Vertikale Wellenbewegung auf der Brücke

Rio de Janeiro, Brasilien, ist derzeit verblüfft über die Tatsache, dass gestern eine brandneue (im Januar eingeweihte) Fahrradbrücke entlang der Küste zusammengebrochen ist, als sie von einer Welle getroffen wurde, die einige Menschen tötete, die sich zu dieser Zeit darauf befanden.

Einige Videos sind aufgetaucht:

• Dieser ist von dem Moment an, als er zusammenbrach, aber der Mann hinter der Kamera bemerkte erst einige Momente später, was passiert war, so dass Sie die Welle, die auf die Struktur auftrifft, nicht klar sehen können, aber Sie können sehen, wie die Wellen werden umgeleitet und schlagen fast senkrecht gegen die Struktur.
• Dieser stammt aus der Zeit nach dem Zusammenbruch, zeigt aber deutlich die Folgen. Um 2:15 Uhr sehen Sie ein Beispiel einer anderen Welle, die die Felsen hinaufläuft und höher als die Straße sprüht. Um 2:30 Uhr können Sie sehen, dass die Säulen (einschließlich ihres Belags, auf dem der Balken abgestützt war, in einwandfreiem Zustand sind und keine Schäden aufweisen.
• Dieser Artikel zeigt eine Videodarstellung dessen, was vermutlich passiert ist: Die Wellen hoben den Strahl von den Säulen und verursachten eine Rotation des starren Körpers um seine eigene Achse. Dies, zusammen mit dem neuwertigen Zustand der Säulenoberseiten, impliziert, dass das Projekt wahrscheinlich keine Balken-Säulen-Verbindung angenommen hat, die einer Spannung widerstehen könnte, was daher das "Abheben" des Balkens behindert hätte.

Meine eigentliche Frage lautet nun: Wie berechnet man eine Struktur, um einer solchen Belastung standzuhalten? Ich habe einige Suchen durchgeführt und einige Artikel ( [A] [B] [C] [D] ) über Wellenbewegungen auf Brücken gefunden, aber alle betrachten den häufigeren Fall einer Welle, die sich in horizontaler Richtung bewegt und auf die Seite trifft einer Brücke. Wie sollte man dies nun auf diesen Fall übertragen, wobei die Welle vertikal geschoben (und möglicherweise beschleunigt) wird?

Gibt es Codes, die solche Fälle berücksichtigen? Gibt es im Allgemeinen auch Codes, die sogar Standardwellenaktionen definieren? Internationale Codes sind in Ordnung. (Ich lehne mich ein wenig an Rick Teacheys Position zum Meta-Post "Empfehlungen / Finden von Sachen" für diesen Teil).

Ich verstehe, dass es sich bei dieser Frage um ein Ereignis in Brasilien und nicht in den USA handelt. In Abschnitt 3.7.4 (Wellenlasten) der AASHTO LRFD-Brückendesignspezifikationen 2012 heißt es jedoch einfach:

Welleneinwirkung auf Brückenstrukturen ist bei exponierten Strukturen zu berücksichtigen, bei denen die Entwicklung erheblicher Wellenkräfte auftreten kann.

(Dies ist keine Zusammenfassung; das ist buchstäblich der gesamte Abschnitt.)

In dem Kommentar wird empfohlen, auf das Shore Protection Manual des Coastal Engineering Research Center zu verweisen . Kopien des Handbuchs (zumindest ältere Ausgaben) scheinen über eine schnelle Google-Suche verfügbar zu sein. es ist sehr langwierig und ich bin selbst nicht damit vertraut, daher kann es spezifische Empfehlungen für die Berechnung von Lastfällen für vertikale Wellenbewegungen geben oder auch nicht. Vielleicht kann jemand, der mit dem Handbuch besser vertraut ist, meine Antwort mit weiteren Informationen bearbeiten.

Ich denke, in diesem speziellen Fall sollte die Spannungskraft auf die Brücke berechnet werden, indem die Unterseite der Brücke als Laufrad einer Wasserpumpe oder der an der Spitze eines U-Bootes oder Torpedos induzierte Widerstand betrachtet wird. Der gesamte Boden der Brückengeometrie sollte den geringsten Widerstand gegen Wellenfluss bieten. Dynamische Widerstandskräfte sind sehr ähnlich zu bereits vorhandenen Methoden zum Entwerfen von U-Booten! wenn die Geometrie des Abutments möglicherweise einen explosiven Aufprall erzeugen kann, der ebenfalls berücksichtigt werden muss. Sicherlich wird es in Zukunft neue Forschungen und Codes für diesen speziellen Fall geben. Es ist nur so, dass dies ein neues Phänomen ist. Ich hatte ein Betondeck mit einem hängenden Schwimmbad entworfen, das von 6 Betonkassionen mit einer Tiefe von 45 Zoll im Grundgestein getragen wurde. Und nach einigen Jahren bei der Arbeit bemerkte ich, dass einige der Caissons oben Risse hatten, wo sie auf die Platte trafen, was auf die saisonale Anhebung und Siedlungskraft der Lehmböden zurückzuführen war. Man muss bei der Gestaltung dieser Art von Strukturen über alle Eventualitäten nachdenken!