Ένα από τα είδη αστοχίας των γεφυρών και γενικά των κατασκευών που υπόκεινται σε αεροδυναμικές φορτίσεις, το οποίο δεν μπορεί να γίνει αντιληπτό με κανενός είδους εμπειρισμό και το οποίο έχει κοστίσει αρκετές καταρρεύσεις, είναι ο πτερυγισμός. Ο πτερυγισμός είναι ένα φαινόμενο δυναμικής αστάθειας, κατά το οποίο ο φορέας ταλαντώνεται με εκθετικά αυξανόμενο εύρος. Ο πτερυγισμός εκδηλώνεται σε ιδιαίτερα χαμηλές ταχύτητες ανέμου και εντείνεται μέσα σε ελάχιστα δευτερόλεπτα. Αυτός είναι και ο λόγος για τον οποίο μπορεί να γίνει επικίνδυνος: δεν τον προλαμβάνει ο εμπειρισμός, συμβαίνει εύκολα και γρήγορα και αν δεν αναλυθεί, μπορεί να οδηγήσει σε κατάρρευση, όπως οι γέφυρες Wheeling (Virginia, 1854), Tacoma Narrows (Washington, 1940), κ.α.                

Ιδίως μετά την περίφημη περίπτωση της Tacoma, οι ερευνητές και οι μελετητές μηχανικοί αναγκάστηκαν πλέον να αναθεωρήσουν τις έως τότε κραταιές αντιλήψεις περί στοιβαρότητας και ενισχύσεων. Εξʼ άλλου, οι γέφυρες που κατέρρευσαν, ήταν εξαιρετικά δύσκαμπτες και με συστήματα ενίσχυσης. Σήμερα είναι ευρέως γνωστό ότι η καταστροφή της γέφυρας Tacoma, σε πείσμα της ύπαρξης ενισχύσεων, οφείλετο στην αεροδυναμική μορφή του ιδίου του συστήματος ενίσχυσης, το οποίο είχε τη μορφή των αεροδυναμικώς τραχέων σωμάτων. Αυτά τα σώματα, εν αντιθέσει με τα αεροδυναμικά, είναι τάξεις μεγέθους πιο επιρρεπή στην αεροδυναμική αστάθεια.                

Ο πτερυγισμός, όπως όλα τα φαινόμενα αστάθειας, μπορεί να συμβεί σε καταπονήσεις πάρα πολύ μικρότερες από το όριο αστοχίας του φορέα, είτε αυτό είναι θραύση, διαρροή, όριο λειτουργικότητας, κ.λ.π.                

Οι στόχοι της εργασίας είναι κατʼ αρχήν η σύλληψη - κατανόηση του φαινομένου, η περιγραφή, η μελέτη, η ανάλυση και εν τέλει οι προτάσεις σχεδιασμού για αποφυγή του στις νεόδμητες γέφυρες, για την ενδεχόμενη αντιμετώπισή του στις υφιστάμενες και ερμηνεία του στις πληγείσες. Αυτά μπορούν να προκύψουν μόνο μέσω της κατάστρωσης της διαφορικής εξίσωσης κίνησης του καταστρώματος της γέφυρας και της επίλυσής της. Η κατάστρωση της εξίσωσης προϋποθέτει κατανόηση των αεροδυναμικών δράσεων. Παρουσιάζονται δύο θεωρίες για τον προσδιορισμό των, του Theodorsen και του Scanlan.                

Η επίλυση της εξίσωσης γίνεται με διάφορες αριθμητικές μεθόδους. Σε αυτήν τη μεταπτυχιακή εργασία γίνεται χρήση της Μεθόδου Βήμα Προς Βήμα, η οποία εισήχθη από τον Matsumoto (1995) και εξελίσσεται μέχρι σήμερα. Οι λόγοι επιλογής αυτής της μεθόδου, ήταν καλύτερη διάκριση του ρόλου των φορτίων στην κίνηση, η ξεκάθαρη απεμπλοκή του συζευγμένου συστήματος των στρεπτοκαμπτικών ταλαντώσεων ώστε να φαίνεται ποιός ή ποιοί βαθμοί ελευθερίας είναι υπεύθυνοι για το πρόβλημα, και η εντυπωσιακή ταχύτητα σύγκλισης (της τάξεως των λίγων μονάδων επαναλήψεων).                

 Ελλείψει εξειδικευμένου προγράμματος Η/Υ, συνετάχθη κώδικας σε γλώσσα MATLAB® για την επίλυση του προβλήματος. Τα προκύπτοντα αποτελέσματα, πράγματι δείχνουν ότι πολύ χαμηλές ταχύτητες ανέμου οδηγούν το κατάστρωμα της εξεταζόμενης γέφυρας σε δυναμική αστάθεια και με έντονο, εκθετικό ρυθμό, παρόλο που η διατομή του καταστρώματος διαθέτει σοβαρή δυσκαμψία και δυστρεψία.                

Εν κατακλείδι, η μεταπτυχιακή αυτή εργασία θέλει να αναδείξει το πρόβλημα του πτερυγισμού, να επισημάνει την ανάγκη να μην επαναπαύεται ο μελετητής στις εμπειρικές του γνώσεις, αλλά να μελετά και με συστηματικό επιστημονικό τρόπο το πρόβλημα και τέλος να υπενθυμίσει ότι τα Μαθηματικά δεν είναι μία στείρα, μη εφαρμόσιμη θεωρητική γνώση για τον Πολιτικό Μηχανικό, ούτε απλά εργαλεία που χρησιμοποιούνται εν είδει έτοιμων κανονιστικών τύπων. Τα Μαθηματικά είναι θεμέλια της σκέψης του Μηχανικού.