今日のおじさん、なに食べました? (仮)

妻の料理と、おじさんの毎日の記録です。ほんのり工学テイスト。

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タコマ橋の崩壊事故から得られたものは?
【今日の夕食】
 今日は、一日、小雨が降ったり止んだりでした。妻と娘(2歳)は近所の児童館に行ったものの、他に誰も来なかったそうです。寒くて雨が降っていると、なかなか外に出る気にならないのかもしれません。
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★米飯

★かぼちゃスープ
 かぼちゃに牛乳を加えたスープです。

★豆腐と白菜の煮物
 具は、白菜・豆腐・人参・大根・しょうが・挽肉。かたくり粉があまり効かず、とろみが足りなかったと言っていました。

★4点盛りプレート
・ポテトサラダ
・牛肉ごぼう煮
・ほうれん草
・いよかん


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【今日のおじさん】 タコマ橋の崩壊事故から得られたものは?
 板状積木「カプラ(KAPLA)」で遊んでいます(→こちらの記事)。いろいろな構造物を作ったり、壊しているうちに、ふと「タコマ橋(Tacoma bridge, Tacoma narrows bridge)」を思い出しました。タコマ橋は、機械屋の間では有名な橋です。この橋が崩壊する様子の8ミリを、学生のときに授業で見ました。タコマ橋の事故に関する詳細は、サイト[1]に詳しく書かれています。
[1]失敗知識データベース-タコマ橋の崩壊
http://www.sozogaku.com/fkd/cf/CA0000632.html


★タコマ橋の崩壊の映像
 当時、1回見たきりの映像でした。しかし今やインターネットが普及して、この映像に容易に触れることが可能になりました。「Youtube」で検索すると、何件もの動画が出てきました。

 最初は、この動画から。カラー映像で、ナレーションが入っています。橋がねじれるように振動して、崩壊に至るまでの様子が示されています。1940年の出来事です。


 こちらは、記録映画ふうです。崩壊の際のねじれモードで振動している様子だけでなく、それ以前の上下動のモードで振動している様子も映っています。振動モードの変化の原因は、補強部材の疲労破壊にある[1]らしいです。強風だと振動モードが変わるという説[2]もあります。
[2]中日本建設コンサルタント;島田技術顧問-吊橋のお話し
http://www.nakanihon.co.jp/gijyutsu/Shimada/shimadatop.html


 次の動画は、ドキュメントふうにまとめられています。崩壊までの経緯だけでなく、当時の技術背景や事故調査結果なども述べられています。崩壊で終わりでなく、新しい橋が完成するところまで語られています。(日本でいう中学生の手による動画のようです。とてもよくできています。)
 


★タコマ橋の事故は何に役立ったか?
 タコマ橋の崩壊は、旅客機コメットの空中分解、リバティー軍用船のぜい性破壊とセットで語られることが多いようです。これらの事故の共通点は、事故結果の調査によって、新しい技術がひらけた点にあるとされます。

 タコマ橋は、学生のときに見たものの、その後の技術発展に何が役に立ったのか、ピンと来ませんでした。そこで今回、動画ほかの情報から、概要を整理しました。(以下、当方のまとめなので、間違っているかもしれません。)
 ・タコマ橋は、当時の最新の橋の力学理論に沿って建設された。
 ・強風の影響は、「静的な力」(一定の大きさで作用する力)として、十分に考慮していた。
 ・しかし実際には、風は「動的な力」(大きさが周期的に変化する力)として作用した。
 ・風が動的な力として作用したのは、風が橋に当たってできる渦(カルマン渦)と、橋の振動の相互作用によるものだった。
 ・この動的な力の周期と、橋の固有振動数が近くなって、橋が大きく振動した(共振)。
 ・風が動的な力として作用しうることは、この橋の建設当時には、未知だった。

 技術発展に役立ったポイントは、以下であると推察されます。
・一定の強さの風でも、渦の発生等によって、橋には動的な力が作用しうることが分かった(自励振動)。このようなメカニズムでの振動は、タコマ橋以前には未知だった。(ただし、橋以外の構造物では知られていたかもしれない。)
・自励振動を防ぐ対策として、①橋桁の剛性の向上、②風をそらしやすい(渦ができにくい)橋桁形状の採用、が必要であることが明らかになった。

 文献[3]によると、タコマ橋以降の吊り橋では、橋桁をトラス構造として剛性を高めるとともに、風洞実験で耐風安定性が確認された上で、橋桁形状を決めるようになったそうです。

[3]松田;長崎大学-インフラ長寿命化センター-橋の文化とテクノロジー-5章 橋の近代技術の変遷 ---事故の教訓---
http://www.st.nagasaki-u.ac.jp/ken/matsuda/bridge-culture-tech/5-chap.html


★吊り橋の今後は
 しかし、これで終わりではありません。最近の吊り橋では、頑強なトラス構造ではなく、「流線形箱桁断面」と呼ばれる橋桁形状を採用する場合も多いそうです[3]。この橋桁形状では、軽量化と耐風性を両立できるようです。ただ、この形状を採用した吊り橋の代表例である「セバーン吊り橋」には問題(比較的弱い繰り返し荷重による疲労)があるらしいとのこと。吊り橋の技術は、今後まだまだ発展していくものと思われます。



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はじめまして!
はじめまして!さんはちママと言います。履歴からお邪魔しました。白菜と豆腐の煮物が美味しそうですね。体も温まりそうです。雨の日はどうしても外に出るのが億劫になりますね。まだ寒いですしね。でも児童館に誰もきていないのはさみしいですね。
さんはちママ | URL | 2013/02/16/Sat 07:44 [編集]
> さんはちママ さん
 はじめまして。まだまだ寒いですが、娘は砂遊びに水遊び、外で遊ぶのが大好きなようです。妻は寒さは苦手ですが、なるべく娘と外で遊ぶよう、こころがけているようです。

マツジョン | URL | 2013/02/18/Mon 21:44 [編集]



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