Мосты

Такомский мост через залив Такома (США). Крушение произошло в 1940 г. после четырехмесячной эксплуатации. Основная причина аварии — чрезмерные динамические крутильные колебания, вызванные ветром. Для изучения аварии этого моста удачным фактором был тот, что точное поведение моста от начала аварии до момента крушения удалось подробно изучить при помощи киносъемки, зарегистрировавшей колебания и характер разрушения.

Мост висячий (вантовый) трехпролетный. Общая длина 1662 м, средний пролет 854 м, два боковых — по 335 м, береговой— 137 м, ширина моста 11,9 м. Мост подвешен на двух стальных канатах 0 438 мм каждый. Стрела провеса 70,66 м. Пилоны стальные на бетонных быках. Мост имел очень малую высоту балки жесткости — 2,44 м, что составляло 1/100 пролета, и в связи с этим был подвержен сильным колебаниям.

Крушение произошло в 1940 г. после 4-х месячной эксплуатации в результате вызванных ветром динамических колебаний (аэродинамических). Обрыв подвесок центрального пролета повлек провисание боковых пролетов и наклон пилонов. Сильные вертикальные и крутильные колебания моста явились следствием чрезмерной гибкости конструкции и относительно малой способности моста поглощать динамические силы. На рис. 63 виден характер колебаний моста при скорости ветра 18,8 м/сек. Мост был запроектирован и правильно рассчитан на действие статических нагрузок, в том числе и ветровой, но аэродинамическое действие нагрузки не было учтено. Крутильные колебания возникли в результате действия ветра на проезжую часть около горизонтальной оси, параллельной продольной оси моста. Крутильные колебания усиливались вертикальными колебаниями тросов. Опускание троса с одной стороны моста и поднятие его с другой вызвали наклон проезжей части и породили крутильные колебания.

Можно указать еще ряд причин (кроме потери устойчивости), которые самостоятельно, а чаще всего в сочетании с другими вызывали аварии мостовых конструкций. Так, например, контактные поверхности стальных литых шарниров для предохранения их от ржавления на Мюнхенском каменном мосту были тщательно вычищены, смазаны специальным составом и покрыты стеарином. Коэффициент трения уменьшился, что способствовало скольжению. Большой двухпролетный каменный мост в 1904 г. разрушился,  так как обе трехшарнирные арки   пролетом по 44 м соскользнули со своих шарниров. Смазка шарниров стеарином оказалась причиной катастрофы. Мост еще не был в эксплуатации.

Мост через р. Луару (Франция). Крушение произошло в 1907 г., ввиду того что вовремя не были усилены конструкции. Мост был построен и рассчитан на меньшие нагрузки, чем впоследствии на него были даны. Проходивший по мосту пассажирский поезд сошел с рельсов, разрушил проезжую часть и упал в реку. Основными причинами аварии следует считать слабое прикрепление поперечных балок проезжей части к нижнему поясу ферм и существенное превышение расчетной нагрузки. Проезжая часть оторвалась от ферм и увлекла за собой поезд.

Повторные производственные операции — расклепка, вторичная склепка элементов, пострадавших во время пожара, — оказались одной из причин аварийного состояния Мозырского моста через р. Припять. При восстановлении моста в 1922 г. были использованы пролетные строения двух других мостов: Подольского— через р. Днепр и Гурьев-ского — через р. Южный Буг. Во время испытания пролетного строения Мозырского моста в 1925 г. два наиболее мощных сжатых раскоса почти одновременно один за другим выпучились из плоскости ферм внутрь моста: в одной ферме — на 1460 мм, в другой — на 905 мм.

При расклепке и вторичной склепке элементов, поврежденных пожаром, естественно, увеличились   заклепочные   и   болтовые отверстия. Болты в конструкциях моста имели «игру», что создавало незначительную жесткость соединений.

Несоблюдение установленных габаритов перевозимых грузов и отсутствие наблюдений за их закреплением явилось причиной аварии моста г. Мидвил (США) в 1902 г. Однопутный мост имел три пролета: два крайних — по 33 м и средний — 88,7 м. Мост располагался на кривой. Товарный поезд, проходивший по мосту, состоял из паровоза и 28 вагонов. Паровоз и 20 вагонов благополучно проехали, четыре рухнули вместе с мостом в реку, а четыре остались на пути, не успев взойти на мост.

Авария произошла из-за того, что вагоны, упавшие вместе с мостом, были нагружены тяжелыми мостовыми фермами и балками, которые не были как следует закреплены: балки лежали на платформе наискось, были стянуты и прикреплены к платформе легкими связями. При движении поезда балки сместились и выдававшимися в сторону фасонками ударили о ферму моста, вызвав его крушение.

Уроки аварий и катастроф мостовых конструкций дали богатейший материал для развития научной и инженерной мысли, постановки различных теоретических исследований и экспериментальных проверок. Достаточно указать на труды Ф. С. Ясинского, А. Н. Динника, В. 3. Власова, И. И. Гольденблата. II. С. Стрелецкого, А. Р. Ржаницынаи др..