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Come vibra il ponte


I ponti sospesi sono soggetti a vibrazioni per effetto di terremoti e venti forti. Questo modello in scala 1:500 del Golden Gate Bridge è utile per spiegare i modi di vibrare dei ponti sospesi. La catena rappresenta i cavi principali, mentre i blocchetti rappresentano l’impalcato, quindi i modi di vibrazione possono essere esagerati e, quindi, più riconoscibili.

Tipi di moto – Ecco come si muove il ponte

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Dondolio in presenza di vento

Sul plastico, proviamo a spingere la PARTE CENTRALE DELLA CAMPATA verso un lato e lasciamola andare. È questo un esempio di modo fondamentale di vibrazione trasversale. Il Golden Gate Bridge impiega circa 20 secondi a compiere un’oscillazione completa avanti e indietro. Il tempo necessario per completare un ciclo di andata e ritorno costituisce il periodo proprio di vibrazione. Strutture molto imponenti e pesanti come il Golden Gate Bridge si muovono lentamente e, quindi, sono soggette a periodi propri di vibrazione lunghi. Essendo il modello più piccolo e più leggero del ponte reale, vibra più rapidamente. Quando venti occidentali costanti soffiano sull’impalcato, lo spingono verso est, di solito facendolo flettere o piegare di qualche centimetro o anche di un metro. In presenza di venti molto forti, l’impalcato è stato progettato per piegarsi orizzontalmente al centro della campata di 8,4 m.

 

Il fenomeno del ‘flutter’ causato dal vento

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Esercitiamo un movimento di torsione e trazione nella PARTE CENTRALE DELLA CAMPATA. L’impalcato si torce su ambedue i lati in direzione opposta. Ripetendo lo stesso movimento di torsione e trazione sulla parte di impalcato indicata come 1/4 CAMPATA, si può vedere che sul lato opposto l’impalcato si torce nella direzione opposta. Questo comportamento, detto anche modo di vibrazione torsionale, è stato la causa del crollo del Tacoma Narrows Bridge nel 1940.

Vibrazione verticale

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Premiamo verso il basso la PARTE CENTRALE DELLA CAMPATA e lasciamola andare. L’impalcato oscilla o vibra verso l’alto e verso il basso circa 2 volte al secondo. È questo il modo fondamentale di vibrazione verticale del modello. Il Golden Gate Bridge, 500 volte più grande, impiega circa 8 secondi per completare un ciclo di oscillazione.

Vibrazione della zona di ancoraggio

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Scuotiamo la zona di ANCORAGGIO avanti e indietro. Come si vede, le onde viaggiano lungo l’impalcato. Aumentando e rallentando la velocità degli scossoni, quando vibra di più il modello del ponte? I ponti sospesi rispondono o, come si dice, risuonano più intensamente durante un evento sismico quando il moto ondulatorio del terreno corrisponde al periodo proprio di vibrazione del ponte.

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