Kmitajíci most Hu-men v čínské provincii Quan-Dong v praxi ukázal fenomén, na který již dříve ve svých studiích upozorňovali pracovníci z Oddělení dynamiky a aerodynamiky Ústavu teoretické a aplikované mechaniky AV ČR. Analýzou oscilací, které by mohly vznikat v důsledku umístnění protivětrných bariér na mostní konstrukci, se kolegové z ÚTAM AV ČR zabývali jako jedni z prvních na světě.
Dne 5. 5. 2020 se v mediích objevila zpráva o uzavření visutého mostu Hu-Men v čínské provincii Quan-Dong. Ze záběru kamer (video naleznete na konci článku) mohli lidé vidět, že konstrukce mostu byla rozkmitána silným větrem. Oscilace od větru jsou na podobných konstrukcích běžné a je s nimi počítáno v návrhu. Běžně se pro analýzu kmitání používají experimenty v aerodynamickém tunelu, doplněné o teoretické analýzy a většina mostů nebo lávek je tak relativně bezpečná.
V tomto případě se však ukázalo, že k silným a nepřijatelným vibracím došlo po zbudování protivětrových bariér na mostě, které jsou sice účinné při ochraně vozidel, avšak na druhé straně mohou významně změnit aerodynamické poměry a rozložení fluktuačních sil na jinak dobře navržené konstrukci. Analýzou tohoto fenoménu se zabývali pracovníci Ústavu teoretické a aplikované mechaniky AV ČR (Oddělení dynamiky a aerodynamiky), kteří ve svých studiích publikovaných ve světových časopisech ( Journal of Bridge Engineering, Journal of WInd Engineering and Industrial Aerodynamics, Engineering Structures) na možný vznik oscilací a ztrátu stability mostu v důsledku vlivu bariér a dopravy upozornili jako jedni z prvních.
Příčinou divergentních oscilací mostu je obvykle zásadní změna průběhu koeficientů sil a momentů, které jsou funkcemi frekvence a úhlu náběhu turbulentního větru, vznikajících na mostovce a jejich vzájemných poměrů. Větrná bariéra obvykle zhoršuje dynamickou stabilitu známou v inženýrském žargonu pod názvem torzní flutter. Kmitání mostu ztráty na životech ani větší materiální škody, na rozdíl od nedávných havárií mostů v Itálii, nezpůsobilo, prokázalo však opět, že bezpečnost staveb je téma, které si stále zaslouží pozornost v celosvětovém měřítku.
Související články:
Buljac, A. – Kozmar, H. – Pospíšil, Stanislav – Macháček, Michael : Flutter and galloping of cable-supported bridges with porous wind barriers. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. Roč. 171, December (2017), s. 304-318. ISSN 0167-6105
Buljac, Andrija – Kozmar, H. – Pospíšil, Stanislav – Macháček, Michael: Aerodynamic and aeroelastic characteristics of typical bridge decks equipped with wind barriers at the windward bridge-deck edge. Engineering Structures. Roč. 137, April (2017), s. 310-322. ISSN 0141-0296
Pospíšil, Stanislav – Buljac, A. – Kozmar, H. – Kuznetsov, Sergeii – Macháček, Michael – Král, Radomil: Influence of stationary vehicles on bridge aerodynamic and aeroelastic coefficients. Journal of Bridge Engineering. Roč. 22, č. 4 (2017), č. článku 05016012. ISSN 1084-0702
Zdroj: Youtube, South China Morning Post