Je kunt nooit iets aardbevingsbestendig maken, maar er zijn veel dingen die kunnen worden gedaan om aardbevingen te weerstaan.

Er zijn bruggen met een grote overspanning gebouwd in aardbevingsgebieden. De Akashi Kaikyo -brug in Japan is momenteel bijvoorbeeld de langste brug ter wereld en bevindt zich in een ernstige seismische zone. Het is ontworpen om een ​​aardbeving met een kracht van 8,5 te weerstaan. In feite werd het tijdens de bouw onderworpen aan een aardbeving met een kracht van 7,2 magnitude . galtor noemde in een ander antwoord de San Francisco Bay-brug die achteraf is aangebracht om de seismische weerstand te verbeteren. Dus het ontwerpen van bruggen om sterke aardbevingen te weerstaan ​​is zeker mogelijk en is gedaan.

Wat kan er worden gedaan om de aardbevingsbestendigheid van een brug te verbeteren?

Afgestemde massadempers worden zowel in hoge gebouwen als in bruggen gebruikt om de beweging als gevolg van aardbevingen en wind en andere zijdelingse belastingen tegen te gaan. De Akashi Kaikyo-brug gebruikt bijvoorbeeld TMD's in de hangtorens.

Basisisolatie is een van de meest gebruikte technieken om aardbevingsbewegingen te weerstaan. Dit zijn apparaten die de horizontale beweging van de fundering in wezen scheiden van de rest van de constructie door een of andere vorm van glijlagers te gebruiken. Als dit goed is ontworpen, kan dit de schade door aardbevingen drastisch verminderen.

Seismische dempers komen ook vaak voor. Dit zijn een reeks apparaten die seismische energie uit de constructie verwijderen, vergelijkbaar met hoe schokdempers op een auto de trillingsenergie van de auto verwijderen die over een ruwe weg gaat.

Deze technologieën worden goed begrepen en worden vaak gebruikt in bruggen en gebouwen. Er zijn ook meer experimentele technieken mogelijk zoals: rocking isolation, of actieve dempingssystemen (computergestuurde dempers).

Indien gewenst kunnen deze apparaten ook in combinatie worden gebruikt in om de reactie op aardbevingen verder te verbeteren.

In standaard seismisch ontwerppraktijk wordt een constructie ontworpen om enige schade op te vangen. Deze schade concentreert zich waar mogelijk in elementen die gemakkelijker kunnen worden vervangen (balken en schoren), en die bij beschadiging niet leiden tot een onevenredige instorting.

Het is zeker technisch haalbaar om grote bruggen te ontwerpen die bestand zijn tegen aardbevingen. Vooral als er geen financiële beperkingen waren.

Misschien vindt u deze nuttige lezing: Hoe aardbevingsbestendige gebouwen werken. De technieken die op gebouwen worden gebruikt, kunnen ook op bruggen worden toegepast.

Eigenlijk hebben zeer lange bruggen (en superhoge gebouwen) vaak minder last van aardbevingen dan hun kleinere broeders. Dit komt doordat ze over het algemeen veel flexibeler zijn en daarom lagere fundamentele perioden hebben, waardoor ze minder vatbaar zijn voor resonantie in hun fundamentele modi. De fundamentele modi zijn de zwaaiende patronen die het grootste deel van de structurele massa omvatten. Een extreme vereenvoudiging zou zijn dat de hoofdconstructie zo langzaam zwaait dat hij de snelle bewegingen van een aardbeving nauwelijks opmerkt. Een beetje zoals een groot schip in kleine golven.

In het algemeen worden 'middelgrote' structuren, met fundamentele frequenties tussen zeg 1Hz en 10Hz, meestal veel harder beïnvloed, omdat er een veel groter risico is op fundamentele resonantie die leidt tot zeer grote belastingseffecten. Voor zeer grote en slanke constructies is de windtechniek over het algemeen een grotere uitdaging dan de aardbevingstechniek.

De pijlers en landhoofden en hun verbindingen met het hoofdbrugdek zijn echter van cruciaal belang omdat ze meestal veel stijver zijn dan de brug Als geheel. En gezien het geïnvesteerde bedrag en de mogelijk gruwelijke gevolgen van het falen van een grote constructie, zal er natuurlijk veel moeite worden gestoken in het uitvoeren en controleren (en drievoudig controleren) van de aardbevingstechniek van elk onderdeel van de constructie. Ik wijs er alleen op dat de problemen niet eenvoudigweg evenredig zijn met de schaal, grotere constructies zijn niet noodzakelijkerwijs moeilijker "aardbevingsbestendig" te zijn dan kleinere.

Ik ga centreren in een van de beroemdste bruggen van deze omstandigheden van vorig jaar: San Francisco Bay Bridge.

Deze brug is niet gepland voor treinen, en daarom zijn ze getest met enorme hydraulische vijzels ( zie hier). Deze brug is ontworpen om niet in te storten tijdens een aardbeving, maar alleen om kleine storingen te ondergaan die gemakkelijk kunnen worden gerepareerd.

Bij aardbevingen is een van de cruciale punten die werden gevonden dat de toren van de brug bestand moet zijn tegen en niet vallen. En dit is een belangrijk punt in de huidige brug, aangezien het een individuele en dure kelder heeft en de hoofdtoren in vier stukken is verdeeld om niet volledig in te storten ( zie hier). De brug zou robuust en onverwoestbaar kunnen zijn, maar esthetisch zou hij veel lelijker en waarschijnlijk duurder zijn voor de toename van beton en andere materialen.

In tegenstelling tot meer conventionele hangbruggen, waarbij parallelle kabels over torens worden geslingerd en De San Francisco Oakland Bay-brug is aan beide uiteinden verankerd in rots of beton en heeft slechts een enkele toren en een enkele kabel die is verankerd aan het wegdek zelf, in een lus van het oostelijke uiteinde naar het westelijke uiteinde en weer terug.

Het heeft geen zin om onder andere Romeinse bruggen te verdedigen. Romeinen hebben ontwerpen empirisch getest totdat ze zich realiseerden dat een bepaald model weerstand bood, maar de brugtechniek was in die tijd niet al te groot.