גשר מצר טקומה

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
גשר מצר טקומה
סרטון המראה את התמוטטות הגשר
גשר מצר טקומה מתמוטט

גשר מצר טקומהאנגלית: Tacoma Narrows Bridge) הוא גשר תלוי שמשתרע על 1.6 קילומטר מעל מצר טקומה, המהווה קטע של פיוג'ט סאונד, במדינת וושינגטון בארצות הברית. הגשר מקשר בין העיר טקומה, שנמצאת כ-70 קילומטר מדרום לסיאטל, ובין אזור גיג הרבור. הגשר הוא חלק מהכביש המדינתי מספר 16, שמחבר את הכביש הראשי (I-5) לברמרטון.

קריסת הגשר המקורי[עריכת קוד מקור | עריכה]

גשר מצר טקומה היה גשר תלוי צר וארוך במיוחד. הגשר המקורי נפתח לתנועה ב-1 ביולי 1940. תוך זמן קצר התברר שאפילו רוחות חלשות מכניסות את הגשר לתהודה שהתבטאה בצורת תנודות לאורכו של הגשר. בזמן התנודות חלקים בגשר עלו וירדו ויצרו "הרים" ו"עמקים" לסירוגין. אף על פי שהתנודות היו חזקות למדי, המומחים טענו שהגשר יחזיק מעמד.

ב-7 בנובמבר 1940, בשעות הבוקר, החל הגשר להתנדנד באופן שונה. הרוח לא הייתה חזקה במיוחד, ועוצמתה הגיעה רק ל-68 קמ"ש. הגשר החל להיכנס לתנודות פיתול, כך שבכל פעם צד אחד שלו (ימין או שמאל) עלה למעלה ואילו הצד השני נשאר למטה. בתנודות אלו, קו האמצע, לאורכו של הגשר, לא נע כלל. הגשר התנדנד בצורה זו במשך למעלה משעה, כשמשרעת התנודות הולכת וגדלה. בסופו של דבר, מעט אחרי השעה 11 בבוקר, הגשר קרס לתוך המצר.

הגשר נסגר לתנועה כבר עם תחילתן של התנודות יוצאות הדופן. באותה עת הייתה על הגשר מכונית. האיש איבד שליטה על המכונית, יצא ממנה והחל להימלט, בעוד שהכלב של בתו, שהיה איתו ברכב, נשאר. פרופסור להנדסה וצלם שנקלעו למקום רצו לעבר המכונית וניסו להציל את הכלב, אך לא הצליחו לשכנע את הכלב לצאת מהרכב. הם עזבו את הגשר זמן קצר לפני הקריסה סמוך לשעה 11 בבוקר. מלבד הכלב, לא היו אבידות בנפש באירוע קריסת הגשר.

הסבר התופעה[עריכת קוד מקור | עריכה]

הגשר נכנס למצב של אי יציבות אווירודינמית הקרוי רפרוף (flutter). רוח צדית שנעה בזווית נמוכה כלפי מעלה פגעה בגשר וגרמה לכוח עילוי. הכוח הביא לכך שצד אחד של הגשר החל להתרומם. כתוצאה מפעולת כוח העילוי והכוח האלסטי, שפעל בכיוון ההפוך, נוצרו תנודות באחד מהתדרים עצמיים של הגשר (כ-0.2 מחזורים בשנייה). התנודות גברו כתוצאה מפעולתה הרצופה של הרוח. בצורה זו נוצר משוב חיובי שהגביר את עוצמת התנודות, עד שהמבנה לא היה יכול לעמוד בהן והגשר קרס.

בספרי לימוד בפיזיקה לעתים קרובות ההתמוטטות מוצגת באופן מוטעה כתהודה מכנית פשוטה. הטעות בהצגה זו היא שתהודה קלאסית תלויה בכוח חיצוני מחזורי בתדירות ששווה לאחת התדירויות העצמיות של המערכת. בהתמוטטות הגשר הכוח המניע הוא הרוח, שאינה מחזורית. הצימוד של הרוח למערבולות שיוצרת תנודת הגשר הוא שיצר את הכוח המחזורי בפועל.‏[1]

גשר חדש ובעיות תנועה[עריכת קוד מקור | עריכה]

הגשר החדש שנבנה ב-1950

הגשר הוקם מחדש ב-1950, לאחר שהתכנון החדש נבדק באוניברסיטת וושינגטון. במשך השנים מאז בניית הגשר, אוכלוסיית האזור גדלה מהר. כתוצאה מכך, הכביש הגיע לקיבולת המקסימלית של מספר כלי הרכב. כדי להקל את עומסי התנועה, תשתית הכביש שודרגה בשנת 1984. בשנת 1998 הוחלט לבנות גשר נוסף בצד המערבי של הגשר הנוכחי. גשר זה הוא גשר אגרה ומשמש את הנוסעים לכיוון מערב. הגשר החדש נפתח ב-16 ביולי 2007.

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ Robert H. Scanlan, Resonance, Tacoma Narrows Bridge Failure, and Undergraduate Physics Textbooks, American Journal of Physics, 59, p.118–24 (1991) doi 10.1119/1.16590

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

קואורדינטות: 47°16′8.44″N 122°33′3.42″W / 47.2690111°N 122.5509500°W / 47.2690111; -122.5509500