Kispad

Kispad: közös blog
4230 cikk, 53862 hozzászólás
Szerzők | Tudnivalók | Feedek


Galloping Gertie

Laliló cikke a Blog rovatból, 2005. december 14. szerda, 02:03 | 5 hozzászólás

Olyan ez, mint amikor az ember véletlenül egy régmúlt kor maradványára bukkan. Egy régi titok, amiről már el is feledkeztünk, és hirtelen tessék, itt a megoldás. Olvasom a Seattle Survival Guide-ot, és ifjúkori érdeklődésemet, sőt talán pályaválasztásomat is meghatározó emlékre bukkanok.

Emlékszem, mindig nagyon lenyűgöztek Öveges professzor kísérletei. Különösen a szódapatronnal folytatott rakétakísérletek. (Többszöri elhatározás után sem mertem kiszúrni a patron zárókupakját gyerekkoromban.) "De érdekesek ezek a jelenségek, ezt jobban meg kell értenem!" - gondoltam gyerekfejjel. Aztán volt ez az elképesztő film, arról a berezonált hatalmas hídról, rajta az autóval...

GertieS.gif torsion.gif

Nos, ez nem más mint a Tacoma Narrows Bridge, Seattle-től délre vagy 50 kilométerre! (Ma így néz ki felülről.)


A Tacoma Narrows Bridge 1940-ben épült, akkoriban a világ harmadik leghosszab hídja, a kor legmodernebb függőhídja volt. Azonban már az átadás után furcsán viselkedett, szeles időben sokszor berezonált a híd, "galoppozni" kezdett. A leírások szerint gyakran 1 méteres kilengései voltak, le-fel. (Lásd az első kép fentebb.) Így ment ez hónapokig, az emberek már hozzá is szoktak, rendeltetésszerűen használták a hídat a rezgések ellenére is. Aztán egy novemberi napon, a reggeli szokásos galoppozás után, Gertie hirtelen a szokásos le-fel rezgés helyett új hullámformát, csavarodó rezgést vett fel. 5 perc alatt a rezonáció gigantikus méretűvé erősödött, a híd szélei kb. 8 méteres amplitúdóval rezegtek, 45°-os szögig elfordulva. És ez így ment egy órán keresztül! 11 órakor aztán feladta a vasszerkezet, leomlott a híd... Valószínűleg máig ez a legcoolabb fizikai kísérlet, nem holmi számítógépes modell, meg szélcsatornás makett :).

Feljavított rövidfilm a rezonációról (Quicktime, 2,8 MB) (forrás: www.physics2000.com)

Hosszabb fekete-fehér dokumentumfilm (Streaming) (forrás: Internet Archive) - ugorjatok kb. a harmadára, az elején a felavatás van megörökítve.

A híd összeomlásának története, hosszabb leírás történelmi és műszaki érdeklődésűeknek. (Forrás: Washington State Department of Transportation)

Gertie mozgását (is) leíró egyenletek (korhatáros :) ) (forrás: Salt Lake Community College)

» Ugorj a hozzászóló ablakhoz

Megosztások Facebookon

Eddigi hozzászólások (5)

1

Alfi, 2005. december 14. szerda, 18:17 (#)

Hát igen,
ez a függőhíd még az elsők között épült és teljesen más arányokkal készült mint a Golden Gate.
Emiatt szakadt le.
Sokkal "érzékenyebb"lett.:-)))

2

phy, 2005. december 15. csütörtök, 22:20 (#)

valójában nem figyeltek a híd sajátrezgéseire. Ha egy kényszerrezegtető (jelen esetben a szél) eltalálja - és eltalálta - a híd sajátrezgését, az rezonanciakatasztrófát szenved. Azaz végtelen amplitudóval fog rezegni. A megfelelő egyenletben ez a 0-val osztás esetén áll fenn...

3

methan, 2005. december 17. szombat, 09:31 (#)

"valójában nem figyeltek a híd sajátrezgéseire" írod, ami azt sugallja, hogy akár oda is figyelhettek volna. pedig nem, hisz az egész sajátrezgés-elméletet később dolgozták ki. rendszere összetákolásakor ptolemaiosz sem figyelhetett oda arra az egyszerű tényre, hogy a föld kering a nap körül és nem fordítva. mindezeken felül még az sem állítható, hogy a híd elégtelen sajátrezgése miatt dőlt volna össze, mivel egy szerkezet sajátrezgésének csak a szerkezet rezgését gerjesztő erők kontextusában van értelme. a fotelom sajátrezgését is lehet számolni, de mivel nem érik rezgéskeltő behatások, így a sajátrezgése - bármennyi legyen is az számszerűen - biztosan megfelelő. a szél rezgésgerjesztése viszont egyenletekkel igen kevéssé megragadható, ezért szokás szélterelő elemeket használni: így a modellezhetetlenül sokirányú szélerő a szerkezetre már csak egy-két ismert irányból hat. a tacománál is készültek ilyeneket felrakni, csak pár héttel elkéstek. egyébként korántsem biztos, hogy a szélterelők megmentették volna a hidat: a pillérek kóros karcsúságán és az egész szerkezet szintén kóros önsúly-hiányán azok nem sokat segíthettek volna. mert a híd vesztét ez a két elem okozta, arányaival - már amennyiben a rendszerint hivatkozott fesztáv-szerkezetmagasság arányra gondoltál, alfi, ami itt asszem 1:350-hez - semmi gond nem volt, bár valóban eltért a golden gate-étől, de pl. a washington-bridge-ével (ami ma is áll), ha jól tudom pontosan megegyezett. csakhogy az önsúlya két nagyságrenddel kisebb volt. ezt az egész történetet egyébként a 20-as években beinduló nagy karcsúsítóverseny részeként érdemes szemlélni, amelyben a tervezés egyik legfontosabb szempontja az esztétikusan kecses megjelenés lett (nagyon helyesen). ja, és hogy "ez a függőhíd még az elsők között épült" volna, azt igazán nem mondhatni: a függőhíd elvének szabadalmát valamikor 1800 körül jegyezték be amerikában (és addigra már több mint tíz ilyen rendszerű híd állt).

4

ses, 2005. december 17. szombat, 18:12 (#)

Methan, nem is próbálok szakértelmet tettetni a tárgyban, de azért megemlítem, hogy James Burke "The Konwledge Web" című könyvében mintha ellentmondana neked.

Szerinte a magyar Kármán Tódor volt az, aki elméleti úton már a híd összeomlása előtt felvetette, hogy a testet elhagyó légörvények meghatározott esetben ilyen rázkódáshoz vezethetnek. Utólag pedig egy modell segítségével be is bizonyította, hogy a híd tömör oldalfala volt a katasztrófa közvetlen kiváltója. Ennek nyomán aztán gyorsan fel is sliccelték az összes többi zárt falú hidat.

Hiába, a magyarok mindenütt ott vannak! :)

5

methan, 2005. december 20. kedd, 21:00 (#)

szakértelmet, asszem, senki sem tettethet a tárgyban; voltaképp pont azt akartam kifejezni, hogy a hídépítés szerintem mennyire ellenőrizhetetlen és bizonyíthatatlan tudomány(?). burke, ha jól értem, azzal mond nekem ellent, hogy a kármán-féle elmélet (amúgy eddig nem ismertem, mint ahogy az utólagos kísérletét sem - köszönöm a remek olvasnivaló-tippet) komolyanvételével megelőzhető lett volna a baj. lehet. bár én is csak annyit állítottam, hogy nem biztos. na ezt fenntartom. a hangsúly az én olvasatomban a 'meghatározott esetben' a 'vezethetnek' és 'modell' szavakon van. úgyhogy osztom a véleményed, a 'bizonyította' szó kivételével.
mindenki, aki ezekkel a dolgokkal foglalkozik, szerintem sötétben tapogatozó lámpásvivő: ki többet, ki kevesebbet világít be abból a csak részleteiben ismert tudásból, ami egy híd megépítéséhez szükséges, de senkinek nem világos egyben az egész (nem véletlenül botlik egy híd megtervezése során 53 féle biztonsági tényezőbe az ember, bár igaz, jónéhány egymástól független is van közöttük). van aki pontosabban érzi, meddig mehet el - mondjuk ammann a george washingtonnal; van aki kevésbé (vagy érzi pontosan és mégis bepróbálkozik, hogy láthassa, mi van odaát) - lásd moiseiff a gertievel.

1996-ban volt egy eset rotterdamban: szeptemberre megépítették az erasmus nevű ferdekábeles hidat és novemberben majdnem leszakadt (nagyon hasonló körülmények között, mint gertie, csak sikerült megfékezni). utólag kiderítették modellkísérletekkel, hogy egy bizonyos intenzitású esőben egy bizonyos erősségű és irányú szél úgy tereli a kábel alsó és felső oldalára majd szakítja le ritmikusan kis adagokban a vizet, hogy az a kábelekre komoly oldalirányú dinamikus terhelést ad át, amitől azok egyre nagyobb amplitudójú rezgésbe kezdenek. a kísérletből az is kiderült, hogy 10 m/s-nál lassabb és 18 m/s-nál gyorsabb szél ártalmatlan lett volna, mint ahogy az iránya is merőleges kellett legyen ahhoz, hogy ilyen hatást válthasson ki; továbbá a lehulló csapadék mennyisége sem lehetett sem kevesebb (akkor a szél hatására nem válik szét két ágra a kábel alján-tetején), sem több (mert akkor gravitációsan lepottyannak minden különösebb következmény nélkül). bár a jelenséget még csak nem is igazán értik (nemhogy elmélet lenne rá, vagy tervezési módszer a kiküszöbölésére), azért így elmondva tök logikus, de kinek jutott volna eszébe előre ez a fogatókönyv, és ha lett volna ilyen, hányan nézték volna hülyének? aztán, mindettől függetlenül, hol van egy modellkísérlet a valóban megtörtént esettől?


Hozzászólsz?

Igen

Hozzászólást csak névvel együtt fogadunk el. Ha linket írsz be, akkor előtte és utána hagyj egy szóközt, főleg akkor, ha zárójelbe teszed.


Az oldal tetejére | Szerzők, tudnivalók, feedek | sesblog és Kispad © 2003-2010 ervin, eszpee, stsmork