Was ist mit der Tacoma Narrows Bridge passiert?
Am 7. November 1940 war die große Neuigkeit des Tages das völlige Versagen und der Zusammenbruch der Tacoma Narrows Bridge im Bundesstaat Washington. Die Brücke riss sich ganz einfach auseinander und fiel in das Wasser des Puget Sound. Wie und warum es dazu kam, sind Fragen, die erst kürzlich hinreichend beantwortet wurden.
Die Tacoma "Engen" markieren den nächstgelegenen Punkt am Puget Sound zwischen der Küste Washingtons und der Olympischen Halbinsel. Eine Brücke über die Enge bedeutete, dass die Landesregierung einen weiteren Teil des Staates für die Expansion öffnen konnte, also wollten sie einen bauen.
In den 30er Jahren Amerikas war der Trend, besonders bei langen Bauwerken, die anmutige Hängebrücke. Architekten und Ingenieure suchten die anmutigsten, leichtesten und schlanksten Entwürfe. Infolgedessen war die Tacoma Narrows Bridge am Ende 1.810,2 Meter lang und 11,9 Meter breit. Aufgrund der im Bau verwendeten flachen Plattenträger war es auch leicht. Anmutig? Zweifellos. Es wurde am 1. Juli 1940 für den Verkehr freigegeben.
Die Öffentlichkeit wusste nicht, dass die Brücke in der Bauphase ein ungewöhnliches Verhalten aufwies, aber sie bekam bald den Hinweis, dass mit ihrer hohen, spindelförmigen Brücke nicht alles in Ordnung war. Experten hatten ungewöhnliche lineare Bewegungen entlang der Fahrbahn bemerkt, als der Wind aufstieg, wie es häufig durch die Narrows der Fall ist. Die Ingenieure versuchten, einen Teil dieser „Schwingung“ zu kompensieren, indem sie hydraulische Puffer und „Zurrkabel“ aus Stahl installierten, um sie zu stabilisieren. Dennoch hatte die mittlere Spannweite die Angewohnheit, sich wie eine Achterbahn auf und ab zu bewegen.
Die Fahrer stellten bald fest, dass vor ihnen stehende Autos in "Tälern" zu verschwinden schienen und auf der Bergkuppe wieder auftauchten. Menschen kamen von nah und fern, um auf der Achterbahnbrücke zu fahren. Die Einheimischen nannten die Struktur schnell "Galloping Gertie" und sie blieb hängen.
Am 7. November 1940 sperrten die Staatspolizei und die Autobahnabteilung die Brücke gegen 10 Uhr morgens für den Verkehr, nachdem von Wellen mit einer Höhe von 1 bis 1,5 Metern und Windgeschwindigkeiten von mehr als 56,3 km / h berichtet worden war. Glücklicherweise befand sich nur noch eine Person darauf und es gelang ihm auszusteigen, bevor die mittlere Spanne zusammenbrach. Als die versammelte Menge mit fasziniertem Entsetzen zusah, begann sich die mittlere Spannweite von einer Seite zur anderen zu drehen und sich auf und ab zu bewegen. Alle Beobachter wussten, dass die Brücke einer solchen Bewegung nicht lange standhalten konnte.
Gegen 10:30 Uhr begannen die ersten Pflastersteine zu fallen. Um 11:02 Uhr begannen Kabel, die die mittlere Spannweite hielten, nachzugeben, und der westliche Abschnitt drehte sich um und krachte ins Wasser. Um 11:09 Uhr war auch der verbleibende Teil der Mittelspanne verschwunden. Gertie galoppierte nicht mehr. Nur die Seitenfelder und Türme blieben übrig.
Die Frage verfolgte die Ingenieure: Was ist mit ihrer Brücke passiert? Ein Artikel dieses Umfangs kann nicht alle damit verbundenen Fragen der Physik und Aerodynamik untersuchen, aber die erste Hypothese besagte, dass die Windresonanz sie zerstörte. Spätere Test- und Entwicklungsmodelle zeigten, dass dies wahrscheinlich nicht der Fall war.
In der Tat war der Ausfall der Tacoma Narrows Bridge eine Kombination aus vielen Faktoren, einschließlich Konstruktionsfehlern. Statt tief geöffneter Versteifungsbinder wurden flache Plattenträger verwendet, um das Gewicht zu verringern, was die Stabilität der Brücke beeinträchtigte. Außerdem war die Struktur einfach zu lang für ihre Breite. Eine breitere Brücke hätte überlebt, aber die Fahrbahn war zu schmal, um den anderen Belastungen standzuhalten.
Auch die Aerodynamik und ein seltsam klingendes Phänomen namens "Selbsterregung" spielten eine Rolle. Als die Spannweite zu wellen begann und instabiler wurde, führte die Instabilität zu mehr Instabilität. Als die Spannweite ihre Drehbewegung begann, speiste sie daher auch die Instabilitätsflammen, bis die Struktur versagte. „Selbsterregung“ bedeutet, dass eines zum anderen führt und sich bis zum Zusammenbruch auf sich selbst zurückwendet. Der Film über Gerties Zusammenbruch ist online verfügbar, ebenso wie Bilder von der welligen, kurvenreichen Straße. Viele Artikel, auch online, bieten weitere Antworten auf die "Warum" -Frage.
Der Zweite Weltkrieg und die daraus resultierende Stahlknappheit verzögerten den Bau einer weiteren Tacoma Narrows Bridge. Die zweite Phase der Stahlseilaufhängung wurde am 14. Oktober 1950 eröffnet. Diesmal studierten und modellierten die Ingenieure vier Jahre lang Konstruktionen, bevor sie ihre Auswahl endgültig festlegten. Dieser würde nicht zusammenbrechen. Als gebührenpflichtige Brücke hat sie sich bezahlt gemacht und weist derzeit die fünftlängste Spannweite in Nordamerika auf.
Der galoppierende Gertie kostete den Staat Washington Millionen von Dollar, aber sein Scheitern revolutionierte den Beruf des Brückenbauers. Konstruktionen werden jetzt gründlich getestet und modelliert, bevor sie jemals gebaut werden, wodurch Geld und Menschenleben gespart werden.