Azione dell'onda verticale sul ponte

Rio de Janeiro, in Brasile, è attualmente sbalordito dal fatto che ieri una serie di nuovissimi (innaugurati a gennaio) ponte ciclabile lungo la costa è crollato quando colpito da un'onda, uccidendo alcune persone che erano lì al momento.

Alcuni video sono emersi:

Questo è del momento in cui è crollato, ma l'uomo dietro la telecamera non ha notato cosa è successo fino a pochi istanti dopo, quindi non puoi vedere chiaramente l'onda che colpisce la struttura, ma puoi vedere come le onde vengono reindirizzati e sbattono contro la struttura quasi verticalmente.
Questo è dopo il crollo, ma mostra chiaramente le conseguenze. Alle 2:15 puoi vedere un esempio di un'altra onda che sale sulle rocce, spruzzando più in alto della strada. Alle 2:30 puoi vedere le colonne (incluso il loro topping, dove la trave era supportata sono in perfette condizioni e non sembrano presentare alcun danno.
Questo articolo mostra una rappresentazione video di ciò che si ritiene sia accaduto: le onde hanno sollevato il raggio dai pilastri e provocato una rotazione del corpo rigido attorno al proprio asse. Ciò, insieme alle condizioni di zecca delle parti superiori delle colonne, implica che il progetto probabilmente non ha adottato una connessione trave-colonna che potesse resistere alla tensione, che avrebbe quindi impedito il "decollo" della trave.

Ora, la mia vera domanda è: come si calcola una struttura per resistere a un tale carico? Ho fatto qualche ricerca e ho trovato alcuni articoli ( [A] [B] [C] [D] ) riguardanti l'azione dell'onda sui ponti, ma tutti considerano il caso più comune di un'onda che si muove in direzione orizzontale colpendo il lato di un ponte. Ora, come si dovrebbe tradurre questo in questo caso, con l'onda spinta (e possibilmente accelerata) verticalmente?

Esistono codici che tengono conto di tali casi? Inoltre, più in generale, ci sono dei codici che definiscono anche l'azione dell'onda standard? I codici internazionali vanno bene. (Mi sto appoggiando un po 'alla posizione di Rick Teachey sul meta post "raccomandazioni / trovare cose" per questa parte).

— Wasabi
fonte

Sembra un caso di carico molto raro. Ho controllato le rotte sui fiumi per la galleggiabilità, ma non ho mai pensato all'energia verticale delle onde.

— hazzey

Scommetto che ci sarà una rapida analisi della resistenza di sollevamento verticale e un nuovo codice aggiunto al design del ponte :-(. Nel frattempo, perché non prendere le regole di progettazione per la resistenza agli shock orizzontali (attacco d'onda) e applicarle in verticale direzione? Cioè, considera la riprogettazione dei fissaggi verticali più simile a quelli orizzontali.

— Carl Witthoft,

@CarlWitthoft: Con la mancanza di altre opzioni, penso che sia quello che farei, ma non sono sicuro di quanto sia valido. Dopotutto, in questo caso l'onda non si è davvero comportata come un'onda, poiché è stata deviata ed è diventata più simile a un getto d'acqua che sbatteva contro il ponte. Ma sì, non riesco a pensare a una soluzione migliore. Volevo solo sapere se qualche codice aveva qualcosa di più vicino a questa realtà, tanto insolito quanto lo è.

— Wasabi

Vorrei iniziare facendo un sondaggio e scoprire quanto è alta la colonna d'acqua che si solleva verticalmente in quella zona. Usando l'equazione di bernoulli semplificherei questo, supponendo che il livello del suolo sotto il ponte sia dove si trova un orifizio. Da ciò presumo che una colonna verticale di acqua raggiunga un apice, come discusso. Bernoulli fa il resto. Questo è molto semplice, ma dovrebbe dare un risultato eccessivamente conservativo, che sarà dalla parte della realtà.

— NamSandStorm,

Avrò bisogno di un po 'di tempo per prepararlo correttamente, lo farà.

— NamSandStorm,

Risposte:

Capisco che questa domanda riguarda un evento in Brasile e non negli Stati Uniti. Tuttavia, la sezione 3.7.4 (Carichi d'onda) delle specifiche di progettazione del ponte AASHTO LRFD 2012 dice semplicemente:

L'azione dell'onda sulle strutture del ponte deve essere considerata per le strutture esposte in cui può verificarsi lo sviluppo di forze d'onda significative.

(Questo non è un riassunto; è letteralmente l'intera sezione.)

Il commento raccomanda di fare riferimento al Manuale di protezione della costa del Centro di ricerca ingegneristica costiera. Copie del manuale (almeno edizioni precedenti) sembrano essere disponibili tramite una rapida ricerca su Google; è molto lungo e non ho familiarità con me stesso, quindi potrebbe o meno avere raccomandazioni specifiche per il calcolo dei casi di carico per l'azione delle onde verticali. Forse qualcuno che ha più familiarità con il manuale può modificare la mia risposta con ulteriori informazioni.

— Rick supporta Monica
fonte

-1

Penso che in questo caso particolare la forza di tensione sul ponte dovrebbe essere calcolata considerando la superficie inferiore del ponte come una girante della pompa dell'acqua o la resistenza indotta sulla punta di un sottomarino o siluro. L'intero fondo della geometria del ponte dovrebbe offrire la minima resistenza al flusso di rottura dell'onda. Le forze dinamiche di resistenza sono molto simili ai metodi già esistenti per progettare sottomarini! se la geometria dell'abutment è potenzialmente in grado di creare un impatto esplosivo che deve essere tenuto in considerazione. Sicuramente ci saranno nuove ricerche e codici aggiunti per questo caso particolare in futuro. È solo che questo è un nuovo fenomeno. Avevo progettato un ponte di cemento comprendente una piscina sospesa sostenuta da 6 cassioni di cemento da 45 "in profondità nella roccia fresca. E dopo alcuni anni che visitavo il lavoro, notai che alcuni dei cassoni avevano delle crepe nella parte in cui incontravano la lastra dovuta al sollevamento stagionale e alla forza di insediamento dei terreni argillosi. Bisogna pensare a tutte le eventualità quando si progettano questi tipi di strutture!

— Kamran
fonte