Новосибирские учёные помогут укротить галопирующие мосты

Учёные-аэродинамики Новосибирского государственного технического университета (НГТУ НЭТИ; 51-62 место среди российских вузов в рейтинге «Три миссии университета» и 42 место в RAEX-100) выявили причины возникновения усталостных трещин в подвесках ханты-мансийского моста через Иртыш под названием «Красный Дракон». Специалисты также нашли способ повысить аэроупругую устойчивость сооружения, сообщает пресс-служба вуза.

Отмечается, что при очередном обследовании моста сотрудники компании «Сибнит» (Новосибирск) обнаружили трещины в четырёх стальных подвесках главного руслового пролета длиной 231 м. Также зафиксированы интенсивные колебания подвесок «при направлении ветра, примерно перпендикулярном оси пролётного строения, и скорости более 10 м/с».

Причины возникновения усталостных трещин в подвесках «Красного Дракона» исследовали в Инжиниринговом центре «Промышленная аэродинамика» НГТУ НЭТИ. «В результате создана математическая модель моста и выполнены расчёты его колебаний, изготовлены и исследованы в аэродинамической трубе секционные динамически подобные модели пролётного строения и подвесок. Испытания в трубе показали, что подвески моста подвержены интенсивным аэроупругим колебаниям вследствие вихревого возбуждения, что является главной причиной появления трещин», — пояснил декан факультета летательных аппаратов Сергей Саленко.

Кроме того, в аэродинамической трубе было проведено около 100 испытаний различных вариантов устройств для гашения колебаний «Дракона». В результате учёные нашли наиболее эффективные и относительно простые в реализации устройства, уменьшающие в 10 раз амплитуды аэроупругих колебаний. 

По словам Саленко, аэроупругие колебания сооружений в ветровом потоке являются серьёзной проблемой. Наиболее значительной в истории мостостроения стала Такомская катастрофа 1940 года в США, когда под действием умеренного ветра развалился висячий мост с пролётом 854 метра. «Перед разрушением огромное сооружение совершало колебания со скручиванием дорожного плотна на 45—50 градусов, за что было прозвано «Галопирующая Герти». Только по счастливой случайности никто не пострадал. Всё произошло за считанные минуты, но сохранилась съёмка, так что каждый желающий и сегодня может увидеть это страшное и завораживающее зрелище. Уже в наши дни «галоп» демонстрировал Волгоградский мост в 2010 году», — рассказал декан. 

В сообщении пресс-службы вуза также говорится, что с апреля в России вступил в действие новый ГОСТ «Дороги автомобильные общего пользования. Мостовые сооружения. Правила расчета и подтверждения аэроупругой устойчивости». В стандарт, в том числе, внедрена методика расчёта, разработанная на кафедре аэрогидродинамики факультета летательных аппаратов НГТУ.

Автомобильный мост через реку Иртыш в Ханты-Мансийске был открыт в сентябре 2004 года. Высота конструкции составляет 15 м, длина — почти 1,5 км. Из-за своей изогнутой формы и красного цвета металлоконструкций мост получил прозвище «Красный дракон». В 2013 году сооружение заняло второе место в интернет-голосовании «Самый красивый мост России».