Tayn rautatiesilta (Tay Bridge): historia, romahdus 1879 ja nykyinen silta
Tay Bridge (tai Tay Rail Bridge) on noin kolmen ja puolen kilometrin pituinen rautatiesilta, joka ylittää Firth of Tay -joen Skotlannissa, Dundeen kaupungin ja Wormitin, Fife, välillä (koordinaattiviite NO391277).
Kuten Forthin rautatiesiltaa, myös Tay-siltaa on kutsuttu Tay-rautatiesillaksi siitä lähtien, kun Tay Road Bridge rakennettiin vuonon yli. Alkuperäinen rautatiesilta korvasi varhaisen junalautan.
Nykyinen Tay Bridge on toinen Tay-joen ylittävä rautatiesilta. Ensimmäinen romahti vuonna 1879 myrskyssä, jossa menehtyi paljon ihmisiä.
Historia ja alkuperäinen silta
Ensimmäisen Tay-rautatiesillan suunnitteli insinööri Sir Thomas Bouch ja se rakennettiin 1870-luvulla helpottamaan rautatieyhteyttä Duncanen ja Itä-Fifen välille. Sillan rakenne perustui rautalankkeisiin ja kipsi- sekä valurautasarakkeisiin, ja sen pituus oli huomattava: se ulottui pitkälle Firth of Tayn yli yhdistäen vastarannat ensin lauttojen sijaan. Silta avattiin liikenteelle vuonna 1878 ja se otettiin nopeasti käyttöön osana laajenevaa rautatieverkkoa.
Romahdus 28. joulukuuta 1879
Ensimmäinen silta sortui dramaattisesti myrskyn aikana 28. joulukuuta 1879. Romahtumisen yhteydessä junanvaunuja vajosi mereen ja noin 75 ihmistä menehtyi (tarkka uhriluku on eri lähteissä esitetty eri tavoin). Tapaus tunnetaan nimellä Tay Bridge Disaster ja se oli yksi aikansa pahimmista rautatieromaanisista onnettomuuksista Isossa-Britanniassa.
Tutkimukset ja syyt
Onnettomuuden jälkeen pidettiin virallinen tutkinta (Court of Inquiry), joka selvitti romahtamisen syitä. Tutkinta totesi, että tapahtuma johtui useiden tekijöiden yhteisvaikutuksesta:
- rakenteelliset puutteet ja suunnitteluvirheet alkuperäisessä projektissa,
- valurautarakenteiden ja liitosten heikko laatu sekä paikoin riittämätön rakennekestävyys,
- tuulikuormituksen aliarviointi ja puutteelliset mitoitusarvot koville myrskytuulille,
- ylläpidon puutteet ja mahdolliset muutokset rakenteeseen, jotka heikensivät sillan vakausta.
Tutkinnan seurauksena insinööri Sir Thomas Bouch joutui ankaraan arvosteluun ja hänen uransa kärsi pysyvästi; hän kuoli alle vuoden kuluttua onnettomuudesta. Tapaus vaikutti laajasti siihen, miten siltoja ja muita suuria rautatiestruktuureja mitoitetaan ja inspeksiot järjestetään.
Seuraukset ja vaikutus insinööritieteisiin
Tayn sillan romahdus muutti pysyvästi rakennustekniikan käytäntöjä, erityisesti:
- tuulikuormien huomioon ottaminen suunnittelussa tuli pakolliseksi ja kriittiseksi osaksi siltojen mitoitusta,
- materiaalien testaus ja tuotannon laadunvalvonta tiukkenivat (erityisesti valuraudan ja muiden rautarakenteiden osalta),
- sillatarkastuksia ja kunnossapitoa alettiin pitää järjestelmällisemmin osana infrastruktuurin hallintaa.
Nykyinen silta
Onnettomuuden jälkeen Tay-joen ylitystä varten rakennettiin uusi rautatiesilta, joka valmistui ja otettiin käyttöön 1887. Nykyinen Tay Bridge on suunniteltu korjaamaan alkuperäisen sillan heikkoudet: se on kestävämpi, paremmin mitoitetuilla rakenteilla ja huomattavasti vahvempi tuulia vastaan. Silta on osa historiallista ja toimivaa rautatieyhteyttä ja sitä ylläpitävät nykyiset raideinfrastruktuuria hoitavat tahot.
Muistaminen ja kulttuurinen perintö
Tayn sillan romahdus on jäänyt historiaan sekä tragediana että oppituntina insinööritieteille. Tapahtumasta tunnetuin kulttuurinen ilmentymä on runoilija William McGonagallin tarttuva mutta kriitikkojen pilkkaama runo "The Tay Bridge Disaster". Paikallisesti ja kansallisesti on myös muistettu uhreja ja onnettomuuden merkitystä turvallisuuskäytäntöjen kehittämiselle.
Keskeisiä tietoja
- Sijainti: Firth of Tay, Dundee–Wormit, Fife (koordinaattiviite NO391277)
- Ensimmäinen silta: suunnittelija Sir Thomas Bouch, avattu 1878, romahti 28.12.1879
- Uusi silta: valmistui 1887, nykyään käytössä oleva Tay Rail Bridge
- Tapahtuman merkitys: vaikutti siltojen suunnittelukäytäntöihin, tuulikuormituksen huomioimiseen ja materiaalien laadunvalvontaan
Tay Rail Bridge ja Signal Box Wormit
Vuoden 1910 Railway Clearing Housen risteyskaavio, jossa näkyy Tay Bridge ja yhdyslinjat sekä Tayportin ja Broughty Ferryn yhdistävä lautta.
Hämärässä. Yksi alkuperäisen sillan kannoista erottuu siluettina auringon valaisemaa Firthiä vasten.
Ensimmäinen rautatiesilta
Alkuperäisen Tay-sillan suunnitteli tunnettu rautatieinsinööri Thomas Bouch, joka sai ritarin arvon, kun silta valmistui. Se oli ristikkorakenteinen, valettua ja takorautaa yhdistelevä rakenne. Suunnitelma oli hyvin tunnettu: sitä käytettiin menestyksekkäästi Etelä-Walesissa sijaitsevassa Crumlinin viaduktissa vuonna 1858 sen jälkeen, kun Kristallipalatsissa oli käytetty valurautaa.
Aiempi valurautasilta, Deen silta, joka romahti vuonna 1847, epäonnistui, koska valurautapalkkeja käytettiin huonosti. Myöhemmin Gustave Eiffel käytti samankaltaista suunnittelua luodessaan useita suuria viadukteja Massif Centraliin (1867).
Tay-joen ylittävän sillan rakentamista koskevat ehdotukset ovat peräisin ainakin vuodelta 1854. North British Railway (Tay Bridge) Act sai kuninkaallisen hyväksynnän 15. heinäkuuta 1870, ja peruskivi laskettiin 22. heinäkuuta 1871.
Sillan suunnittelu: perusajatus
Alkuperäisen suunnitelman mukaan ristikkopalkit tukeutuivat tiilipilareihin, jotka tukeutuivat kallioperään, joka koeporausten mukaan ei sijainnut kovin syvällä joen alla. Sillan molemmissa päissä yksiraiteinen raide kulki sillan palkkien päällä, joten suurin osa niistä oli pilarien yläosien alapuolella. Sillan keskiosassa ("korkeat palkit") rautatie kulki kuitenkin sillan palkin sisällä, jolloin se saattoi kulkea laiturien yläpuolella, jotta purjelaivojen kulku ylävirtaan (esim. Perthiin) oli mahdollista.
Kun silta kuitenkin ulotettiin jokeen, joulukuussa 1873 kävi selväksi, että kallioperä sijaitsi paljon syvemmällä, liian syvällä, jotta se olisi voinut toimia sillan pilarien perustana. Bouchin oli suunniteltava silta uudelleen.
Hän vähensi pilarien määrää ja lisäsi palkkien jänneväliä. Laiturien perustuksia ei enää laskettu kallioperään asti, vaan ne rakennettiin upottamalla tiilivuoratut takorautaiset kaislalautat joen pohjaan,
Työ
Yritys, joka oli saanut sopimuksen sillan rakentamisesta, meni konkurssiin Bouchin suunnitellessa siltaa uudelleen. Korvaava yritys teki huonoa työtä. Lähes kaikki sillan osat olivat huonolaatuisia, mukaan lukien rauta, siteet ja kiinnikkeet. Pulttien ja tukien epätarkkuus johti paikan päällä tehtäviin tilapäisiin korjauksiin, joita eräs todistaja kuvaili myöhemmässä tutkimuksessa seuraavasti: "Noin huolimatonta työtä en ole koskaan elämässäni nähnyt".
Avaaminen
Silta avattiin matkustajaliikenteelle 1. kesäkuuta 1878. Seuraavana vuonna, 20. kesäkuuta 1879, kuningatar Victoria ylitti sillan palatakseen Balmoralista etelään. Bouch esiteltiin hänelle ennen tätä, ja 26. kesäkuuta 1879 kuningatar lyötiin ritariksi Windsorin linnassa.
Tay Bridge -katastrofi
Yöllä 28. joulukuuta 1879 kello 19.15 silta romahti, kun sen keskimmäiset tukijalat pettivät kovassa talvimyrskyssä. Junassa oli kuusi vaunua, joissa oli seitsemänkymmentäviisi matkustajaa ja miehistöä, ja se syöksyi Tay-joen jäisiin vesiin. Kaikki seitsemänkymmentäviisi menehtyivät. Katastrofi järkytti koko maata ja aiheutti järkytyksen Victorian insinööriyhteisössä.
Tuolloin Tay-joen suistossa puhalsi myrskytuuli, jonka voimakkuudeksi arvioitiin kymmenen tai yksitoista (trooppisen myrskyn voimakkuus: 55-72 mailia tunnissa/80-117 kilometriä tunnissa), suorassa kulmassa siltaan nähden. Itse veturi pelastettiin joesta ja palautettiin rautateiden käyttöön.
Vain yhdeksäntoista kuukautta aiemmin avatun sillan romahdus, jonka kauppakeskus oli todennut turvalliseksi, on edelleen Brittein saarten tunnetuin siltakatastrofi. Alkuperäisten siltapilareiden kannot ovat yhä näkyvissä Tay-joen pinnan yläpuolella jopa nousuveden aikaan.
Tutkintalautakunnan kertomus
Syyt
Tutkinnassa todettiin, että sillan sortuminen johtui siitä, että poikkipalkit ja kiinnikkeet eivät kestäneet 28. joulukuuta 1879 yöllä vallinneen myrskyn voimaa, ja että silta oli jo aiemmin joutunut muiden myrskyjen rasittamaksi.
Tämä ei kuitenkaan tarkoita sitä, että silta olisi suunnitellulla tavalla epäonnistunut. Yksityiskohtaisia tutkimuksia suorittamaan nimetty insinööri todisti:
"Pelkkä tuulenpaine (olettaen, että rakenne olisi ollut täydellisesti tehty ja suunniteltu), joka olisi ollut 37 paunaa neliöjalkaa kohti, olisi kaatanut sen, mutta se, että koska se oli täydellinen, se kaatui liiallisen tuulenpaineen seurauksena, ei selvästikään pidä paikkaansa, [koska] se ei kaatunut niihin kohtiin, jotka olisivat olleet pienimmät vastuslinjat, jos rakenne olisi ollut täydellinen. Tapa, jolla se kaatui, osoittaa, että rakenteessa on täytynyt olla heikkoja kohtia, ja se, kun otetaan huomioon se tieto, joka minulla on [jo korjattavista osista], ... osoittaa minulle, että rakenne ei ollut täydellisessä kunnossa".
Sillan keskellä oleva osa, jossa kisko kulki korkeiden palkkien sisällä, oli mahdollisesti ylhäältäpäin raskas ja erittäin altis koville tuulille. Bouch tai urakoitsija eivät näyttäneet käyneen säännöllisesti paikan päällä sijaitsevassa valimossa, jossa kierrätettiin edellisen puoliksi rakennetun sillan rautaa. Sillan 13 pisintä jänneväliä, joista kukin oli 75 metriä pitkä, tukevat lieriömäiset valurautapilarit olivat huonolaatuisia. Monet niistä oli valettu vaakasuoraan, minkä seurauksena seinämät eivät olleet tasaisen paksuja, ja oli viitteitä siitä, että epätäydelliset valukappaleet oli peitetty (hyvin puutteellisilta) laadunvalvontatarkastuksilta.
Erityisesti jotkin takorautaisten tukipalkkien kiinnityskohtina käytetyistä korvakkeista oli "poltettu päälle" sen sijaan, että ne olisi valettu pylväiden mukana. Jopa tavalliset korvakkeet olivat hyvin heikkoja. Niitä testattiin kyselyä varten, ja ne osoittautuivat murtuviksi vain noin 20 pitkässä tonnissa (20 t) odotetun 60 pitkässä tonnissa (61 t) olevan kuorman sijasta. Nämä korvakkeet pettivät ja horjuttivat koko sillan keskiosaa myrskyn aikana.
Yksinkertaisesti sanottuna silta epäonnistui valmistusvirheiden vuoksi. Tämä tarkoitti sitä, että se ei saavuttanut suunnittelijan tarkoittamia tuulenkestävyysvaatimuksia.
- Tutkintalautakunnan kertomus ja Rotheryn raportti. Stationery Office, Lontoo 1880. [1]
- Tay Bridge -katastrofi: Liite tutkintatuomioistuimen kertomukseen. [2]
Alkuperäinen Tay Bridge pohjoisesta
Mitä siitä oli jäljellä katastrofin jälkeen
Toinen silta
Uuden kaksiraiteisen sillan suunnitteli William Henry Barlow. Sen rakensi William Arrol & Co. 18 metriä (59 jalkaa) ylävirtaan alkuperäisestä sillasta ja sen suuntaisesti. Peruskivi laskettiin 6. heinäkuuta 1883. Rakentamiseen käytettiin 25 000 tonnia (28 000 lyhyttä tonnia) rautaa ja terästä, 70 000 tonnia (77 000 lyhyttä tonnia) betonia, kymmenen miljoonaa tiiltä (paino 37 500 tonnia (41 300 lyhyttä tonnia)) ja kolme miljoonaa niittiä. Rakentamisen aikana menehtyi 14 miestä, joista useimmat hukkuivat.
Toinen silta avattiin 13. heinäkuuta 1887, ja se on edelleen käytössä. Vuonna 2003 saatiin päätökseen sillan 20,85 miljoonan punnan vahvistus- ja kunnostushanke (20,85 miljoonaa puntaa vuonna 2020). Yli 1 000 tonnia (1 100 lyhyttä tonnia) lintujen ulostetta raaputettiin käsityökaluilla pois sillan rautaristikosta ja pussitettiin 25 kilon säkkeihin. Satoja tuhansia niittejä poistettiin ja vaihdettiin. Kaikki työt tehtiin erittäin alttiissa olosuhteissa korkealla joen nopean vuoroveden yläpuolella.
Kysymyksiä ja vastauksia
Kysymys: Missä Tay Bridge sijaitsee?
V: Tay Bridge sijaitsee Skotlannissa, ja se ylittää Firth of Tayn Dundeen ja Wormitin, Fife, välillä.
K: Kuinka pitkä Tay Bridge -silta on?
V: Tay Bridge on noin 3,62 kilometriä (2,25 mailia) pitkä.
Kysymys: Miksi Tay-siltaa kutsutaan myös Tay-rautatiesillaksi?
V: Tay-siltaa on kutsuttu Tay Rail Bridge -nimellä siitä lähtien, kun Tay Road Bridge rakennettiin Firthin yli.
K: Mitä alkuperäinen rautatiesilta korvasi?
V: Alkuperäinen rautatiesilta korvasi varhaisen junalautan.
K: Onko nykyinen Tay Bridge ensimmäinen vai toinen rautatiesilta Tay-joen yli?
V: Nykyinen Tay-silta on toinen Tay-joen ylittävä rautatiesilta.
Kysymys: Milloin ensimmäinen Tay-silta romahti?
V: Ensimmäinen Tay Bridge romahti vuonna 1879 myrskyn aikana.
K: Menehtyikö ensimmäisen Tay-sillan romahtamisen aikana ihmishenkiä?
V: Kyllä, ensimmäisen Tay-sillan romahtamisen aikana menetettiin paljon ihmishenkiä.
