Hvad skete der med Tacoma Narrows Bridge?
Den 7. november 1940 var dagens store nyhed om den totale fiasko og sammenbrud af Tacoma Narrows Bridge i delstaten Washington. Broen rev simpelthen sig fra hinanden og faldt i Puget Sound farvande. Hvordan og hvorfor det skete er spørgsmål, der først for nylig er blevet tilstrækkeligt besvaret.
Tacoma "indsnævres" markerer det nærmeste punkt på Puget Sound mellem Washingtons kyst og den olympiske halvø. En bro over indsnævringerne betød, at statsregeringen kunne åbne endnu et afsnit af staten for udvidelse, så de ville bygge en.
I 1930'erne Amerika var tendensen, især for lange strukturer, den yndefulde hængebro. Arkitekter og ingeniører søgte den mest yndefulde, letteste, slankeste design. Som et resultat var Tacoma Narrows Bridge, når den var færdig, 1.939 fod (1.810,2 meter) lang og en pindlignende 39 fod (11,9 meter) bred. Det var også let, på grund af de lave pladebjælker, der blev brugt i konstruktionen. Yndefuld? Utvivlsomt. Det åbnede for trafik den 1. juli 1940.
Offentligheden vidste ikke, at broen havde udtrykt nogen usædvanlig opførsel i byggefasen, men de fik snart antydningen om, at alt ikke stemte godt med deres høje, spinde bro. Eksperter havde bemærket usædvanlig lineær bevægelse langs vejen, når vinden steg, som det ofte gør gennem de smalle. Ingeniører forsøgte at kompensere for noget af denne "svingning" ved at installere hydrauliske buffere og stål "fastgørelses" -kabler for at stabilisere den. Stadig havde midtspændet en vane at bulde op og ned, meget som en rullebane.
Chauffører opdagede snart, at biler foran dem så ud til at forsvinde i "dale", der dukkede op ved bakken. Folk kom fra fjern og bred for at køre på rutsjebroen. Lokalbefolkningen kaldte hurtigt strukturen "Galloping Gertie", og den gik fast.
Den 7. november 1940 lukkede statspolitiet og motorvejsafdelingen broen for trafik omkring kl. 10, efter at der var rapporteret rapporter om overvågninger mellem 3 og 5 fod (1 til 1,5 meter) høj, med vinde, der oversteg 35 mph (56,3 km / h). Heldigvis var det kun en person, der stadig var på det, og han formåede at stige af, inden midtspændet kollapsede. Da den samlende mængde så i fascineret rædsel, begyndte midtspændet at vri sig fra side til side såvel som bevægelse op og ned. Alle, der så, vidste, at broen ikke kunne modstå denne form for bevægelse.
Omkring kl. 10:30 begyndte de første bidder at falde. Kl. 11:02 begyndte kabler, der holder midtspændet, at vige, og den vestlige del vendte om og styrtede ned i vandet. Ved 11:09 var den resterende del af centerspændingen også væk. Galopperende Gertie var ikke mere. Kun sidespændene og tårnene var tilbage.
Så spørgsmålet hjemsøgte ingeniørerne: hvad skete der med deres bro? En artikel med dette omfang kan ikke undersøge alle de involverede fysik- og aerodynamikspørgsmål, men den første hypotese hævdede, at vindresonans ødelagde det. Senere test- og ingeniørmodeller viste, at dette sandsynligvis ikke var tilfældet.
Faktisk var svigten i Tacoma Narrows Bridge en kombination af mange faktorer, herunder designfejl. Den brugte overfladiske pladebjælker til at reducere vægten i stedet for dybe åbne afstivningsstiver, hvilket gjorde broen mindre stabil. Strukturen var ganske enkelt også for lang til dens bredde. En bredere bro kunne have overlevet, men kørebanen var for smal til at modstå de andre belastninger.
Aerodynamik og et mærkeligt klingende fænomen kaldet "selv excitation" spillede også en rolle. Efterhånden som spændvidden begyndte at bøje og blev mere ustabil, fik ustabiliteten større ustabilitet. Når spændvidden startede sin vridende bevægelse, førte den derfor også ustabilitetsflammerne, indtil strukturen mislykkedes. "Selv excitation" betyder, at en ting fører til en anden, der vender sig tilbage til sig selv, indtil kollaps. Film af Gerties sammenbrud er tilgængelig online, ligesom billeder af den bølgende, kronglete vejbane er. Mange papirer, også online, kan gennemgås for at få flere svar på "hvorfor" -spørgsmålet.
Anden verdenskrig og den deraf følgende mangel på stål forsinkede konstruktionen af en anden Tacoma Narrows Bridge. Den anden række af stålkabelophængssorten åbnede den 14. oktober 1950. Denne gang studerede og modellerede ingeniører design i fire år inden de afsluttede deres valg. Denne ville ikke kollapse. Som en vejafgiftsbro betalte den sig selv og har i øjeblikket det femte længste spenn i Nordamerika.
Galopperende Gertie kostede staten Washington millioner af dollars, men dens fiasko revolutionerede brobygningsfaget. Design gennemgår nu streng test og modellering, før de nogensinde er bygget, hvilket sparer penge og menneskeliv.