleznete na konci článku) mohli
lidé vidět, že konstrukce mostu byla rozkmitána silným větrem. Oscilace od větru jsou na podobných
konstrukcích běžné a je s nimi počítáno v návrhu. Běžně se pro analýzu kmitání používají
experimenty v
aerodynamickém
tunelu, doplněné o teoretické analýzy a většina mostů nebo lávek je tak relativně bezpečná.
V tomto případě se však ukázalo, že k silným a nepřijatelným vibracím došlo po zbudování
protivětrových bariér na mostě, které jsou sice účinné při ochraně vozidel, avšak na druhé straně
mohou významně změnit aerodynamické poměry a rozložení fluktuačních sil na jinak dobře navržené
konstrukci. Analýzou tohoto fenoménu se zabývali pracovníci Ústavu teoretické a aplikované
mechaniky AV ČR (Oddělení dynamiky a
aerodynamiky), kteří ve svých studiích publikovaných ve světových časopisech (
Journal of Bridge Engineering,
Journal of WInd Engineering and Industrial Aerodynamics,
Engineering
Structures) na možný vznik oscilací a ztrátu stability mostu v důsledku vlivu bariér a
dopravy upozornili jako jedni z prvních.
Příčinou divergentních oscilací mostu je obvykle zásadní změna průběhu koeficientů sil a momentů, které jsou funkcemi frekvence a úhlu náběhu turbulentního větru, vznikajících na mostovce a jejich vzájemných poměrů. Větrná bariéra obvykle zhoršuje dynamickou stabilitu známou v inženýrském žargonu pod názvem torzní flutter. Kmitání mostu ztráty na životech ani větší materiální škody, na rozdíl od nedávných havárií mostů v Itálii, nezpůsobilo, prokázalo však opět, že bezpečnost staveb je téma, které si stále zaslouží pozornost v celosvětovém měřítku.
Související články:
Buljac, A. - Kozmar, H. - Pospíšil, Stanislav - Macháček, Michael : Flutter and galloping of cable-supported bridges with porous wind barriers. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. Roč. 171, December (2017), s. 304-318. ISSN 0167-6105
Zdroj: Youtube, South China Morning Post
Zdroj: commons.wikimedia.org. Celkový pohled na Hu-Men Pearl River Bridge dlouhý přes tři a půl kilometru. Nejdelší visutá část měří 888 m.
S. Pospíšil
13 May 2020
