Новые технологии для мостов

В этом выпуске физики международная группа исследователей предложила новую технологию, которая может отвлечь от вибрации несущих элементов моста, чтобы избежать катастрофических обвалов.

Мишель Брюн, Александр Мовчан, Ян Джонс и Росс МакПедран описывают «волны-обход» техники, которая имеет много общего с теми, которые используются исследователями, планировавших создать Гарри Поттера в стиле плащей-невидимок, которые эксплуатируют человеческий труд производства материалов, известных как метаматериалы, способных согнуть свет вокруг объектов.

Во главе с Мовчаном, который работал в Университете Ливерпуля, исследователи предложили решение «легких изменений», чтобы существующие мосты крепились болтами специальных легких конструкций к нижней главной «палубе» моста. Эти структуры будут состоять из концентрированных кубических блоков или резонаторов, связанных друг с другом, и мостом серией бар. Резонаторы, которые появляются под мостом, как набор подвесных корзин, могли быть доработаны под конкретную вибрацию, сделать мост подверженным к разрушению, то есть колебания попадают в резонаторы, что обеспечивает безопасность моста.

Мост через пролив Такома, пожалуй, самый известный пример моста, который рухнул в ответ на внешние силы. В 1940 году при сильном ветре его ритмичность вошла в резонанс с собственной частотой моста, заставляя его сгибать и крутить, пока он не рухнул. Хотя с 21-го века структуры гораздо более надежными, предложения исследователей были вдохновлены событиями на мосту над Волгой два года назад.  Длина моста составила 7,1 км, он пересекает реку Волга в России, который были вынуждены закрыть в мае 2011 года - менее чем через год после открытия – когда длинноволновые резонансные вибрации, вызванные в разделах моста, вызвали сгибы. Аналогичная проблема поразила Миллениум-мост в Лондоне, когда он впервые открылся в 2000 году.

«Несмотря на то, что для Волги мосты были разработаны тысячелетия назад с использованием стандартных пакетов, тот факт, что проблемы возникли, показывает, что это все слишком легко, имея даже большие и сложные структуры, чтобы не заметить вибраций, которые могут привести к структурным проблемам в реальных условиях», - пишут исследователи. Понятие волны байпас также широко распространено в природе, в частности, у некоторых мотыльков и бабочек, которые имеют замечательные наноструктуры, создающие дифрагирующее зеркало. Зеркала воронки превращают свет желаемого цвета в яркий оптический дисплей на теле организма.

18/09/2013, 09:09