Что случилось с такомским узким мостом?

7 ноября 1940 года большая новость дня была о полном провале и обрушении моста Такома-Нарроуз в штате Вашингтон. Мост довольно просто разорвал себя на части и упал в воды Пьюджет-Саунда. Как и почему это произошло - это вопросы, на которые только недавно были даны адекватные ответы.

«Сужения» Такомы отмечают самую близкую точку на Пьюджет-Саунд между побережьем Вашингтона и Олимпийским полуостровом. Мост через узкие места означал, что правительство штата могло открыть еще одну часть штата для расширения, поэтому они хотели построить его.

В 1930-х годах в Америке, особенно для длинных конструкций, появилась тенденция к изящному подвесному мосту. Архитекторы и инженеры искали самые изящные, легкие, тончайшие конструкции. В результате мост Tacoma Narrows Bridge, когда он был закончен, имел длину 5 939 футов (1 810,2 метра) и палковидную ширину 11 футов (11,9 метра). Он также был легким из-за неглубоких стальных балок, используемых в строительстве. Изящные? Несомненно. Он был открыт для движения 1 июля 1940 года.

Публика не знала, что на этапе строительства моста проявлялось какое-то необычное поведение, но вскоре они поняли, что с их высоким, тонким мостом не все в порядке. Эксперты заметили необычное линейное движение вдоль проезжей части, когда поднялся ветер, как это часто происходит через Узкие. Инженеры попытались компенсировать некоторые из этих «колебаний», установив гидравлические амортизаторы и стальные «стяжные» тросы для его стабилизации. Тем не менее, центральный промежуток имел обыкновение колебаться вверх и вниз, очень похоже на американские горки.

Вскоре водители обнаружили, что машины перед ними, казалось, исчезают в «долинах», вновь появляясь на гребне холма. Люди приезжали издалека, чтобы покататься по мосту на американских горках. Местные жители быстро прозвали сооружение «Галопирующая Герти», и оно застряло.

7 ноября 1940 года государственная полиция и управление автомагистралей закрыли мост для движения транспорта около 10 часов утра, после того как поступили сообщения о волнистости от 3 до 5 футов (от 1 до 1,5 метра), при скорости ветра более 35 миль в час (56,3 км / ч). К счастью, только один человек все еще был на нем, и ему удалось сойти до того, как расстояние между центрами обвалилось. Когда собравшаяся толпа наблюдала в зачарованном ужасе, центр пролета начал скручиваться из стороны в сторону, а также двигаться вверх и вниз. Все, кто смотрел, знали, что мост долго не выдержит такого движения.

Около 10:30 первые куски тротуара начали падать. В 11:02 кабели, удерживающие центральный пролет, начали ослабевать, и западная часть перевернулась и врезалась в воду. К 11:09 оставшаяся часть центрального промежутка также исчезла. Скачущего Герти больше не было. Остались только боковые пролеты и башни.

Таким образом, вопрос преследовал инженеров: что случилось с их мостом? Статья такого масштаба не может исследовать все вопросы физики и аэродинамики, но первая гипотеза гласила, что ветровой резонанс разрушил ее. Более поздние испытания и инженерные модели показали, что это, вероятно, не так.

Фактически, разрушение моста Tacoma Narrows было сочетанием многих факторов, включая недостатки дизайна. Для уменьшения веса использовались мелкие балочные балки, а не фермы с глубокими открытыми ребрами жесткости, что делало мост менее устойчивым. Кроме того, структура, довольно просто, была слишком длинной для своей ширины. Возможно, сохранился более широкий мост, но проезжая часть была слишком узкой, чтобы выдержать другие нагрузки.

Аэродинамика и странно звучащий феномен, называемый «самовозбуждением», также сыграли свою роль. По мере того, как промежуток начал колебаться и становился более нестабильным, нестабильность питала еще большую нестабильность. Поэтому, когда пролет начал свое вращательное движение, он также питал пламя нестабильности, пока конструкция не вышла из строя. «Самовозбуждение» означает, что одно ведет к другому, поворачиваясь назад к самому себе, пока не рухнет. Фильм о разрушении Герти доступен в Интернете, а также фотографии волнистой, извилистой дороги. Многие статьи, в том числе онлайн, могут быть просмотрены для получения ответов на вопрос «почему».

Вторая мировая война и связанная с этим нехватка стали задержали строительство еще одного моста в Такоме. Второй пролет из серии стальных канатных подвесок был открыт 14 октября 1950 года. На этот раз инженеры изучали и моделировали конструкции в течение четырех лет, прежде чем сделать свой выбор. Этот не собирался разрушаться. Как платный мост, он окупился и в настоящее время имеет пятый по длине пролёт в Северной Америке.

Скачущая Герти обошлась штату Вашингтон в миллионы долларов, но ее провал произвел революцию в профессии мостостроителя. Проекты в настоящее время проходят тщательное тестирование и моделирование, прежде чем они будут построены, что экономит деньги и человеческие жизни.