Tay-híd: A skóciai vasúti híd és az 1879-es összeomlás
Tay-híd tragédiája 1879: a skóciai vasúti híd összeomlása, okai, következményei és a híd újjáépítése — részletes történeti áttekintés és műszaki elemzés.
A Tay Bridge (vagy Tay Rail Bridge) egy körülbelül két és negyed mérföld (három és fél kilométer) hosszú vasúti híd, amely a skóciai Firth of Tay folyót íveli át Dundee városa és a fife-i Wormit között (NO391277 hálózati hivatkozási szám).
A Forth vasúti hídhoz hasonlóan a Tay hidat is Tay vasúti hídnak hívják, amióta a Tay Road Bridge megépült a folyón. Az eredeti vasúti híd egy korai vasúti kompot váltott fel.
A jelenlegi Tay-híd a második vasúti híd a Tay felett. Az első 1879-ben omlott össze egy viharban, nagy veszteségeket okozva.
Története és építése
Az első Tay-hidat az 1870-es években tervezték és építették meg, hogy korszerű, közvetlen vasúti kapcsolatot biztosítsanak Dundee és Fife között. A szerkezetet könnyű, gazdaságos megoldásként tervezték, jellemzően rácsos acélgerendákkal és vasöntvény oszlopokkal, amelyek tégla alapokon nyugodtak. A hidat hamar átadták a forgalomnak, és rövid ideig fontos részét képezte a skót vasúti hálózatnak.
Az 1879-es összeomlás
1879. december 28-án egy heves vihar idején a híd egy jelentős szakasza összeomlott, miközben egy személyvonat haladt át rajta. A vonat és a híd szerkezeti elemei a folyóba zuhantak; a katasztrófa során körülbelül 75 ember vesztette életét. Az esemény megrázta a közvéleményt és nagy visszhangot kapott a sajtóban. A tragédia emlékét a helyi közösség és a brit mérnöki szakma hosszú időre megőrizte.
Vizsgálat és következmények
Az összeomlást követően hivatalos vizsgálat indult, amely megállapította, hogy több tervezési és kivitelezési hiányosság is hozzájárult a katasztrófához. Különösen problémásnak ítélték a szerkezet könnyű kialakítását és azt, hogy a vihar okozta oldalirányú terheléseket nem kezelték megfelelően. A vasöntvény oszlopok ridegsége és a rájuk ható dinamikus terhelések kombinációja szintén hozzájárult a szerkezet meghibásodásához. A vizsgálat következményeként a mérnöki tervezésben megnövekedett a szélterhelések figyelembevétele és a minőség-ellenőrzési eljárások szigorítása.
A tragédia következtében a tervezői hírnév is megsínylette: a híd tervezésével kapcsolatban kritikák fogalmazódtak meg, és a baleset rávilágított arra, hogy az új technológiák alkalmazásakor is szükséges a konzervatív biztonsági tartalékok megtartása.
A második Tay-híd és az örökség
A katasztrófát követően a Tay felett új, masszívabb szerkezetű vasúti hidat építettek, amelyet megerősített elemekből készítettek és szigorúbb mérnöki elvek szerint tervezték. Az új hídot később adták át a forgalomnak, és azóta is a térség fontos vasúti átkelőhelye. A Tay Bridge katasztrófája jelentős hatást gyakorolt a hídtervezésre és az építőipari előírásokra — különösen a szélterhelés számításának és a használt anyagok viselkedésének jobb megértésére irányuló követelményekre.
A tragédiát számos emlékhely és táblák őrzik a környéken, és a katasztrófa a brit kultúrában is nyomot hagyott: például William McGonagall költő ismert, bár erősen kritizált verset írt róla. Bizonyos szerkezeti maradványok és emlékek a mai napig láthatók vagy megemlítettek helyi múzeumok kiállításaiban, és az eseményre történelmi források, cikkek és szakmai elemzések emlékeztetnek.
Fontos tanulságok: a Tay-híd tragédiája megmutatta a tervezési biztonsági tényezők és a megfelelő anyagválasztás fontosságát, valamint azt, hogy extrém környezeti hatásokat — például erős oldalirányú szélterhelést — minden nagy fesztávú szerkezet tervezésekor gondosan kell figyelembe venni.
Alkonyatkor. Az eredeti híd egyik csonkja sziluettként rajzolódik ki a napsütötte Firth ellen.
Tay vasúti híd és jelzőmű Wormit
Egy 1910-es Railway Clearing House csomóponti diagram, amely a Tay hidat és a csatlakozó vonalakat, valamint a Tayportot Broughty Ferryvel összekötő kompot mutatja.
Első vasúti híd
Az eredeti Tay-hidat Thomas Bouch neves vasúti mérnök tervezte, aki a híd elkészültekor lovaggá ütötte. A híd rácsrácsos kialakítású volt, öntött és kovácsoltvas kombinációval. A konstrukció jól ismert volt: 1858-ban sikerrel alkalmazták a dél-walesi Crumlin viaduktnál, miután a Kristálypalotában öntöttvasat használtak.
Egy korábbi öntöttvas konstrukció, az 1847-ben összeomlott Dee-híd az öntöttvas gerendák rossz felhasználása miatt bukott meg. Később Gustave Eiffel hasonló konstrukciót használt több nagy viadukt létrehozásához a Massif Centralban (1867).
A Tay folyón átívelő híd építésére vonatkozó javaslatok legalább 1854-ig nyúlnak vissza. Az Észak-britanniai Vasútról (Tay Bridge) szóló törvény 1870. július 15-én kapta meg a királyi jóváhagyást, az alapkövet pedig 1871. július 22-én tették le.
A híd tervezése: az alapötlet
Az eredeti terv szerint a rácsos gerendákat téglapillérek támasztották volna alá, amelyek a próbafúrások alapján nem túl mélyen feküdtek a folyó alatt. A híd mindkét végén az egysínű vágány a hídgerenda tetején futott, amelynek nagy része ezért a pillérek teteje alatt volt. A híd középső szakaszán (a "magas gerendák") azonban a vasút a hídgerenda belsejében futott, amely így a pillérek teteje felett futhatott, hogy a vitorlás hajóknak a folyón felfelé (pl. Perth felé) történő áthaladásához szükséges távolságot biztosítsa.
Ahogy azonban a híd a folyóba nyúlt, 1873 decemberében világossá vált, hogy az alapkőzet valójában sokkal mélyebben fekszik, túl mélyen ahhoz, hogy a híd pillérek alapjául szolgáljon. Bouchnak újra kellett terveznie a hidat.
Csökkentette a pillérek számát és növelte a gerendák fesztávolságát. A pilléralapokat már nem vitték le az alapkőzetig, hanem téglával bélelt, kovácsoltvas üstöket süllyesztettek a folyómederbe,
A munka
A híd építésére szerződött cég csődbe ment, miközben Bouch a híd újratervezésén dolgozott. A helyettesítő cég rossz munkát végzett. A híd majdnem minden része nem volt megfelelő minőségű, beleértve a vasat, a kötőelemeket és a rögzítéseket is. A csavarok és merevítők pontosságának hiánya a helyszínen végzett ad hoc javításokhoz vezetett, amelyeket egy tanú a későbbi vizsgálat során úgy jellemzett, hogy "olyan hanyag munka, amilyet még életemben nem láttam".
Megnyitás
A hidat 1878. június 1-jén adták át a személyforgalomnak. A következő évben, 1879. június 20-án Viktória királynő átkelt a hídon, hogy Balmoralból délre térjen vissza. Bouchot előtte bemutatták neki, és 1879. június 26-án a királynő a windsori kastélyban lovaggá ütötte.
A Tay-híd katasztrófája
1879. december 28-án este negyed nyolckor a híd összeomlott, miután a középső pillérek a nagy téli szélviharban megadták magukat. Egy hat kocsit szállító, hetvenöt utast és személyzetet szállító vonat, amely az összeomlás idején haladt át a hídon, a Tay jeges vizébe zuhant. Mind a hetvenöten odavesztek. A katasztrófa az egész országot megdöbbentette, és sokkoló hullámokat küldött a viktoriánus mérnöktársadalomnak.
Abban az időben tízes vagy tizenegyes erősségűre becsült szélvihar (trópusi vihar ereje: 55-72 mph/80-117 km/óra) fújt a Tay torkolatánál, a hídra merőlegesen. Magát a mozdonyt kimentették a folyóból, és visszaadták a vasúttársaságnak.
A mindössze tizenkilenc hónappal korábban megnyitott és a Kereskedelmi Hivatal által biztonságosnak minősített híd összeomlása máig a leghíresebb hídkatasztrófa a Brit-szigeteken. Az eredeti hídpillérek csonkjai még dagálykor is láthatóak a Tay felszíne felett.
A vizsgálóbizottság jelentése
Okok
A vizsgálat megállapította, hogy a híd leomlását az okozta, hogy a kereszttartók és a rögzítések nem bírták el az 1879. december 28-án éjszaka tomboló vihar erejét, és hogy a hidat korábban más viharok is megterhelték.
Ez azonban nem jelenti azt a megállapítást, hogy a híd a terv szerint meghibásodott volna. A részletes vizsgálatok elvégzésére kijelölt mérnök tanúvallomása szerint:
"A szélnyomás önmagában (feltételezve, hogy az építmény tökéletesen készült, és így tervezték) 37 font négyzetlábanként 37 fontot tett volna ki, ami felborította volna, de hogy a tökéletes építmény a szélnyomás túlsúlya miatt dőlt volna le, nyilvánvalóan nem így történt, [mert] nem azokon a pontokon dőlt le, amelyek a legkisebb ellenállást jelentették volna, ha az építmény tökéletes lett volna. Az a mód, ahogyan lezuhant, azt mutatja, hogy a szerkezetnek gyenge pontjainak kellett lennie, és ez, az általam ismert [a már javításra szoruló részek] ismeretében, ... azt mutatja számomra, hogy a szerkezet nem volt tökéletes állapotban".
A híd közepén lévő szakasz, ahol a sín a magas gerendák belsejében futott, potenciálisan túlsúlyos volt, és nagyon érzékeny a nagy szélre. Úgy tűnt, hogy sem Bouch, sem a kivitelező nem látogatta rendszeresen a helyszíni öntödét, ahol az előző, félig megépített hídból származó vasat újrahasznosították. A híd 13 leghosszabb, egyenként 75 méter hosszú, hengeres öntöttvas oszlopai rossz minőségűek voltak. Sokukat vízszintesen öntötték, aminek következtében a falak nem voltak egyenletes vastagságúak, és bizonyos jelek arra utaltak, hogy a tökéletlen öntvényeket eltitkolták a (nagyon hiányos) minőségellenőrzés elől.
Különösen a kovácsoltvas merevítő rudak rögzítési pontjaiként használt néhány saru volt "beégetve" ahelyett, hogy az oszlopokkal együtt öntötték volna őket. Még a normál csapok is nagyon gyengék voltak. A vizsgálathoz tesztelték őket, és kiderült, hogy a várt 60 tonnás (61 tonnás) terhelés helyett csak 20 hosszú tonna (20 t) terhelésnél törtek el. A vihar során ezek a támaszok meghibásodtak, és a híd teljes középső részét destabilizálták.
Egyszerűbben fogalmazva, a híd a gyártás során keletkezett hibák miatt hibásodott meg. Ez azt jelentette, hogy nem érte el a tervező által tervezett szélállósági normákat.
- A vizsgálóbizottság jelentése és Rothery úr jelentése. Stationery Office, London 1880. [1]
- Tay Bridge katasztrófa: Függelék a vizsgálóbizottság jelentéséhez. [2]
Ami a katasztrófa után megmaradt belőle
Eredeti Tay-híd északról
A második híd
Az új kétvágányú hidat William Henry Barlow tervezte. A William Arrol & Co. építette 18 méterrel az eredeti hídtól feljebb és azzal párhuzamosan. Az alapkövet 1883. július 6-án tették le. Az építéshez 25 000 tonna (28 000 rövid tonna) vasat és acélt, 70 000 tonna (77 000 rövid tonna) betont, tízmillió téglát (37 500 tonna (41 300 rövid tonna) súlyú) és hárommillió szegecset használtak fel. Az építés során tizennégy ember vesztette életét, a legtöbben vízbe fulladtak.
A második hidat 1887. július 13-án nyitották meg, és ma is használják. 2003-ban befejeződött a hídon egy 20,85 millió font értékű (2020-tól 20,85 millió font) megerősítési és felújítási projekt. Több mint 1000 tonna (1100 rövid tonna) madárürüléket kapartak le kéziszerszámokkal a híd vasrácsáról, és 25 kilogrammos zsákokba zsákolták. Több százezer szegecset távolítottak el és cseréltek ki. Minden munkát nagyon kitett körülmények között végeztek, magasan a folyó gyors árhullámok felett.
Kérdések és válaszok
K: Hol található a Tay-híd?
V: A Tay-híd Skóciában található, és a Firth of Tay folyót íveli át Dundee és a fife-i Wormit között.
K: Milyen hosszú a Tay Bridge?
V: A Tay Bridge körülbelül 2,25 mérföld (3,62 kilométer) hosszú.
K: Miért hívják a Tay hidat Tay Rail Bridge-nek is?
V: A Tay-hidat azóta hívják Tay Rail Bridge-nek, amióta a Tay Road Bridge megépült a firth felett.
K: Mit helyettesített az eredeti vasúti híd?
V: Az eredeti vasúti híd egy korai vasúti kompot helyettesített.
K: A jelenlegi Tay-híd az első vagy a második vasúti híd a Tay felett?
V: A jelenlegi Tay-híd a második vasúti híd a Tay felett.
K: Mikor omlott össze az első Tay-híd?
V: Az első Tay-híd 1879-ben omlott össze egy vihar során.
K: Az első Tay-híd összeomlásakor volt-e halálos áldozat?
V: Igen, az első Tay-híd összeomlásakor nagy volt az emberveszteség.
Keres