Most Eshima Ohashi Bridge w Japonii ma maksymalne nachylenie 6,1 %, czyli około 3,5 stopnia, a mimo to na zdjęciach wykonanych z drugiego brzegu wygląda niemal pionowo. Most może wyglądać przerażająco, nie będąc niebezpiecznym, a ta różnica między wyglądem a zachowaniem jest ideą tej listy.
Na przykładzie dziesięciu najbardziej przerażających mostów świata gbc engineers sprawdza, skąd bierze się ten lęk i co inżynieria mówi o każdej przeprawie. Niektóre mosty podważają nasze postrzeganie przez wysokość, ekspozycję lub skalę. Inne stawiają bardziej złożone pytania dotyczące wiatru, drgań i ruchów konstrukcji.
Sześć przerażających mostów, które wydają się ekstremalne z powodu tego, co widać
W przypadku tych sześciu mostów lęk wynika głównie z tego, co ludzie widzą: głębokich przepaści, przezroczystych lub otwartych pomostów, dróg wyglądających na bardzo strome albo wody ciągnącej się kilometrami przed oczami. W większości przypadków rzeczywiste warunki inżynieryjne są jednak znacznie mniej ekstremalne, niż się wydaje.
1. Royal Gorge Bridge, Stany Zjednoczone: pomost z drewna 956 stóp (291 m) nad rzeką
Royal Gorge Bridge przecina rzekę Arkansas na wysokości 956 stóp (291 m), a jej pomost składa się z 1 257 drewnianych desek. Choć może wyglądać jak prosta drewniana kładka, jest częścią mostu wiszącego, który działa od 1929 roku.
Jej stan jest ściśle monitorowany. Każdego roku wymienia się około 250 desek pomostu, a most podlega też kontrolom bezpieczeństwa prowadzonym przez Colorado Department of Transportation, regularnej konserwacji i przeglądom technicznym.
Zdjęcie: Royal Gorge Bridge, Stany Zjednoczone. Źródło: Royal Gorge Bridge & Park America's Bridge.
2. Zhangjiajie Glass Bridge, Chiny: przezroczysty pomost 300 m nad doliną
Zhangjiajie Glass Bridge ma długość 430 m i przecina kanion o głębokości około 300 m. Jej pomost składa się z 99 paneli z trójwarstwowego szkła hartowanego.
Przed otwarciem most przeszedł prawie 100 testów bezpieczeństwa. W jednym z publicznych testów ochotnicy uderzali młotami kowalskimi w szklany panel, po czym przez uszkodzoną powierzchnię przejechał SUV z 11 osobami. Górna warstwa pękła, ale panel nie zawalił się ani nie uległ całkowitemu zniszczeniu.
W kolejnym teście na moście ustawiono dwutonową ciężarówkę, podczas gdy sama konstrukcja została zaprojektowana tak, aby jednocześnie przenosić obciążenie odpowiadające 800 osobom. Testy te sprawdzały więc nie tylko zwykłe obciążenie, ale także to, jak warstwowy układ szklany zachowuje się po lokalnym uszkodzeniu.
Zdjęcie: Zhangjiajie Glass Bridge, Chiny.
3. Trift Bridge, Szwajcaria: wąska kładka 100 m nad górskim jeziorem
Obecny most Trift Bridge ma 170 m długości i znajduje się około 100 m nad jeziorem Triftsee. Wcześniejszy most otwarto w 2004 roku, ale jego lokalizacja i narażenie na silne wiatry powodowały problemy ze stabilnością i dostępem.
Most zastępczy otwarto w 2009 roku w miejscu położonym o 30 m wyżej, gdzie szerszy wąwóz pomaga zmniejszyć prędkość wiatru. Dodano także paraboliczne liny stabilizujące pod pomostem oraz stalową ramę na całej rozpiętości, aby ograniczyć ruchy wywołane wiatrem, co zapewniło bezpieczniejszą i stabilniejszą przeprawę.
Zdjęcie: Trift Bridge, Szwajcaria.
Czytaj więcej: Pięć z najdłuższych mostów świata: inżynieria wyjaśniona
4. Eshima Ohashi Bridge, Japonia: nachylenie 6,1 %, które wygląda niemal pionowo
Z daleka Eshima Ohashi Bridge może wyglądać niemal pionowo. W rzeczywistości jej maksymalne nachylenie wynosi 6,1 % po stronie Shimane i 5,1 % po stronie Tottori, co odpowiada kątowi zaledwie około 3,5°.
Strome podjazdy wynikają z wymagań lokalizacji i żeglugi, a nie z próby stworzenia ekstremalnej drogi. Most wznosi się na wysokość 44,7 m, aby mogły pod nim przepływać statki o masie do 5 000 t. Główne przęsło o długości 250 m, oparte na ramowej konstrukcji z betonu sprężonego, pozwala zachować tę skrajnię bez przęsła ruchomego.
Zdjęcie: Eshima Ohashi Bridge, Japonia. Źródło: SHIMANE JAPAN Official Travel & Tourism Guide.
5. Lake Pontchartrain Causeway, Stany Zjednoczone: 38 km drogi otoczonej wodą
Lake Pontchartrain Causeway ciągnie się przez prawie 24 mile (około 38 km) przez jezioro Pontchartrain w Luizjanie. Długi, powtarzalny widok na otwartą wodę może sprawiać, że przeprawa wydaje się znacznie bardziej ekstremalna, niż wynika to z jej rzeczywistej wysokości.
Dla inżynierów niezwykła długość oznaczała inne wyzwanie: jak efektywnie zbudować ten sam układ konstrukcyjny tysiące razy. Pierwotny most wykorzystywał standardowe elementy prefabrykowane, w tym pale, oczepy pali i odcinki pomostu, które wytwarzano na lądzie i transportowano na miejsce barkami. Takie podejście oparte na linii produkcyjnej uczyniło z powtarzalności zaletę i pozwoliło ukończyć pierwszą, 24-milową przeprawę w zaledwie 14 miesięcy.
Zdjęcie: Lake Pontchartrain Causeway, Stany Zjednoczone.
6. Hussaini Suspension Bridge, Pakistan: gdzie zagrożenie nie jest tylko wizualne
Hussaini Suspension Bridge przecina rzekę Hunza na długości około 194 m i składa się z 472 drewnianych desek ułożonych z dużymi odstępami. Szczeliny odsłaniają rzekę poniżej, a lekka, podwieszona kładka może wyraźnie się poruszać pod wpływem wiatru lub przechodzących osób.
W przeciwieństwie do pozostałych mostów z tej grupy lęk nie wynika tu wyłącznie z widoku. Szeroko rozstawione drewniane deski odsłaniają rzekę poniżej, a podwieszona kładka może wyraźnie kołysać się przy silnym wietrze. Odwiedzający muszą stosować się do zasad bezpieczeństwa, w tym nosić kamizelki ratunkowe, a dostęp ograniczano, gdy władze uznawały warunki za niebezpieczne.
Zdjęcie: Hussaini Suspension Bridge, Pakistan.
Czytaj więcej: Gdy mosty zawodzą: 3 lekcje z katastrof konstrukcyjnych
Cztery przerażające mosty, które wydają się ekstremalne z powodu sposobu poruszania się
W przypadku tych czterech mostów wiatr tworzy inny problem inżynieryjny, związany z ruchem. Inżynierowie mogą go rozwiązywać przez projekt aerodynamiczny, ograniczenia eksploatacyjne lub systemy dodawane później w celu kontroli drgań.
1. Tacoma Narrows Bridge, Stany Zjednoczone: katastrofa, która zmieniła inżynierię wiatrową
Pierwotny most Tacoma Narrows Bridge zawalił się 7 listopada 1940 roku przy wietrze o prędkości około 42 mph (67 km/h). Ponieważ pomost był wąski i elastyczny, jego płytkie, pełnościenne dźwigary blachownicowe czyniły go bardziej podatnym na siły aerodynamiczne, przez co most skręcał się ze wzrastającą intensywnością. Awaria zmieniła sposób, w jaki inżynierowie podchodzili do oddziaływania wiatru na mosty o dużej rozpiętości. Późniejsze badania wykorzystały testy w tunelu aerodynamicznym do analizy stabilności aerodynamicznej, a most zastępczy z 1950 roku wprowadził głębszą, otwartą kratownicę usztywniającą, otwory w pomoście i tłumiki hydrauliczne, aby lepiej kontrolować ruchy wywołane wiatrem.
Zdjęcie: Tacoma Narrows Bridge, Stany Zjednoczone.
2. Mackinac Bridge, Stany Zjednoczone: wykorzystanie wniosków z Tacoma
Mackinac Bridge otwarto w 1957 roku z głównym przęsłem o długości 1 158 m, uwzględniając wnioski z wcześniejszych awarii mostów wiszących. Most ma głęboką kratownicę usztywniającą z otwartymi elementami konstrukcyjnymi zamiast ciągłej, pełnej powierzchni. Metalowy ruszt w środkowych pasach ruchu przepuszcza dodatkowo więcej powietrza przez pomost, co zmniejsza parcie wiatru. Przed budową inżynierowie wykorzystali także badania w tunelu aerodynamicznym, aby ocenić stabilność aerodynamiczną i potwierdzić, jak most zachowa się przy silnym wietrze.
Zdjęcie: Mackinac Bridge, Stany Zjednoczone.
3. Chesapeake Bay Bridge, Stany Zjednoczone: zarządzanie ryzykiem wiatru za pomocą ograniczeń eksploatacyjnych
Chesapeake Bay Bridge przecina odkrytą, otwartą wodę, gdzie silny wiatr boczny może wpływać na wysokie i lekko obciążone pojazdy. Maryland Transportation Authority zmienia więc warunki ruchu wraz ze wzrostem prędkości wiatru. Ostrzeżenia zaczynają się przy około 30 mph (48 km/h), ograniczenia dla pojazdów wprowadzane są od około 40 mph, a szersze ograniczenia obowiązują powyżej 50 mph (80 km/h). Ruch może zostać całkowicie wstrzymany, gdy utrzymujący się wiatr lub uporczywe podmuchy przekraczają 55 mph (89 km/h). Takie podejście zarządza ryzykiem wiatru, zmniejszając ekspozycję pojazdów, gdy warunki stają się niebezpieczne.
Zdjęcie: Chesapeake Bay Bridge, Stany Zjednoczone.
4. Volgograd Bridge, Rosja: kontrola drgań za pomocą tłumików adaptacyjnych
Volgograd Bridge otwarto w 2009 roku, a w maju 2010 roku została tymczasowo zamknięta po tym, jak silny wiatr wywołał duże pionowe oscylacje. Inspekcje nie wykazały uszkodzeń konstrukcji, więc inżynierowie skupili się na kontroli dynamicznej odpowiedzi mostu zamiast na jego wymianie.
W 2011 roku zainstalowano dwanaście półaktywnych tłumików masowych strojonych, z których każdy wykorzystuje ruchomą masę 5 200 kg. System reaguje na drgania mostu i rozprasza energię, ograniczając ruchy wywołane wiatrem bez większych zmian w istniejącej konstrukcji.
Zdjęcie: Volgograd Bridge, Rosja.
Czytaj więcej: 5 oznak, że Twój most lub budynek infrastruktury wymaga inspekcji
Podsumowanie
Te dziesięć mostów pokazuje, że przeprawa może wydawać się ekstremalna z bardzo różnych powodów. Zadaniem inżynierskim jest zrozumienie, który warunek faktycznie decyduje o moście i jak należy go uwzględnić w projekcie, badaniach, utrzymaniu lub eksploatacji.
W gbc engineers projektowanie mostu zaczyna się od określenia tych decydujących warunków na podstawie geometrii, obciążeń ruchem, wiatru, fundamentów, wymagań budowlanych i przewidywanego sposobu użytkowania. Analiza konstrukcyjna ocenia następnie, jak most będzie reagował, a BIM pomaga koordynować jego elementy jako jeden zintegrowany system.
Najczęściej zadawane pytania o najbardziej przerażające mosty świata
Który most jest najbardziej przerażający na świecie?
Nie ma oficjalnego rankingu. Niektóre mosty wydają się ekstremalne z powodu tego, co ludzie widzą, inne z powodu sposobu, w jaki poruszają się na wietrze, a ludzie boją się różnych rzeczy, więc żadnego mostu nie można obiektywnie uznać za najbardziej przerażający.
Dlaczego zawalił się most Tacoma Narrows Bridge?
Przyczyną był flatter aeroelastyczny, czyli samowzbudny ruch skrętny przy umiarkowanym wietrze, który różni się od często nauczanego wyjaśnienia rezonansem. Billah i Scanlan skorygowali to w American Journal of Physics w 1991 roku.
Czym jest tłumik masowy strojony na moście?
Tłumik masowy strojony to masa zamocowana na tłumionych sprężynach, która zmniejsza drgania w konstrukcji. Volgograd Bridge wykorzystuje wersje półaktywne z tłumikami magnetoreologicznymi.
Czy istnieje pomoc dla osób, które boją się jeździć po mostach?
Na Mackinac Bridge pracownicy przewożą pojazd kierowcy na drugą stronę za opłatą naliczaną oprócz opłaty za przejazd, całą dobę. Mackinac Bridge Authority prowadzi program Drivers Assistance Program.
Czy most może poruszać się na wietrze i mimo to być bezpieczny?
Tak. Według Mackinac Bridge Authority pomost w środku przęsła może przemieścić się nawet o 35 stóp (11 m) na wschód lub zachód przy silnym wietrze, ponieważ został zaprojektowany jako elastyczny. Inżynierowie kontrolują ruch za pomocą sztywności, kształtu, ograniczeń eksploatacyjnych lub tłumienia.
|
O nas
gbc engineers
to międzynarodowa firma konsultingowa z biurami w Niemczech, Polsce i Azji Południowo-Wschodniej, która zrealizowała ponad 500 projektów na całym świecie. Świadczymy usługi w zakresie inżynierii konstrukcyjnej, projektowania centrów danych, inżynierii infrastruktury i mostów, BIM & Scan-to-BIM oraz zarządzania budową. Łącząc niemiecką jakość inżynieryjną z międzynarodowym doświadczeniem, dostarczamy klientom zrównoważone, bezpieczne i efektywne rozwiązania.
|