Vad hände med Tacoma Narrows Bridge?

February 19

Den 7 november 1940 den stora nyheten för dagen var den totala misslyckande och kollaps av Tacoma Narrows Bridge i staten Washington. Bron slet helt enkelt sig själv sönder och föll i vattnet i Puget Sound. Hur och varför det hände är frågor som först nyligen har adekvat besvarade.

Den Tacoma "smalnar" markera den närmaste punkten på Puget Sound mellan Washington kusten och den olympiska halvön. En bro över smalnar innebar delstatsregeringen skulle kunna öppna upp ännu en del av staten för expansion, så de ville bygga en.

Under 1930-talet Amerika, trenden, speciellt för långa strukturer, var den graciösa hängbro. Arkitekter och ingenjörer sökt mest graciösa, lättaste, tunnaste design. Som ett resultat, Tacoma Narrows Bridge, när det är färdigt, var 5939 fot (1,810.2 meter) lång och en stick-liknande 39 fot (11,9 meter) breda. Det var också lätt, på grund av de grunda platt balkar används i konstruktionen. Graceful? Otvivelaktigt. Det öppnade för trafik på 1 Juli 1940.

Allmänheten visste inte att bron hade manifesterar något ovanligt beteende i byggskedet, men de fick snart tipset att allt inte var bra med sin höga, spinkig bro. Experter hade märkt ovanligt linjär rörelse längs vägbanan när vinden ökade, eftersom det ofta gör genom Narrows. Ingenjörer försökte kompensera för en del av denna "oscillation" genom att installera hydrauliska buffertar och stål "tie-down" kablar för att stabilisera den. Ändå, mitt span hade en vana att böljande upp och ner, ungefär som en berg-och dalbana.

Förare upptäckte snart att bilar framför dem tycktes försvinna i "dalar", återkommer på krönet av kullen. Folk kom från när och fjärran för att köra på berg-och dalbana bron. Lokalbefolkningen snabbt smeknamnet strukturen "galopperande Gertie," och det fastnade.

Den 7 november 1940 statens polis och motorväg avdelningen stängde bron för trafik vid ca 10:00, efter rapporter om vågrörelser 3 till 5 meter (1 till 1,5 meter) höga hade rapporterats, med vindar på över 35 mph (56,3 kilometer i timmen). Lyckligtvis endast en person var fortfarande på det, och han lyckades få bort innan mitt span kollapsade. Som insamling publiken såg i fascinerad fasa, började mitt span vrida från sida till sida, samt att flytta upp och ner. Alla tittar visste bron kunde inte länge stå emot denna typ av rörelse.

Vid ungefär 10:30, började de första bitarna av trottoaren att falla. Vid 11:02, kablar som håller mitt span började ge vika, och den västra delen vänt och kraschade i vattnet. Genom 11:09, var den kvarvarande delen av mittspann borta, liksom. Snabbt växande Gertie var inte mer. Endast sidospännvidder och torn kvar.

Så frågan hemsökt ingenjörerna: vad hände med deras bro? En artikel av denna omfattning kan inte utforska alla fysik och aerodynamik frågor inblandade, men den första hypotesen ansåg att vind resonans förstörde det. Senare testa och ingenjörsmodeller visade att detta var nog inte fallet.

I själva verket, den misslyckade Tacoma Narrows Bridge var en kombination av många faktorer, inklusive konstruktionsfel. Det brukade grunda plattbalkar för att minska vikten i stället för djupa öppna styva fackverk, vilket renderade bron mindre stabil. Också strukturen helt enkelt var för lång för dess bredd. En bredare bro kan ha överlevt, men vägbanan var för smal för att motstå de andra påfrestningar.

Aerodynamik och ett märkligt klingande fenomen som kallas "själv excitation" spelade också en roll. Som span började bölja och blev mer instabil, instabiliteten utfodras mer instabilitet. Därför, när spännvidden startade sin vridande rörelse, matade den också instabilitets lågor, förrän stommen misslyckades. "Själv excitation" innebär att en sak leder till en annan, att vända tillbaka på sig själv tills kollaps. Film av Gertie kollaps är tillgänglig online, så finns bilder av böljande, vrida vägbanan. Många tidningar, även på nätet, kan perused för fler svar på "varför" fråga.

Andra världskriget och den resulterande bristen på stål fördröjd byggandet av en annan Tacoma Narrows Bridge. Den andra span, av stålvajer fjädring sort, öppnades den 14 oktober 1950. Den här gången, ingenjörer studeras och modelleras designs för fyra år innan färdig sina val. Detta var inte kommer att kollapsa. Som en vägtull bro, betalade den för sig själv och för närvarande har den femte längsta span i Nordamerika.

Galopperande Gertie kostade staten Washington miljontals dollar, men dess misslyckande revolutionerat brobyggande yrket. Designs genomgår nu rigorösa tester och modellering innan de någonsin byggts, spara pengar och människoliv.