Созданы подвижные опоры мостов, вдохновленные конечностями
Новая конструкция моста, которой посвящена работа инженеров Техасского университета A&M, известна как гибридный скользящий-качающийся мост. Его колонны так же устойчивы, как и типичные бетонные мостовые колонны, но при этом способны поглощать больше энергии от сотрясений земли благодаря подвижным соединениям и сегментам, вдохновленным человеческими конечностями. Если происходит землетрясение, отдельные части опор скользят друг по другу, а не трескаются — по крайней мере, на бумаге. Но от теории до практики, как известно, весьма неблизкий путь.
«Наша конструкция моста относительно новая, а потому в мире попросту существует не так много научной литературы, к которой мы могли бы обратиться», — признался автор исследования, доктор Петрос Сидерис. «Мы использовали нетрадиционный подход, наняв группу экспертов по повреждению и ремонту мостов, чтобы восполнить наш пробел в знаниях».
Эта группа экспертов провела серию экспериментов, в которых гибридные скользящие-качающиеся колонны подвергались нагрузкам, имитирующим сейсмическую активность. Это позволило ученым наблюдать за происходящими повреждениями в реальном времени и предложить методы и смету затрат на их ремонт. Используя эту информацию, они сначала отремонтировали колонны, а затем подвергли их еще более частым «толчкам».
Эксперименты позволили команде сравнить производительность отремонтированных опор с опорами в их исходном состоянии, а также с классической бетонной версией. Инженеры обнаружили, что гибридные скользящие-качающиеся колонны испытывали меньше повреждений, чем традиционные конструкции, и очень мало повреждений в целом. Они оставались стабильными даже когда подвергались воздействиям, эквивалентным землетрясениям, которые случаются раз в несколько тысяч лет. Когда же новые опоры действительно были повреждены, ученые выяснили, что их можно легко залатать раствором и углеродными волокнами.
«Ремонт мостов — медленный процесс и стоит значительных денег. Новые конструкции мостов хоть и будут изначально немного дороже в строительстве, будут выгоднее в долгосрочной перспективе, поскольку они более прочные. Сэкономленные деньги могут быть использованы для других целей, а не на постоянный ремонт инфраструктуры», — пишут ученые.
Исследование было опубликовано в Journal of Structural Engineering, а сам доктор Петрос Сидерис сделал обзор гибридных мостовых опор в отдельном ролике:
