Zřícení mostu Tacoma Narrows Bridge 7. listopadu 1940 bylo dramatickou a tragickou událostí, ale také znamenalo zlomový okamžik ve stavebním inženýrství. Most, kterému se pro jeho znepokojivý tanec ve větru přezdívá „Cválající Gertie“, se náhle zhroutil a odhalil kritické nedostatky v designu a chápání aerodynamiky, což zásadně změnilo způsob, jakým inženýři přistupují ke konstrukci mostu.
Vzestup a pád “Running Gertrude”
Most Tacoma Narrows, spojující Tacomu, Washington a poloostrov Kitsap, se otevřel ve velkém, jen několik měsíců před jeho katastrofálním koncem. V té době to byl třetí nejdelší visutý most na světě, což je důkazem inovativního designu Leona Moisseiffa, renomovaného stavebního inženýra, který také pomáhal navrhnout ikonický Golden Gate Bridge.
Neobvyklé výkyvy však byly zaznamenány téměř od samého začátku. Dělníci dali mostu přezdívku „Running Gertrude“ a inženýr F. Burt Farquharson a jeho tým z University of Washington měli za úkol problém prozkoumat a přiznali: „Ten večer začal most skákat.“ Moisseiff uznal, že jiné mosty, které navrhl, vykazovaly podobné chování, i když s nižší intenzitou.
Pokusy stabilizovat most
Jak Gertrudiny oscilace zesílily, inženýři spěchali najít řešení. Původně byly instalovány čtyři hydraulické zvedáky, které fungovaly jako tlumiče, ale ukázaly se jako neúčinné. Poté, ve snaze omezit provoz, byly k mostu připojeny dočasné kabely. 1. listopadu však při silném větru praskl jeden z kabelů a závody pokračovaly.
Farquharsonův tým provedl rozsáhlé modelování a vytvořil 16,5 metru dlouhý model a 2,4 metru dlouhou část k identifikaci hlavní příčiny. Jejich testy ukázaly, že vítr vanoucí z boku způsobil kroucení mostu. Navrhli řešení: buď vyvrtejte otvory do nosníků, nebo nainstalujte deflektory, které budou blokovat vítr. Realizace těchto změn by mohla zajistit dostatečnou stabilitu za pouhých 10 dní a kompletní modernizace by trvala 45 dní.
Svědek katastrofy
Bohužel tyto opravy nebyly nikdy dokončeny. Ráno 7. listopadu Leonard Coatsworth, korektor Tacoma News Tribune, vezl svou dceru do rodinné chaty na poloostrově s třínohým kokršpanělem jménem Tubby, když se most začal prudce houpat. Zavolal do novin a přiměl reportéra Berta Brintona a fotografa Howarda Clifforda, aby byli osobně svědky katastrofy. Coatsworth řekl, že ztratil kontrolu nad vozem, když se most naklonil, a Clifford popsal, jak silnice poskakovala tak prudce, že musel utíkat a někdy klečet, aby se nedostal do vzduchu. Clifford byl poslední osobou, která bezpečně opustila most, než se zřítil.
Rozhodující, katastrofální okamžik přišel v 11:02, kdy se přetrhl 17,5metrový kabel a středové rozpětí se zřítilo do vody. Cliffordovi a Brintonovi se podařilo zřícení mostu zachytit na kameru. Tubby bohužel nepřežil a byl jedinou obětí kolapsu.
Od tragédie k porozumění: Věda o oscilaci torzních vln
Kolaps vážně poškodil Moisseiffovu pověst a o tři roky později zemřel. Katastrofa však poskytla nebývalé příležitosti pro inženýrskou analýzu, což vedlo k průlomovým objevům.
Tým odborníků nakonec určil, že příčinou kolapsu byly vibrace torzních vln. Klíčovým faktorem bylo prokluzování lanka středního rozpětí, které se rozdělilo na dvě nestejné části. Tato nevyváženost umožnila kroucení mostu a kroucení měnilo úhel větru vzhledem k hlavním nosníkům mostu. Most začal absorbovat více energie, čímž se zvýšil pohyb. Když se kroucení synchronizovalo s větrnými víry, pohyb se stal soběstačným.
“Jinými slovy, síly působící na most již nebyly způsobeny větrem. Vlastní pohyb mostovky vytvořil síly. Inženýři tomu říkají “samobuzený” pohyb,” podle popisu ministerstva dopravy státu Washington (WSDOT).
Nakonec byl most příliš dlouhý, jeho paluba příliš lehká a vozovka příliš úzká, aby účinně odolávala aerodynamickým silám. Zřícení mostu Tacoma Narrows Bridge poskytlo tvrdou, ale zásadní lekci, která zásadně změnila přístup k navrhování mostů a zahájila novou éru v navrhování zatížení větrem a aerodynamických úvah při stavbě velkých konstrukcí.
