Che cosa è successo al ponte degli stretti di Tacoma?

Il 7 novembre 1940, la grande notizia della giornata fu il totale fallimento e il crollo del Tacoma Narrows Bridge nello stato di Washington. Il ponte si è semplicemente fatto a pezzi e è caduto nelle acque di Puget Sound. Come e perché sono successe domande alle quali solo recentemente è stata data una risposta adeguata.

I "stretti" di Tacoma segnano il punto più vicino su Puget Sound tra la costa di Washington e la penisola olimpica. Un ponte attraverso i restringimenti significava che il governo statale poteva aprire ancora un'altra sezione dello stato per l'espansione, quindi volevano costruirne uno.

Negli anni '30, l'America, la tendenza, soprattutto per le strutture lunghe, era il grazioso ponte sospeso. Architetti e ingegneri hanno cercato il design più elegante, leggero, sottile. Di conseguenza, il ponte Tacoma Narrows, una volta terminato, era lungo 5.910 piedi (1.810,2 metri) e largo come un bastone 39 piedi (11,9 metri). Era anche leggero, grazie alle travi di lamiera poco profonde utilizzate nella costruzione. Grazioso? Indubbiamente. Fu aperto al traffico il 1 ° luglio 1940.

Il pubblico non sapeva che il ponte aveva manifestato un comportamento insolito durante la fase di costruzione, ma presto hanno avuto la sensazione che non tutto andasse bene con il loro ponte alto e sottile. Gli esperti avevano notato un insolito movimento lineare lungo la carreggiata quando il vento si alzava, come spesso accade attraverso gli Stretti. Gli ingegneri hanno tentato di compensare parte di questa "oscillazione" installando buffer idraulici e cavi di acciaio "tie-down" per stabilizzarlo. Tuttavia, la campata centrale aveva l'abitudine di ondeggiare su e giù, proprio come sulle montagne russe.

I conducenti scoprirono presto che le macchine davanti a loro sembravano sparire nelle "valli", riapparendo sulla cima della collina. La gente veniva da ogni parte del mondo per guidare sul ponte delle montagne russe. La gente del posto ha rapidamente soprannominato la struttura "Galloping Gertie", e si è bloccato.

Il 7 novembre 1940, la polizia statale e il dipartimento autostradale chiusero il ponte per il traffico alle 10 circa, dopo che furono segnalate ondulazioni alte da 3 a 5 piedi (da 1 a 1,5 metri), con venti che superavano i 35 mph (56,3 km / h). Fortunatamente, c'era ancora solo una persona, e riuscì a scendere prima che il periodo centrale crollasse. Mentre la folla riunita osservava con orrore affascinato, l'intervallo centrale iniziò a torcersi da un lato all'altro, oltre a muoversi su e giù. Tutti quelli che guardavano sapevano che il ponte non poteva resistere a lungo a questo tipo di movimento.

Verso le 10:30 del mattino, i primi pezzi di pavimentazione iniziarono a cadere. Alle 11:02, i cavi che reggevano la campata centrale iniziarono a cedere, e la sezione occidentale si ribaltò e si schiantò in acqua. Alle 11:09, anche la parte rimanente dell'intervallo centrale era sparita. Gertie al galoppo non c'era più. Sono rimaste solo le campate laterali e le torri.

Quindi la domanda ha ossessionato gli ingegneri: cosa è successo al loro ponte? Un articolo di questo scopo non può esplorare tutte le questioni di fisica e aerodinamica coinvolte, ma la prima ipotesi sosteneva che la risonanza del vento lo distrusse. I successivi test e modelli di ingegneria hanno dimostrato che probabilmente non era così.

In effetti, il fallimento del Tacoma Narrows Bridge è stata una combinazione di molti fattori, tra cui i difetti di progettazione. Ha usato travi a piastra poco profonde per ridurre il peso invece di capriate di rinforzo aperte, che hanno reso il ponte meno stabile. Inoltre, la struttura, semplicemente, era troppo lunga per la sua larghezza. Potrebbe essere sopravvissuto un ponte più largo, ma la carreggiata era troppo stretta per resistere alle altre sollecitazioni.

Anche l'aerodinamica e un fenomeno dal suono strano chiamato "autoeccitazione" hanno avuto un ruolo. Quando l'intervallo iniziò a ondulare e divenne più instabile, l'instabilità alimentò più instabilità. Pertanto, quando la campata ha iniziato il suo movimento di rotazione, ha anche alimentato le fiamme di instabilità, fino a quando la struttura non ha funzionato. "Autoeccitazione" significa che una cosa porta ad un'altra, tornando su se stessa fino al collasso. Il film sul crollo di Gertie è disponibile online, così come le foto della strada ondulata e tortuosa. Molti articoli, anche online, possono essere esaminati per ulteriori risposte alla domanda "perché".

La seconda guerra mondiale e la conseguente carenza di acciaio ritardarono la costruzione di un altro Tacoma Narrows Bridge. Il secondo intervallo, della varietà di sospensioni con cavo d'acciaio, è stato aperto il 14 ottobre 1950. Questa volta, gli ingegneri hanno studiato e modellato i progetti per quattro anni prima di finalizzare le loro scelte. Questo non sarebbe crollato. Come ponte a pedaggio, ha pagato per sé e attualmente presenta la quinta campata più lunga del Nord America.

Gertie al galoppo costò allo stato di Washington milioni di dollari, ma il suo fallimento rivoluzionò la professione di costruzione di ponti. I progetti sono ora sottoposti a rigorosi test e modelli prima di essere mai realizzati, risparmiando denaro e vite umane.