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Aerodinâmica do tabuleiro da ponte


O peso, a rigidez torcional e especialmente o formato do corte transversal do tabuleiro da ponte suspensa determinam a estabilidade da ponte em ventos fortes. Alterações sutis no corte transversal da ponte têm um grande efeito sobre o grau de estabilidade sob a ação de ventos fortes.

A importância do formato do corte transversal na estabilidade da ponte durante ventanias foi demonstrado em 1940, quando a recém-terminada Ponte Tacoma Narrows no Estado de Washington desabou em um dia de ventos moderados (cerca de 64 quilômetros ou 40 milhas por hora). Um dos modelos em exibição é um modelo em escala do tabuleiro da Ponte Tacoma Narrows que desabou.

O outro modelo é um projeto moderno que utiliza o conhecimento atual de aerodinâmica. Ambos os modelos de tabuleiro de ponte em pequena escala são igualmente fortes no corte transversal, com a mesma altura e largura. Mas se estiver ventando, o modelo à esquerda (Ponte Tacoma Narrows) provavelmente entortará, às vezes violentamente, ao passo que o modelo à direita, com um formato que reage ao vento de maneira estável, talvez trema um pouco por causa das rajadas de vento, mas rapidamente "se acalmará". Mesmo que você empurre ou toque no modelo à direita, ele voltará para sua posição original. Esses modelos mostram como diferenças sutis no formato de tabuleiros de ponte podem ter um efeito significativo sobre o modo de as pontes reagirem a ventos fortes.

Por causa da pequena escala desses modelos, eles simulam (com algum exagero) o comportamento de tabuleiros de pontes de tamanho real expostos a uma velocidade de vento 10 vezes maior. Por exemplo, quando a velocidade do vento aqui é de 8 quilômetros por hora (5 milhas por hora), os modelos simulam o efeito sobre os tabuleiros de pontes de tamanho real expostos a ventos de cerca de 80 quilômetros por hora (50 milhas por hora).

Acima, fotografia por James Bashford. Cortesia do Museu de História Harbor, Gig Harbor, Washington.

Exemplos de cortes transversais de ponte


Ponte Tacoma Narrows, corte transversal do tabuleiro.

 


Ponte moderna aerodinamicamente projetada, corte transversal do tabuleiro.

 


Modelos de tabuleiros de ponte (protótipos)


Modelo representando uma seção do Modelo da Ponte Tacoma Narrows


Modelo representando uma ponte moderna aerodinamicamente projetada (modelo testado de cabeça para baixo por comodidade)