В нескольких словах
Новое исследование раскрывает секрет устойчивости мостов к катастрофам, сравнивая их с паутиной. Открытие может улучшить безопасность транспортной инфраструктуры.
Исследователи из Политехнического университета Валенсии (UPV) и Университета Виго (UVigo) опубликовали результаты исследования, которое объясняет, почему некоторые мосты выдерживают разрушительные воздействия, будь то удары или землетрясения. Оказывается, секрет кроется в сходстве с поведением паутины.
Команда ученых, сравнивая поведение мостов и паутины, обнаружила, что стальные ферменные мосты обладают способностью адаптироваться и сохранять устойчивость даже после повреждений, подобно тому, как паутина продолжает ловить добычу после повреждения.
«Мы продемонстрировали, что, как и паутины, способные адаптироваться и продолжать ловить добычу после повреждений, поврежденные стальные ферменные мосты все еще могут выдерживать нагрузки, даже превышающие те, которые они испытывают в нормальных условиях эксплуатации, и не разрушаться», – подчеркнул Хосе М. Адам, исследователь из Института ICITECH UPV и координатор проекта Pont3.
Мосты являются критическими элементами транспортных сетей, и их обрушение может привести к серьезным последствиям, включая человеческие жертвы и экономические потери. Ферменные металлические мосты, появившиеся в конце XIX – начале XX века, широко использовались в железнодорожной инфраструктуре, а сейчас применяются на автомобильных дорогах и пешеходных переходах.
Исследователи выявили шесть основных механизмов, которые позволяют мостам оставаться устойчивыми при повреждении отдельных элементов. Эти механизмы, действуя в совокупности, предотвращают обрушение моста.
«Необходимо учитывать, что теоретический срок службы моста составляет 100 лет, но есть много гораздо более старых. Их исследования позволили открыть шесть фундаментальных механизмов, которые, объединяясь друг с другом, позволяют мосту не обрушиться из-за дефекта одного из них» – говорит Адам.
Эти открытия важны в условиях растущей частоты и интенсивности природных катаклизмов, а также ускорения разрушения мостов из-за изменений окружающей среды. Новые знания помогут разрабатывать более безопасные и устойчивые мосты, а также улучшать стратегии мониторинга, оценки и усиления существующих конструкций.
Ученые отмечают, что их работа подчеркивает важность изучения природы для поиска инженерных решений. В прошлом году они уже нашли способ, как зданиям не разрушаться при экстремальных воздействиях, имитируя поведение ящериц. На этот раз вдохновением стала паутина, чье поведение оказалось схожим с поведением стальных ферменных мостов.
