CC BY
127
Интернет-журнал «Науковедение» ISSN 2223-5167 http ://naukovedenie.ru/ Том 7, №6 (2015) http ://naukovedenie. ru/index.php?p=vol7-6 URL статьи: http://naukovedenie.ru/PDF/08KO615.pdf DOI: 10.15862/08KO615 (http://dx.doi.org/10.15862/08KO615)
УДК 624.042
Овчинников Илья Игоревич
ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»
Россия, Саратов1
ФГБОУ ВПО «Московский автомобильно-дорожный государственный технический
университет (МАДИ)» Филиал в г. Сочи Доцент
Кандидат технических наук E-mail: [email protected]
Овчинников Игорь Георгиевич
ФГБОУ ВПО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»
Россия, Пермь
ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»
Россия, Саратов
ФГБОУ ВПО «Московский автомобильно-дорожный государственный технический
университет (МАДИ)» Филиал в г. Сочи Профессор Доктор технических наук E-mail: [email protected]
Филиппова Виктория Олеговна
ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»
Россия, Саратов Магистрант
E-mail: [email protected]
Танцующий мост в Волгограде: причины, аналогии мероприятия. Часть 2. Аналогии, мероприятия
1 410054, Саратов, Политехническая 77
Аннотация. В статье показано, что значительные колебания балочных неразрезных пролетных строений мостов, аналогичные тем, которые наблюдались у Волгоградского моста не являются таким уж исключительным явлением. Отмечено что аналогичные колебания наблюдались у виадука Tozaki, Япония; у моста через Токийский залив (Trans Tokyo Bay Highway bridge), Япония; у мостового перехода к аэропорту Kansai, Япония; у мостов -подходов к мосту Oshima, Япония; у моста Rio-Niteroi в Рио де Жанейро, Бразилия; у мостов-подходов к Восточному мосту Большой Бельт, Дания. Довольно подробно рассмотрены наблюдаемые колебания у виадука Tozaki в Японии в 1982 году и проведенные в аэродинамической трубе исследования этого моста с целью уточнения причины, вызвавшей такие колебания и отработки способов гашения таких колебаний. Показано, что использование аэродинамических гасителей для этого моста оказалось неэффективным. Также рассмотрены колебания металлической трех пролетной части в середине моста Рио-Нитерой в Рио де Жанейро в Бразилии и приведен способ гашения колебаний этой металлической части пролетного строения. Способ основан на применении специальных атенюаторов - гасителей, встраиваемых внутрь пролетного строения моста.
Далее рассмотрено экспериментальный анализ аэродинамической устойчивости моста через Волгу в Кинешме, который по конструкции близок к Волгоградскому мосту и показано что предлагаемые меры позволяют значительно уменьшить амплитуду колебаний моста. Описаны решения по гашению колебаний, которые рассматривались для Волгоградского моста и показано, какое решение было осуществлено. В конце рассмотрен предложенный волгоградскими специалистами гидродинамический гаситель колебаний, оказавшийся по утверждению авторов весьма эффективным.
Ключевые слова: танцующий мост; колебания; динамика; дорожная одежда; антикоррозионная защита; опорные части; гашение колебаний; аэродинамика мостов.
Ссылка для цитирования этой статьи:
Овчинников И.И., Овчинников И.Г., Филиппова В.О. Танцующий мост в Волгограде: причины, аналогии, мероприятия. Часть 2. Аналогии, мероприятия // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 7, №6 (2015) http://naukovedenie.ru/PDF/08KO615.pdf (доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ. DOI: 10.15862/08К0615
1. ВВЕДЕНИЕ
В первой части настоящей статьи [1] рассматривается проблема анализа причин непроектного поведения Волгоградского автодорожного моста, которое наблюдалось 20 мая 2010 года. Отмечается, что принятая в нашей стране процедура разработки и утверждения проектной документации весьма жестко регламентирована. Поэтому высказывания о том, что проектирование моста выполнялось с отклонениями от нормативной документации, а строительство велось с нарушениями проектной документации, по меньшей мере, несерьезно. Далее в статье приводятся общие сведения о мосте, его параметрах, конструкции, технологии строительства. Затем рассматриваются различные, приведенные в статьях и Интернете причины непроектного поведения моста: ветровой резонанс (вихревой флаттер), отсутствие пролетного строения на второй очереди моста, действие взрывной волны от взрыва уничтожаемых боеприпасов на полигоне около Волгограда. В заключении отмечается, что ситуация с мостом является следствием современных тенденций в мостостроении -увеличение длины пролетов при уменьшении жесткости пролетных строений, в результате чего балочные мосты по своим характеристикам приблизились к вантовым и висячим мостам и ветровые нагрузки стали для них основными. Утверждается, что поведение новых мостовых конструкций может преподнести сюрпризы. В качестве примера рассматривается случай с мостом Миллениум в Лондоне, когда всем привычное воздействие пешеходов на мост привело к не учитываемым динамическим эффектам и потребовало устройства дополнительных систем гашения колебаний.
В данной второй части статьи будут рассмотрены случаи колебаний мостов, сходные с колебаниями Волгоградского моста, а также будут обсуждены предложенные меры по устранению или недопущению непроектных колебаний мостовых сооружений.
2. АНАЛОГИИ
В подавляющем числе публикаций, связанных с проблемой непроектного поведения Волгоградского моста (рис. 1) отмечалось, что такое поведение балочных мостов отмечается впервые, в то время как значительные колебания и даже разрушения висячих мостов под действием ветровой нагрузки - это в определенной мере изученное и потому понятное явление.
Рис. 1. Вид на русловую часть моста с высоты птичьего полета [2]
Однако более детальное ознакомление с вопросом показало, что подобные явления в многопролетных неразрезных балочных мостовых конструкциях имели место и ранее. Об этом свидетельствует собранная Г.А. Наумовой и С.А. Пономаренко доказательная база [3-6] по проявлениям аэродинамической неустойчивости балочных неразрезных мостов.
Еще до Волгоградского моста эффект аэродинамической неустойчивости был обнаружен у нескольких мостов с балочными пролетными строениями, в том числе:
• у виадука Tozaki, Япония;
• у моста через Токийский залив (Trans Tokyo Bay Highway bridge), Япония;
• у мостового перехода к аэропорту Kansai, Япония;
• у мостов - подходов к мосту Oshima, Япония;
• у моста Rio-Niteroi в Рио де Жанейро, Бразилия;
• у мостов-подходов к Восточному мосту Большой Бельт, Дания.
Рассмотрим подробнее некоторые из этих сооружений.
2.1. Аэродинамическая неустойчивость наблюдалась у виадука Tozaki в Японии в 1982 году. Этот виадук имеет длину 1010 метров и примыкает к мосту Ohnaruto (рис. 2). Оба мостовых сооружения находятся на дороге, проходящей через висячий мост с самым длинным в мире пролетом 1991 м Akashi Kaikyo. Пролетные строения моста представляют собой стальные коробчатые балки, объединенные в две неразрезные плети - трех (108 м + 108 м + 108 м) и четырех пролетные (149,6 м + 190,4 м + 190,4 м + 149,6 м) (рис. з) [7, 8].
Рис. 2. Схема расположения мостов между островами Хонсю и Сикоку. Виадук ТвхаЫ
располагается около моста Ohnaruto [7]
Рис. 3. Схема виадука ТвхаЫ, включающего две неразрезные плети [7]
При проектировании моста закладывалась аэродинамическая устойчивость к ветру, имеющему скорость до 50 м/с, что характерно для района строительства. Сам виадук Tozaki построен вдоль мыса Tozaki с крутыми склонами (рис. 4), и потому при проектировании и на этапе сооружения проводились многочисленные испытания в аэродинамической трубе. Но, очевидно, испытания эти инициировались не предположениями о возможном непроектном поведении моста в будущем, а особыми условиями его размещения вдоль мыса Tozaki.
Tozaki cape____
' 3 Sin о 3 -о
XT ) ' > а N О Н
If 'V^^^HnrnJ PS
Ohnaruto Brid|ex/
Рис. 4. Расположение виадука ТвхаЫ вдоль узкого мыса ТвхаЫ [7]
Для управления поведением моста в условиях ветрового воздействия (для противодействия образованию вихрей Кармана) на пролетном строении были установлены двойные открылки за перильными ограждениями на обоих плетях моста А и В (рис. 5) и нижние юбки на плети В (рис. 6 и 7).
---^да^у БоиЫеШц
Рис. 6. Установка двойных открылков (ёопЫв-Аар) на пролетном строении моста А схема
(вверху) и фото (внизу) [7]
Рис. 7. Установка юбок (¡смет skirt) на пролетном строении моста В схема (вверху)
и фото (внизу) [7]
За время эксплуатации (20 лет) установленные противоветровые элементы интенсивно коррозировали, что привело к необходимости их замены. При этом, с целью снижения стоимости содержания моста, в процессе замены противоветровых элементов было решено дополнительно исследовать влияние этих элементов на аэродинамическую устойчивость пролетного строения. Испытания проводились в аэродинамической трубе, причем модель пролетного строения В выполнялась с учетом топографических особенностей местности.
В результате испытания модели пролетного строения А было установлено, что открылки со стороны мыса не влияют на аэродинамическую устойчивость пролетного строения, а вот удаление открылков с противоположной стороны приводило к очень большой амплитуде вибраций, вызванных вихрями Кармана. В результате было установлено, что наветренные открылки необходимы, а вот подветренные могут быть удалены.
Полные аэродинамические испытания модели части В проводились в большой аэродинамической трубе [8]. Масштаб полной модели был принят 1:100 для рассмотрения особенностей поведения (максимальная скорость ветра - 12 м/с). Фото модели приведено на рисунке 8.
Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 7, №6 (ноябрь - декабрь 2015)
http://naukovedenie.ru [email protected]
Wind (direction=Odeg.)
Рис. 8. Модель для проведения испытаний на аэроупругость [7]
Для того чтобы оценить влияние принимаемых мер обеспечения аэростабильности, было проведено 12 испытаний. В результате было установлено следующее:
• для идентификации испытаний на полной модели было проведено сопоставление с результатами испытаний в 1981 году и с данными о поведении реального моста;
• противоветровые элементы, установленные с морской стороны на мост не оказывали какого-либо воздействия и могли быть удалены;
• аэродинамическая стабильность обеспечена при действии ветра со стороны моря (в направлениях 0, +-10о, +-20о) и при действии ветра со стороны мыса (в направлениях 180о, 200о) даже если противоветровые устройства отсутствовали.
• было установлено, что значительный отклик пролетного строения возникает при действии отдельных вихрей со стороны мыса в направлениях 180о и 200о, однако амплитуда колебаний оказалась меньше допустимой величины.
Основываясь на полученных результатах, открылки, установленные на мосту со стороны мыса, были удалены в 2004 - 2008 годах. Однако для дополнительной проверки на каждом из мостов до и после удаления противоветровых элементов были установлены акселерометры и анемометры в соответствии со схемой на рисунке 9.
: ассе1егошеТег *: лпепюшекг (ийтавашс}
Рис. 9. Установка приборов на мостах для проведения натурных измерений [7]
Результаты проведенной переоценки аэродинамической устойчивости виадука Tozaki можно сформулировать так:
• половину первоначально установленных противоветровых элементов можно убрать;
• никаких особых изменений в динамических характеристиках балки до и после удаления противоветровых элементов обнаружено не было;
• работы по удалению части противоветровых элементов позволят уменьшить стоимость обслуживания моста.
Так как проектирование и строительство мостов проводится в условиях ограниченного времени и недостаточной информации, то результат такой работы не всегда будет эффективным. Но так как мосты - это долговременные сооружения, то исследования в процессе эксплуатации необходимы, так как могут повысить эффективность их эксплуатации.
2.2. Похожие проблемы возникли у моста Рио-Нитерой через залив в Гуанабара в Рио де Жанейро в Бразилии (рис. 8 и 9). Мост имеет длину 13,3 км, в том числе над водой 8,8 км. Большинство пролетов моста выполнено из предварительно напряженного железобетона, и только три центральных пролета (200 + 300 + 200) метров перекрыты собой относительно гибкими металлическими неразрезными двухкоробчатыми пролетными строениями с консолями (рис. 10, 11). Полная длина неразрезной плети пролетного строения составляет 848 метров [9].
Рис. 10. Вид вдоль моста Рио-Нитерой. Источник: http://bestbridge.net/SAm/rio-niteroi.phtml
Рис. 9. Вид с высоты птичьего полета на мост Рио-Нитерой. Источник: http://bestbridge.net/SAm/rio-niteroi.phtml
Рис. 11. Схема металлической части пролетного строения моста [10]
Рис. 12. Поперечное сечение металлической части пролетного строения [10]
Подмостовой габарит имеет высоту 65 м над уровнем моря. Мост пересекает судоходный канал, идущий от устья залива, и его ось перпендикулярна юго-западному направлению. Из открытого океана нередко дуют юго западные ветры со скоростью 90 - 100 км/ч, а порывы ветра с относительно низкой скоростью 50-70 км/ч имеют высокую вероятность появления.
Из-за отсутствия каких-либо препятствий перед мостом, которые могли бы привести к появлению турбулентности, а также из-за довольно высокого расположения пролетного строения над уровнем воды, оно подвергается воздействию аэроупругих сил, создаваемых квазиламинарным воздушным потоком. В этих условиях конструкция пролетного строения
оказывается более подверженной колебаниям, вызванным срывными вихрями, чем если бы она располагалась в пересеченной местности.
При действии устойчивых ветров со скоростью 55 - 60 км/ч (15 - 16,5 м/с) перпендикулярно пролетному строению плохо обтекаемое пролетное строение испытывает вертикальные колебания по первой изгибной форме, вызываемые срывными вихрями. Заметим, что металлическое пролетное строение обладает достаточной крутильной жесткостью, обеспечивающей сопротивление кручению при скорости ветра ниже 200 км/ч.
Из-за возникновения периодических аэроупругих колебаний достаточно гибкой металлической части пролетного строения моста до недавнего времени движение по мосту ограничивалось или даже закрывалось, когда скорость ветра достигала 50 км/ч (~14м/с) с целью обеспечения удобства и безопасности движения. Иногда, из-за трудностей быстрого ограничения или прекращения движения по мосту, автомобилям приходилось двигаться по колеблющемуся мосту, что вызывало определенные неудобства и даже опасения.
Сильные вертикальные колебания, которые привели к панике среди водителей и даже заставили некоторых из них покинуть автомобили, наблюдались во время бури, которая произошла 17 августа 1980 года.
В дальнейшем порывы ветра с устойчивой скоростью от 55 до 60 км/ч (14 - 16 м/с), приводящие к колебаниям пролетного строения наблюдались каждые два года, начиная со времени пуска моста в 1974 году. В четырех случаях в период с 1997 по 2002 год устанавливалась относительно низкая скорость ветра в короткие интервалы времени от 5 до 15 минут, в которые видеокамеры, контролирующие транспортный поток, позволили зафиксировать колебания с амплитудой от 0,25 до 0,60 м.
Видеозапись доступна по ссылке: http ://naukovedenie. ru/content/08KO615.avi
Объем файла: 560 килобайт.
Рис. 13. Видеозапись колебаний моста 16 октября 1997 года. Видео любезно предоставлено
Г.А. Наумовой и С.А. Пономаренко
Эта информация вызвала определенную тревогу и администрации моста и специалистов в области аэродинамики, да и всех пользователей моста за сохранность стального пролетного строения и безопасность его эксплуатации.
Поэтому были предприняты меры по предупреждению подобных ситуаций.
Сначала предполагалось использовать пассивные меры, то есть для ослабления ветрового воздействия установить на конструкции моста специальные дефлекторы, открылки и другие регулирующие поток ветра элементы. Однако испытания, проведенные на модели в аэродинамической трубе [11] показали, что перекрытие зазора между коробками пролетного строения не дают заметного эффекта. Положение также ухудшает наличие в транспортном потоке длинных и высоких транспортных средств, которые меняют характер обтекания.
Поэтому были предприняты дальнейшие шаги в изучении возможных способов управления поведением пролетного строения с использованием активных и пассивных устройств [12], с тем, чтобы уменьшить амплитуды колебаний, вызываемые действием ветра в совокупности с движением транспорта.
По результатам исследований для управления колебаниями пролетного строения моста использовалась система из нескольких синхронизированных динамических аттенюаторов -устройств, позволяющих эффективно уменьшить амплитуды колебаний пролетного строения (рис. 13).
Рис. 14. Установка аттенюаторов внутри металлического пролетного строения моста
Рио-Нитерой [10]
3. МЕРОПРИЯТИЯ
В предыдущем разделе уже частично были рассмотрены мероприятия по снижению амплитуды колебаний металлических балочных пролетных строений мостов, вызванных действием ветра. Далее рассмотрим применение некоторых способов гашения колебаний пролетных строений мостов, применяемые в России, в том числе и для гашения колебаний Волгоградского моста.
3.1. Исследование аэродинамической устойчивости моста через Волгу в Кинешме.
После случая с Волгоградским мостом было решено проверить аэродинамическую устойчивость пролетных строений автодорожного моста через Волгу у города Кинешмы (рис. 15). Эксперимент проводился в аэродинамической трубе Т-103 ЦАГИ на отсечной модели пролетного строения моста, выполненной в масштабе 1:30, при скоростях потока до 40 м/с (рис. 16). Для уменьшения амплитуды колебаний пролетного строения исследованы несколько вариантов решений. На рисунке 16 показаны результаты исследований колебаний конца консоли пролетного строения при вылете консоли в 154 метра при различных скоростях ветра для разных способов гашения колебаний: 1 - в исходном состоянии (без закрытия центрального проема и дефлекторов), 2 - при закрытом центральном проеме и верхними дефлекторами, 3 - при закрытом центральном проеме и верхними и нижними дефлекторами. Как видно, установка верхних и нижних дефлекторов и закрытие центрального проема облегченной крышкой позволяют уменьшить размах колебаний с 3,2 метра до 0,5 метра. Причем наибольший размах наблюдается при разных скоростях ветра: в исходном состоянии при скорости 20 м/с, а в случае использования гасителей колебаний при 28 м/с. На рисунке 18 и 19 показано размещение гасителей колебаний на пролетном строении.
Русловое пролетное строение
Левобережная эстакада
Общий вид моста
Рис. 15. Мост через Волгу у г. Кинешма. Длина пролетов 154 м. http://www. tsagi.ru/pressroom/archive/2011/1752
Рис. 16. Модель части пролетного строения при продувке в аэродинамической трубе ЦАГИ.
http://www. tsagi.ru/pressroom/archive/2011/1752
Рис. 17. Влияние способов управления колебаниями консоли пролетного строения на их амплитуду. http://www.tsagi.ru/pressroom/archive/2011/1752
Рис. 18. Расположение гасителей аэродинамических колебаний на пролетном строении.
http://www. tsagi.ru/pressroom/archive/2011/1752
Рис. 19. Расположение дефлектора на консоли пролетного строения закрытие проема в пролетном строении облегченной заглушкой. http://www.tsagi.ru/pressroom/archive/2011/1752
3.2. Способы уменьшения аэродинамических колебаний Волгоградского моста.
Для установления причин непроектного поведения Волгоградского моста в ЦАГИ по заданию ОАО «Гипротрансмост» были проведены исследования модели пролетного строения в аэродинамической трубе [13]. Одновременно исследовались и возможные варианты снижения уровня колебаний в случае их возникновения. В процессе испытаний был подтвержден предварительный диагноз о том, что причиной колебаний пролетных строений Волгоградского моста является ветровой резонанс.
Для Волгоградского моста были проанализированы два способа гашений колебаний:
• установка обтекателей на боковых поверхностях пролетного строения, установка сплошных экранов на передней и задней кромках пролетного строения, установка щелевых экранов с вертикальными или горизонтальными прорезями типа «жалюзи» на боковых кромках пролетного строение в шахматном порядке;
• установка массовых демпферов в серединах пролетов.
Проведенные в ЦАГИ испытания показали, что наиболее эффективным способом устранения опасных колебаний является повышение декремента колебаний пролетного строения. В результате исследований и расчетов рекомендовано для гашения колебаний пролетного строения по первым трем формам собственных колебаний установить адаптивные массовые демпферы массой 20,8 т в середине каждого длинного пролета. Несмотря на более высокую стоимость этого решения оно более предпочтительно, так как поддается корректному расчету и его работа полностью ясна. Для компенсации потери грузоподъемности пролетных строений в результате дополнительной нагрузки от демпферов было проведено усиление пролетных строений с использованием фибробетона [13]. Рисунки 20 и 21 иллюстрируют установку демпферов в пролетных строениях Волгоградского моста.
Рис. 20. Установка демпферов внутри пролетного строения Волгоградского моста.
Источник: http://34bloga.ru/2067/
Рис. 21. Процесс установки демпферов в пролетном строении моста. Источник:
http://34bloga.ru/2067/
3.3. Гидродинамический гаситель колебаний неразрезных пролетных строений мостов
Как выше уже отмечалось, для аэродинамического гашения колебаний пролетных строений неразрезных мостов могут использоваться специальные аэродинамические обтекатели, при разработке которых обычно применяется аэродинамическое моделирование модели моста в аэродинамической трубе.
В работах профессора Г.А. Наумовой и ее аспирантки С.А. Пономаренко [3, 4, 5] предложен способ гашения колебаний, реализующий принцип открытой энергетической системы. На рисунке 22 показаны принципы работы гасителей колебаний динамического и гидродинамического типа.
Принцип работы динамического гасителя Принцип работы гидродинамического гасителя
"Закрытая система" "Открытая система"
Рис. 22. Принцип работы гасителей динамического и гидродинамического типа [4]
Гидродинамический гаситель конструктивно состоит из двух основных элементов: поршня-гасителя в виде круглой плиты, прикрепленной штоком к середине колеблющегося пролетного строения и стакана круглого сечения, устанавливаемого в воде под пролетным строением, в котором и размещается и перемещается поршень в процессе колебаний (рис. 23). При колебаниях пролетного строения моста его вертикальные перемещения передаются через шток круглого гасителя колебаний, который перемещаясь в воде, заключенной в объем стакана, рассеивает энергию колебательных перемещений пролетного строения в воду.
Рис. 23. Схематическое устройство гидродинамического гасителя колебаний пролетного
строения моста [4].
Более детальное описание гидродинамического гасителя колебаний пролетных строений мостов можно найти в статьях [3, 4, 5].
Заключение
В статье показано, что значительные колебания балочных неразрезных пролетных строений мостов, аналогичные тем, которые наблюдались у Волгоградского моста не являются таким уж исключительным явлением. Отмечено что аналогичные колебания наблюдались у виадука Tozaki, Япония; у моста через Токийский залив (Trans Tokyo Bay Highway bridge), Япония; у мостового перехода к аэропорту Kansai, Япония; у мостов -подходов к мосту Oshima, Япония; у моста Rio-Niteroi в Рио де Жанейро, Бразилия; у мостов-подходов к Восточному мосту Большой Бельт, Дания. Довольно подробно рассмотрены наблюдаемые колебания у виадука Tozaki в Японии в 1982 году и проведенные в аэродинамической трубе исследования этого моста с целью уточнения причины, вызвавшей такие колебания и отработки способов гашения таких колебаний. Показано, что использование аэродинамических гасителей для этого моста оказалось неэффективным. Также рассмотрены колебания металлической трех пролетной части в середине моста Рио-Нитерой в Рио де Жанейро в Бразилии и приведен способ гашения колебаний этой металлической части пролетного строения. Способ основан на применении специальных атенюаторов - гасителей, встраиваемых внутрь пролетного строения моста.
Далее рассмотрено экспериментальный анализ аэродинамической устойчивости моста через Волгу в Кинешме, который по конструкции близок к Волгорадскому мосту и показано что предлагаемые меры позволяют значительно уменьшить амплитуду колебаний моста. Описаны решения по гашению колебаний, которые рассматривались для Волгоградского моста и показано, какое решение было осуществлено. В конце рассмотрен предложенный волгоградскими специалистами гидродинамический гаситель колебаний, оказавшийся по утверждению авторов весьма эффективным.
ЛИТЕРАТУРА
1. Овчинников И.И., Овчинников И.Г., Филиппова В.О. Танцующий мост в Волгограде: причины, аналогии, мероприятия. Часть 1. Причины // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 7, №5 (2015) http://naukovedenie.ru/PDF/27TVN/515.pdf (доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. Рус.
2. Харебава Ж.А., Фанин С.П., Овчинников И.Г., Раткин В.В. Внеклассные автодорожные мосты Нижневолжского региона. Саратов. Издательский центр «Наука». 2008. 360 с.
3. Наумова Г.А., Пономаренко С.А. Гидродинамический способ гашения колебаний мостовых пролетов [Текст] / Г.А. Наумова, С.А. Пономаренко // Вестник гражданских инженеров. - 2012. - №6 (35). - С. 51-59.
4. Наумова Г.А., Саманов В.В., Пономаренко С.А. Гидродинамический гаситель мостовых колебаний // Вестн. Волгогр. Гос. Ун-та. Сер. 10, Иннов. Деят. Вып. 7. 2012. С. 93 - 98.
5. Наумова Г.А., Пономаренко С.А. Решения проблемы аэродинамической неустойчивости балочных неразрезных мостов [Текст] / Г.А. Наумова, С.А. Пономаренко // Дорожная держава. - 2013. - №50. - С. 30-34. (0,54 п.л.).
6. Пономаренко С.А. Прочностной расчет плиты поршня гидродинамического гасителя колебаний балочных неразрезных мостов / С.А. Пономаренко // Интернет-журнал «Науковедение», 2014. №5 (24) [Электронный ресурс]. - М.: Науковедение, 2014. - Режим доступа: http://naukovedenie.ru /PDF/24KO514.pdf, свободный. - Загл. С экрана.
7. Shigeki Kusuhara, Ikuo Yamada, Naoki Toyama. Réévaluation on aerodynamic stability of steel box girder // The Seventh Asia-Pacific Conference on Wind Engineering, November 8-12, 2009, Taipei, Taiwan.
8. Miyata T., Yamada H., Yokoyama K., Kanazaki T., Iijima T. and Tatsumi M. (1991), "Construction of Boundary Layer Wind Tunnel for Long-span Bridges", Eighth International Conference On Wind Engineering, Ontario, Canada, July 8~12.
9. Upstone J. and Reily D., "Construction of the navigation spans of the Rio - Niteroi bridge, Brazil", Proc. Institution of Civil Engineers, Part 1, pp. 227 - 246, vol. 66, May, 1979.
10. Battista, R.C. Multiple Synchronized Dynamic Attenuators of Wind-induced Oscillations of Rio-Niteroi Bridge // Society of Experimental Mechanics. Access mode: http://sem-proceedings.com/23i/sem.org-IMAC-XXIII-Conf-s08p02-Multiple-Synchronized-Dynamic-Attenuators-Wind-induced-Oscillations.
11. Robinson R. and Savage M.G., "Wind tunnel investigation of the President Costa e Silva bridge, Rio de Janeiro, Brazil", Laboratory Technical Report LTR - LA - 311, National Aeronautical Establishment, National Research Council Canada, Ottawa, March, 1989.
12. Battista, R.C.; Pfeil, M.S., "Active-Passive control of vortex-induced oscillations of Rio-Niteroi bridge", EURODYN'96, Proceedings of the Third European Conference on Structural Dynamics, Structural Dynamics vol.1, pp. 561-567, Florence, Italy, June 1996, A.A. Balkema Publishers, Rotterdam, 1996.
13. Разработка проектной документации на капитальный ремонт первого пускового комплекса первой очереди мостового перехода через р. Волга в г. Волгограде. -М.: Гипротрансмост, 2011. - 688 с.
Рецензент: Статья рецензирована членами редколлегии журнала.
Ovchinnikov Ilya Igorevich
Yuri Gagarin state technical university of Saratov
Russia, Saratov
Moscow state automobile&road technical university (Sochi branch)
Russia, Sochi E-mail: [email protected]
Ovchinnikov Igor Georgievich
Perm national research polytechnic university
Russia, Perm
Yuri Gagarin state technical university of Saratov
Russia, Saratov
Moscow state automobile&road technical university (Sochi branch)
Russia, Sochi E-mail: [email protected]
Filippova Viktorya Olegovna
Yuri Gagarin State Technical University of Saratov
Saratov, Russia E-mail: [email protected]
Dancing bridge in Volgograd: reasons, analogies, measures.
Part 2. Analogies, measures
Abstract. In article it is shown that significant oscillations of the beam continuous bridge spans, similar to those observed in the Volgograd bridge are not quite so exceptional phenomenon. It is noted that similar oscillations were observed in the Tozaki viaduct, Japan; near the bridge over Tokyo Bay (Trans Tokyo Bay Highway bridge), Japan; the bridge to Kansai airport, Japan; at the bridge approaches to the bridge Oshima, Japan; near the bridge Rio-Niteroi in Rio de Janeiro, Brazil; bridges-approaches to East Great belt bridge, Denmark. Addressed in some detail the observed oscillations of the Tozaki viaduct in Japan in 1982 and conducted wind tunnel studies of bridge with a view to clarifying the cause of such fluctuations and development of ways of damping such oscillations. It is shown that the aerodynamic damping for this bridge proved to be ineffective. Also vibrations of three-span metal part in the middle of the bridge Rio-Niteroi in Rio de Janeiro in Brazil and provides a method of damping the vibrations of this metal part of the superstructure. The method is based on the use of special attenuator - absorbers, embedded inside the bridge span.
Further experimental analysis of the aerodynamic stability of the bridge across the Volga in Kineshma, which by construction are close to Volgograd bridge and it is shown that the proposed measures can significantly reduce the amplitude of the oscillations of the bridge. The described solution by damping, which was considered for the Volgograd bridge and shows how the decision was implemented. At the end of the proposed Volgograd by specialists of the hydrodynamic vibration damper, appeared according to the authors very effective.
Keywords: dancing bridge; vibrations; dynamics; pavement; corrosion protection; bearings; vibration damping; aerodynamics of bridges.
REFERENCES
1. Ovchinnikov I.I., Ovchinnikov I.G., Filippova V.O. Tantsuyushchiy most v Volgograde: prichiny, analogii, meropriyatiya. Chast' 1. Prichiny // Internet-zhurnal «NAUKOVEDENIE» Tom 7, №5 (2015) http://naukovedenie.ru/PDF/27TVN/515.pdf (dostup svobodnyy). Zagl. s ekrana. Yaz. Rus.
2. Kharebava Zh.A., Fanin S.P., Ovchinnikov I.G., Ratkin V.V. Vneklassnye avtodorozhnye mosty Nizhnevolzhskogo regiona. Saratov. Izdatel'skiy tsentr «Nauka». 2008. 360 s.
3. Naumova G.A., Ponomarenko S.A. Gidrodinamicheskiy sposob gasheniya kolebaniy mostovykh proletov [Tekst] / G.A. Naumova, S.A. Ponomarenko // Vestnik grazhdanskikh inzhenerov. - 2012. - №6 (35). - S. 51-59.
4. Naumova G.A., Samanov V.V., Ponomarenko S.A. Gidrodinamicheskiy gasitel' mostovykh kolebaniy // Vestn. Volgogr. Gos. Un-ta. Ser. 10, Innov. Deyat. Vyp. 7. 2012. S. 93 - 98.
5. Naumova G.A., Ponomarenko S.A. Resheniya problemy aerodinamicheskoy neustoychivosti balochnykh nerazreznykh mostov [Tekst] / G.A. Naumova, S.A. Ponomarenko // Dorozhnaya derzhava. - 2013. - №50. - S. 30-34. (0,54 p.l.).
6. Ponomarenko S.A. Prochnostnoy raschet plity porshnya gidrodinamicheskogo gasitelya kolebaniy balochnykh nerazreznykh mostov / S.A. Ponomarenko // Internet-zhurnal «Naukovedenie», 2014. №5 (24) [Elektronnyy resurs]. - M.: Naukovedenie, 2014. - Rezhim dostupa: http://naukovedenie.ru /PDF/24KO514.pdf, svobodnyy. -Zagl. S ekrana.
7. Shigeki Kusuhara, Ikuo Yamada, Naoki Toyama. Reevaluation on aerodynamic stability of steel box girder // The Seventh Asia-Pacific Conference on Wind Engineering, November 8-12, 2009, Taipei, Taiwan.
8. Miyata T., Yamada H., Yokoyama K., Kanazaki T., Iijima T. and Tatsumi M. (1991), "Construction of Boundary Layer Wind Tunnel for Long-span Bridges", Eighth International Conference On Wind Engineering, Ontario, Canada, July 8~12.
9. Upstone J. and Reily D., "Construction of the navigation spans of the Rio - Niteroi bridge, Brazil", Proc. Institution of Civil Engineers, Part 1, pp. 227 - 246, vol. 66, May, 1979.
10. Battista, R.C. Multiple Synchronized Dynamic Attenuators of Wind-induced Oscillations of Rio-Niteroi Bridge // Society of Experimental Mechanics. Access mode: http://sem-proceedings.com/23i/sem.org-IMAC-XXIII-Conf-s08p02-Multiple-Synchronized-Dynamic-Attenuators-Wind-induced-Oscillations.
11. Robinson R. and Savage M.G., "Wind tunnel investigation of the President Costa e Silva bridge, Rio de Janeiro, Brazil", Laboratory Technical Report LTR - LA - 311, National Aeronautical Establishment, National Research Council Canada, Ottawa, March, 1989.
12. Battista, R.C.; Pfeil, M.S., "Active-Passive control of vortex-induced oscillations of Rio-Niteroi bridge", EURODYN'96, Proceedings of the Third European Conference on Structural Dynamics, Structural Dynamics vol.1, pp. 561-567, Florence, Italy, June 1996, A.A. Balkema Publishers, Rotterdam, 1996.
13. Razrabotka proektnoy dokumentatsii na kapital'nyy remont pervogo puskovogo kompleksa pervoy ocheredi mostovogo perekhoda cherez r. Volga v g. Volgograde. -M.: Giprotransmost, 2011. - 688 s.
