Wat is er gebeurd met de Tacoma Narrows Bridge?

Op 7 november 1940 was het grote nieuws van de dag van de totale mislukking en ineenstorting van de Tacoma Narrows Bridge in de staat Washington. De brug scheurde zich gewoon eenvoudig uit elkaar en viel in het water van Puget Sound. Hoe en waarom het gebeurde, zijn vragen die pas recentelijk voldoende zijn beantwoord. Een brug over de Narrows betekende dat de deelstaatregering nog een ander deel van de staat kon openen voor uitbreiding, dus wilden ze er een bouwen.

In Amerika was de trend, vooral voor lange structuren, de sierlijke ophangbrug. Architecten en ingenieurs zochten het meest sierlijke, lichtste gewicht, slankste ontwerpen. Als gevolg hiervan was de Tacoma de brug vernauwt, wanneer het klaar is, was 5.939 voet (1,810,2 meter) lang en een stick-achtige 39 voet (11,9 meter) breed. Het was ook lichtgewicht, vanwege de ondiepe plaatliggers die in de bouw werden gebruikt. Bevallig? Ongetwijfeld. Het werd geopend voor verkeer op 1 juli 1940.

Het publiek wist niet dat de brug wat ongebruikelijk gedrag in de bouwfase manifesteerde, maar ze kregen al snel de hint dat alles niet goed was met hun lange, spichtige brug. Experts hadden een ongebruikelijke lineaire beweging langs de rijbaan opgemerkt toen de wind opsteeg, zoals vaak door de Narrows. Ingenieurs probeerden een deel van deze "oscillatie" te compenseren door hydraulische buffers en stalen "tie-down" -kabels te installeren om het te stabiliseren. Toch had de middelste overspanning de gewoonte om op en neer te golven, net als een achtbaan.

Bestuurders ontdekten al snel dat auto's voor hen leken te verdwijnen in "Valleys", weer verschenen naar de top van de heuvel. Mensen kwamen van wijd en wijd om op de achtbaanbrug te rijden. De lokale bevolking gaf snel de bijgenaamd de structuur "galopperende Gertie" en deze bleef vasthouden.

Op 7 november 1940, de staatspolitieen Highway Department sloot de brug naar het verkeer om ongeveer 10.00 uur, nadat meldingen van golvingen van 3 tot 5 voet (1 tot 1,5 meter) hoog waren gemeld, met winden van meer dan 35 mph (56,3 km / u). Gelukkig zat er nog maar één persoon op en slaagde hij erin om uit te stappen voordat het centrumoverspanning instortte. Terwijl de bijeenkomst in gefascineerde horror keek, begon de middelste spanwijdte van links naar rechts te draaien en op en neer te bewegen. Iedereen die keek wist dat de brug dit soort beweging niet lang kon weerstaan.

Om ongeveer 10.30 uur begonnen de eerste stukjes bestrating te vallen. Om 11:02 begonnen kabels met de middelste overspanning te wijken en het westelijke gedeelte omdraaide om en stortte in het water. Tegen 11:09 was het resterende deel van de middelste overspanning ook verdwenen. Galopping Gertie was niet meer. Alleen de zijspanne en de torens bleven.

Dus de vraag achtervolgde de ingenieurs: wat is er met hun brug gebeurd? Een artikel van deze reikwijdte kan niet alle fysica en aer verkennenOdynamische vragen, maar de eerste hypothese was van mening dat windresonantie het vernietigde. Latere test- en engineeringmodellen toonden aan dat dit waarschijnlijk niet het geval was.

In feite was het falen van de Tacoma Narrows Bridge een combinatie van vele factoren, waaronder ontwerpfouten. Het gebruikte ondiepe plaatliggers om het gewicht te verminderen in plaats van diepe open stijve spanten, waardoor de brug minder stabiel maakte. Ook was de structuur eenvoudigweg te lang voor zijn breedte. Een bredere brug heeft misschien overleefd, maar de rijbaan was te smal om de andere spanningen te weerstaan.

Aerodynamica en een vreemd klinkend fenomeen genaamd "zelfuitwinning" speelden ook een rol. Naarmate de overspanning begon te golven en onstabieler werd, voedde de instabiliteit meer instabiliteit. Daarom, toen de spanwijdte zijn draaiende beweging begon, voedde het ook de instabiliteitsvlammen, totdat de structuur faalde. "Zelfuitwinning" betekent dat het ene naar het andere leidt en zich op zichzelf keert tot instortinge. Film van Gertie's ineenstorting is online beschikbaar, net als foto's van de golvende, kronkelende rijbaan. Veel artikelen, ook online, kunnen worden doorgevoerd voor meer antwoorden op de "waarom" vraag.

Tweede Wereldoorlog en het resulterende tekort aan staal vertraagde constructie van een andere Tacoma Narrows Bridge. De tweede spanwijdte, van de Steel Cable Suspension Variety, werd geopend op 14 oktober 1950. Deze keer bestudeerden engineers vier jaar lang ontwerpen voordat ze hun keuzes afronden. Deze zou niet instorten. Als tolbrug betaalde het zichzelf en heeft het momenteel de vijfde langste spanwijdte in Noord -Amerika.

Galopping Gertie kostte de staat Washington miljoenen dollars, maar het falen ervan heeft een revolutie teweeggebracht in het beroep van het bruggebouw. Ontwerpen ondergaan nu rigoureus testen en modelleren voordat ze ooit worden gebouwd, waardoor geld en mensenlevens worden bespaard.