كيف يمكن للرياح الخفيفه ان تؤدي الى اهتزاز الجسر
 |
كيف يمكن أن تتسبب الرياح الخفيفة في اهتزاز الجسر تمامًا؟ تتأثر المنشآت البشرية والصناعات بالعديد من العوامل الطبيعية ، حيث أثار تأثير الرياح على الجسور استنكار العلم والعلماء في الآونة الأخيرة ؛ وقد ظهر ذلك بالتزامن مع تفاقم المشكلات التي تواجه الخبراء ، بدءًا من عملية البحث والاستقصاء حول ارتداد الصدى بين الجسور والرياح في المجال المادي ، وبما أنها تعتبر محط اهتمام ، فسوف نناقش ذلك. بالتفصيل في هذا المجال.
ظاهرة طبيعية
الظواهر الطبيعية هي مصطلح شامل يشير إلى التغيرات التي تحدث فوق وتحت الكرة الأرضية وتترك أثراً ملموساً ، وهي فريدة من نوعها من حيث أن العنصر البشري لا يتدخل في حدوثها إطلاقاً ، وتتفاوت التأثيرات ما بين السلبية والإيجابية على حياة الكائنات الحية ، وقد يصل الأمر إلى حد تهديد الحياة على الأرض أو منطقة جغرافية على الأقل ، وذلك بفضل ظهور هذه الظواهر ويرجع ذلك إلى الخالق تعالى الذي أودعها في الكون إلى تلبية احتياجات الأرض والحياة الكاملة عليها ، ومن أبرز هذه الظواهر الحرارة والرياح والمد والجزر ودوران الأرض حول الشمس وتعاقب الليل والنهار وغير ذلك الكثير ، وقد حان الوقت الدخول في صلب الموضوع هو كيف يمكن أن تتسبب الرياح الخفيفة في اهتزاز الجسور ، الكبيرة والصغيرة ، على حدٍ سواء [1].
كيف يمكن للرياح الخفيفة أن تسبب اهتزاز الجسر؟
في الآونة الأخيرة؛ شهد العالم عددا من حوادث اهتزاز الجسور التي تفاقمت لدرجة الانهيار ، وجاء ذلك في ظل حدوث ظاهرة رنين الجسور. ونتيجة لذلك ، يتعرض الجسر لمرونة عالية وبالتالي يتعرض القسم للرقة ، وبالتالي تساهم حالة الرنين في إطلاق اهتزازات عالية جدًا على الرغم من وجود أدنى مستويات الاهتزاز. يُعد جسر تاكوما أحد أكثر أمثلة الرنين تعددًا [2].
تفسير ظاهرة رنين الجسور
بعد تحديد إجابة السؤال عن كيفية تسبب الرياح الخفيفة في اهتزاز الجسر بشكل عام ، من الضروري توضيح النقاط الرئيسية حول ظاهرة صدى الجسور ، وهي كما يلي [3]:
- قوات كارمن تنشأ قوى كارمن نتيجة تكوين دوامات هوائية في قاع الجسر ، مما يعزز الاهتزازات الأصلية ، مما يؤدي إلى اهتزازه العام وفي بعض الأحيان انهياره.
- قوى الرفع والجر ، الجزء الأوسط من الجسر يواجه هذه القوى ؛ هذا يساهم في دورانها في اتجاهين متعاكسين تمامًا ؛ وبالتالي ، فإنها تشكل التخميد السلبي الذي يدمر قوى عزم الدوران في ذلك الجزء ، وبالتالي اهتزازه.
- الخصائص ، مثل المرونة المبالغ فيها وخفة الوزن والتصميم الأقل سمكًا.
- يهتز النظام الفيزيائي بقوة كبيرة ، وبالتالي يصدر ترددات طنين متفاوتة الشدة.
- الحفاظ على طاقة الاهتزاز من خلال النظام المادي للجسور.
- الرنين هو نظام تردد به اهتزازات حرة تحفز الجسم المصاب على الاهتزاز معه.
- الشروط ، توافق التردد وإمدادات الطاقة الاهتزازية مطلوبة.
- احتمالية التطابق بين خاصية اهتزاز الجسم ومصدر الاهتزاز عالي الطاقة.
- لا يقتصر حدوث ظاهرة الرنين على الجسور فقط ؛ يمكن أن يكون لها أيضًا تأثير عميق على المباني والمرافق.
جسر تاكوما ضحية لرياح خفيفة
وقد أعطت عدة جسور أمثلة وتطبيقها على ظاهرة الرنين ، ومن أبرزها ما يلي:
- جسر تاكوما ، وهو جسر انهار عام 1940 نتيجة للاهتزازات المتزايدة ، مما أدى إلى انهيار جسر يزن ما لا يقل عن 10000 طن.
- الوصف ، احتلت المرتبة الثالثة بين أكبر الجسور المعلقة في العالم قبل انهيارها.
- بدأ السقوط ، وتسببت الرياح في اهتزاز وتأرجح الجسر ، بعد 4 أشهر فقط من افتتاحه.
- الانهيار هو مثال مادي يتم تدريسه في المدارس لشرح ظاهرة الرنين للجسور منذ ذلك الحدث.
