Herkes 1940 Tacoma Narrows Köprüsü’nün çöküşü karşısında şok oldu, ancak mühendisler özellikle şok oldu. En modern tasarıma sahip en “modern” asma köprü, hafif bir rüzgarda feci başarısızlığa nasıl yenik düştü?
Narrows Köprüsü’nün çöküşünü araştırmak üzere Washington Eyaleti, sigorta şirketleri ve ABD hükümeti tarafından uzman kurulları görevlendirildi. Othmar Amman, Dr. Theodore Von Karmen ve Glen B. Woodruff, Federal İş İdaresi (FWA) tarafından üç kişilik üst düzey mühendisler panelinin üyeleri olarak seçildiler. FWA’nın yöneticisi John Carmody tarafından yazılan raporları, “Carmody Board” raporu olarak tanındı.
Tacoma Köprüsü Neden Yıkıldı?
Carmody Board, sonuçlarını Mart 1941’de yayınladı. Özetle, soruşturma, türbülanslı rüzgarın “rastgele hareketinin” köprüyü en sonunda yok eden şey olduğunu iddia etti. Asma köprülerde rüzgar kaynaklı hareketin karmaşık fenomenini anlama girişimlerinin başlangıcı, bu belirsiz açıklama ile başladı. Öne çıkan üç önemli detay:
(1) 1940 Narrows Köprüsü’nün “aşırı esnekliği”, çöküşündeki ana faktördü;
(2) Katı levha kiriş ve güverte, bir aerofoil’e benzer şekilde “sürükleme” ve “kaldırma” üretti;
(3) Aerodinamik kuvvetler hakkında çok az şey bilindiğinden, mühendisler bir rüzgar tünelinde asma köprü tasarımlarını değerlendirmek için modeller kullanmak zorunda kaldılar.
Engineering News Record’daki bir özet makaleye göre, Tacoma Narrows Bridge’in “hem dikey hem de burulmadaki büyük esnekliği”, “temel zayıflığı”nı oluşturdu. Aşırı esnekliğe birkaç şey neden oldu: Güverte dengesizdi. 8 fitte (orta açıklıkla 1/350 oranında), güverte çok küçüktü. Merkez açıklığın uzunluğuna kıyasla, yan açıklıklar aşırı uzundu. Kablolar, sabitlendiklerinde yan açıklıklardan çok uzaktaydı. 1’den 72’ye kadar olan güverte genişliğinin merkez açıklık uzunluğuna oranı aşırı derecede küçüktü. Bu duyulmamış bir orandır.
Kurul’a göre, dikey dalgalardan yıkıcı bükülme, burulma hareketine geçiş, köprünün çöküşünde önemli bir faktördü. Kuzey kablo üzerindeki kablo bandının açıklık ortasındaki hareketi, bu oluşumun oluşmasında katkıda bulunan bir faktördü.
Birincil kablolar, tipik olarak, orta açıklıklı kablo bandının onları güverteye sabitlediği aynı uzunluğu ölçer. Bant kaydığında kuzey kablosu farklı uzunluklarda iki bölüme ayrıldı. Balanssızlıktan kolayca bükülen ince, esnek plaka kirişler, hızla üzerine alındı. Dengesiz hareket başladığında aşamalı başarısızlık geldi.
Soruşturma kurulunun en önemli sonucu açık ve netti: uzun asma köprüler inşa ederken, teknik topluluğun aerodinamik hakkında daha fazla şey öğrenmesi gerekiyor.
Profesör F. B. Farquharson, bu arada daha fazla rüzgar tüneli çalışması gerçekleştirdi. “Yoğun rezonans salınımının” “sönümsüz ritmik enerjilerin kümülatif etkilerinden” kaynaklandığı sonucuna vardı. Başka bir deyişle, köprünün 8 metrelik katı levha kirişi ve güvertesi, rüzgar basıncındaki artışla birlikte küçük ağırlığı nedeniyle çöktü.
Felaketten hemen sonra temasa geçildiğinde, Leon Moisseiff “çöküşü açıklamak için tamamen kayıp olduğunu” belirtti. Bir hafta sonra Moisseiff, yıkılan köprüyü ziyaret etti ve Clark Eldridge ona göz kulak olurken köprüyü gezdi. Moisseiff’in tasarımı, mühendislik uygulamasının sınırlarının ötesine geçerken, o zamanlar kabul edilen teorinin standartlarına tam olarak uyuyordu.
Kaynak: wsdot
