Historie vědy: Tacoma Narrows Bridge se zhroutil, což si vynutilo kompletní přehodnocení stavebního inženýrství — 7. listopadu 1940
RYCHLÉ FAKTA
Milník: Tacoma Narrows Bridge se hroutí
Datum: 7. listopadu 1940 v 11:02 místního času
Kde: Tacoma Narrows průliv, Puget Sound, Washington
SZO: Leonard Coatsworth a další, kteří byli svědky kolapsu
Vítr foukal rychlostí 40 mph (64 km/h) přes úžinu Tacoma Narrows, když „Cválající Gertie“ začala odrážet.
Most Tacoma Narrows, který spojoval Tacomu ve státě Washington s poloostrovem Kitsap, se otevřel s velkou fanfárou jen o několik měsíců dříve, v červenci 1940. Elegantní a flexibilní konstrukci – v té době třetí nejdelší visutý most na světě – navrhl světoznámý mostní inženýr Leon Moisseiff, který také pomáhal navrhnout most Golden Gate.
Přesto si dělníci od začátku všímali kmitání mostu ve větru a přezdívali mu „Cválající Gertie“.
„Od noci toho dne jsme věděli, že se most otevřel, že něco není v pořádku. Té noci začal most cválat,“ řekl F. Bert Farquharson, inženýr z Washingtonské univerzity, kterého si mýtný úřad najal, aby zjistil zdroj oscilací. Washingtonské ministerstvo dopravy (WSDOT).
Když Farquharsonův tým kontaktoval Moisseiffa, uznal, že dva z jeho dalších můstků také oscilovaly, ale s mnohem nižší amplitudou.
Farquharsonův tým objednal model v měřítku 1:200, který byl 54 stop (16,5 metru) dlouhý, a také 8 stop dlouhou (2,4 m) verzi v měřítku 1:20 jedné z částí mostu, aby se pokusili určit problém. Ve snaze zopakovat problém také použili aerodynamický tunel.
Mýtný úřad se mezitím okamžitě začal snažit problém napravit. Brzy po otevření mostu inženýři nainstalovali čtyři hydraulické zvedáky, které fungovaly jako tlumiče nárazů, ale Gertie dál cválala. V říjnu tým připevnil provizorní kabely k přivázání mostu k zemi přes rozpětí mostu. Přestože stahovací kabely omezily oscilace na koncích mostu, střed se stále pohyboval nahoru a dolů. V každém případě 1. listopadu při silném větru prasklo jedno lano a most začal znovu cválat.
2. listopadu Farquharsonův tým dokončil modelování, které odhalilo, že se most začal kroutit, když se ze stran zvedl vítr. Tým navrhl buď vyříznout otvory v nosnících, nebo blokovat vítr pomocí deflektorů. Začali dělat opravy. Za 10 dní by některé z těchto deflektorů poskytly mostu dostatečnou stabilitu, aby byl bezpečný, tvrdili, a úplná rekonstrukce mostu by byla dokončena za 45 dní.
Ale nikdy neměli šanci zjistit, zda tyto opravy budou fungovat. Sedmého listopadu ráno jel Leonard Coatsworth, redaktor Tacoma News Tribune do rodinné letní chaty na poloostrově s Tubbym, třínohým kokršpanělem jeho dcery, když se most začal vlnit nahoru a dolů a naklánět se ze strany na stranu. Zavolal do svých novin, které vyslaly reportéra Berta Brintnalla a zaměstnance Howarda Clifforda jako fotografa.
Coatsworth řekl, že předtím zažil, jak se most pohybuje nahoru a dolů, ale naklánění bylo nové.
„Než jsem si to uvědomil, naklánění ze strany na stranu bylo tak prudké, že jsem ztratil kontrolu nad autem a na okamžik jsem si myslel, že přeskočí vysoký obrubník a vrhne se přes chodník mostu do zábradlí,“ Coatsworth napsal na účet ve stejný den pro Tacoma News Tribune.
Opustil auto na cestě přes most.
Clifford byl ze své strany posledním mužem z mostu.
„Vozovka poskakovala nahoru a dolů, padala pode mnou a nechala mě doslova běžet ve vzduchu. Pak se odrazila zpět a srazila mě na kolena. Pokračoval jsem v tom, co vypadalo jako věky, ale pravděpodobně to bylo jen pár minut a nakonec jsem se dostal na stabilní místo. Bert (Brintnall) tam na mě čekal a nechal mě jako posledního z mostu,“ řekl Clifford. pozdější příběh pro noviny.
Ozval se hlasitý zvuk jako výstřel, když se 57 stop (17,5 m) kabel přetrhl a v 11:02 spadl střed mostu do vody. Clifford, Brintnall a kameraman zachytili pád mostu.
Pes Tubby to nezvládl, ale byl jedinou obětí dne.
Katastrofální kolaps vážně pošramotil pověst Moisseiffa, který zemřel na infarkt jen o tři roky později.
Zřícení mostu však také poskytlo nebývalé technické poznatky.
Tým nakonec zjistil, že kolaps byl způsoben torzní kmitání. Poté, co střed rozpětí kabelu sklouzl, rozdělil se na dvě nestejné délky. To zase umožnilo, aby se most začal kroutit. Kroucení změnilo úhel větru vzhledem k hlavním nosníkům mostu tak, že absorboval více energie, čímž se zvýšila amplituda pohybu. V určitém okamžiku se kroucení synchronizovalo s větrným vírem a kroucení se stalo soběstačným.
„Jinými slovy, síly působící na most již nebyly způsobeny větrem. Vlastní pohyb mostovky vyvolal síly. Inženýři tomu říkají „samobuzený“ pohyb,“ uvádí WSDOT.
Celkově byl most příliš dlouhý, jeho paluba příliš lehká a vozovka příliš hubená, aby poskytovala dostatečnou odolnost vůči aerodynamickým silám, uzavřela zpráva o poruše.
V důsledku kolapsu musí všichni inženýři otestovat verzi jakéhokoli mostu ve 3D měřítku v aerodynamickém tunelu před zahájením stavby. Selhání také znamenalo, že „teorie vychýlení“ – představa, že relevantní byl pouze vertikální pohyb v visutých mostech – byla upravena tak, aby zahrnovala další způsoby pohybu. A poté, co v roce 1951 ohrozila most Golden Gate Bridge velká vichřice ikonická dominanta Bay Area byla posílena, aby se zlepšila její „torzní stabilita“.
