POLSKI  ENGLISH

ETYKA W BIOTECHNOLOGII - Kazusy
Katastrofa mostu Tay - opis

Opisane wydarzenia dotyczą jednej z najbardziej głośnych katastrof mostów na terenie Wysp Brytyjskich. Oddany do użytkowania w czerwcu 1887 roku most Tay był uważany za cud techniki, a jego projektant i budowniczy, Thomas Bouch, został po zakończeniu budowy uhonorowany tytułem szlacheckim. Most był jednotorowym wiaduktem kolejowym, który połączył brzegi Firth of Tay w Szkocji, zatoki na Morzu Północnym, do której uchodzi najdłuższa w Szkocji rzeka Tay. Wiadukt umiejscowiony był na wysokości miasta Dundee, umożliwiając dużo szybsze połączenie z Edynburgiem. Jego długość wynosiła ponad 3 km, co sprawiało, że był to w tamtym czasie najdłuższy most na świecie. Most Tay stanowił ukoronowanie kariery sir Thomasa Boucha. Jak inne mosty jego autorstwa, most Tay wsparty był na filarach zbudowanych z żeliwnych słupów o przekroju cylindrycznym, słupy te były usztywnione za pomocą systemu belek i rozpórek wykonanych z żeliwa zgrzewnego, a całość metalowej konstrukcji filarów była osadzona na kamiennych i murowanych podstawach. Żeliwne słupy filarów posiadały specjalne wypusty, do których były przytwierdzone belki usztywniające całość konstrukcji filarów. Most składał się z 85 przęseł wzmocnionych kratownicowymi dźwigarami wykonanymi z żeliwa zgrzewnego, 72 dźwigary wspierały konstrukcję pomostu od dołu, pozostałych zaś 13 znajdowało się ponad powierzchnią pomostu, otwierając w ten sposób drogę żeglugi dla większych statków.

Do katastrofy doszło 28 grudnia 1889 roku nocą, w czasie sztormu o sile od 10 do 11 stopni w skali Beauforta. Wiatr wiał w kierunku prostopadłym do mostu z prędkością dochodzącą do 130 km/h. W czasie przejazdu przez most, pociąg składający się z lokomotywy i 6 wagonów, runął do wody z wysokości około 30 m. Nikt nie ocalał, 75 osób, które znajdowały się w pociągu, poniosło śmierć. Runęła konstrukcja wszystkich 13 przęseł z dźwigarami znajdującymi się ponad powierzchnią mostu. Most na fotografiach wykonanych tuż po katastrofie wyglądał tak, jakby jego środkowa, wyższa część, zniknęła bez żadnego śladu. Bezpośrednio po katastrofie nie było jasne, czy pociąg wjechał w pustkę pozostałą po już wcześniej zerwanym przez sztorm odcinku mostu, czy też część konstrukcji mostu runęła pod wpływem przejeżdżającego pociągu. Określone przez nurka usytuowanie pociągu w południowej części zerwanego odcinka mostu potwierdziło tę ostatnią możliwość. Filary środkowej części mostu nie były zdolne do przeniesienia obciążenia spowodowanego parciem bocznym wiatru na przejeżdżający pociąg. Pod wpływem potężnych momentów sił pochodzących od parcia wiatru, belki usztywniające zostały wyrwane z zaczepów na żeliwnych słupach filarów, co spowodowało runięcie w bok całego odcinka mostu wraz z pociągiem. Przypuszcza się, że wszystkie filary środkowego odcinka mostu zostały złamane i przewrócone niemal równocześnie. (Czytelnik może zapoznać się komputerowym przedstawieniem mechanizmu katastrofy, korzystając z linków podanych w źrodłach).

Powołano komisję do zbadania przyczyn katastrofy. Jej raport był jednoznaczny: „Most był źle zaprojektowany, źle zbudowany i źle utrzymany, a katastrofa była wynikiem błędów rozwiązania konstrukcji i musiała nastąpić wcześniej czy później” [1]. Dokładniej, błąd polegał na zbyt słabym wzmocnieniu poprzecznym filarów mostu. Stwierdzono też błędy w realizacji projektu, polegające na niestarannym wykonaniu połączeń pomiędzy słupami i belkami wzmacniającymi filarów. Komisja wskazała sir Thomasa Boucha jako tego, który ponosi winę za katastrofę. Krytykowano też inspektora nadzoru, generała Hutchinsona. Ten ostatni nakazał, co prawda, ograniczenie prędkości pociągów na moście i wyrażał wątpliwości, czy most wraz pociągiem wytrzyma obciążenie spowodowane naporem wiatru, ale ostatecznie jego działania nie wpłynęły na postępowanie Boucha. W czasie, gdy doszło do katastrofy, sir Thomas Bouch pracował na kolejnym dziełem, którym był projekt mostu Forth. W następstwie katastrofy projekt ten został mu odebrany, a nowi autorzy zaprojektowali most Forth z dużym marginesem bezpieczeństwa. Sam Bouch ogromnie się przejął stawianymi mu zarzutami. Katastrofa miała dla niego także smutny wymiar rodzinny, w pociągu zginął jego zięć. Sir Thomas Bouch zmarł zaś rok po katastrofie.

Czas nie zakończył dyskusji na temat katastrofy mostu Tay, trwały różne spekulacje, a na jej temat napisano kilka książek. Pojawiły się również teorie przedstawiające bardziej szczegółowo sam przebieg katastrofy. Jedna z nich to teoria „wykolejenia się pociągu”, która służyła Bouchowi tuż po katastrofie za obronę. Według tej teorii, bezpośrednią przyczyną katastrofy mostu miało być wykolejenie pociągu przez wiatr. Różnice w prędkości przepływu powietrza u góry i dołu pociągu miały zmniejszyć siłę nacisku kół, co z kolei miało spowodować wypadnięcie pociągu z szyn i uderzenie o górne dźwigary mostu. Filary mostu miały być przewrócone przede wszystkim przez to właśnie uderzenie, a nie przez sam napór wiatru. Według teorii „zmęczenia” decydującą rolę odegrało zjawisko zmęczenia materiału, szczególnie w połączeniach żeliwnych słupów i usztywnień filarów. Niektórzy uważają również, że niefortunne było zastosowanie w konstrukcji filaru dwóch rodzajów żeliw, mających zupełnie różną wytrzymałość na rozciąganie.

Drugi most Tay wybudowano równolegle do usytuowania pierwszego mostu, w miejscu leżącym o 18 m wyżej w górę rzeki – a do jego konstrukcji wykorzystano również żeliwne, dolne dźwigary z niezniszczonych części pierwszego mostu.

Kazus opisał Marek Pyka

Źródła:
A. Jaromiak A. Rosset, Katastrofy i awarie mostów, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 1986.

Tom Martin’s Tay Bridge Disaster Web Pages,
http://taybridgedisaster.co.uk/index/index.

Firth of Tay Bridge
http://eng.archinform.net/projekte/3388.htm.


[1] Cytat za: A. Jaromiak A. Rosset, Katastrofy i awarie mostów, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 1986, s. 146-147.