Мост через Такома-Нарроуз: почему после 10 лет подготовки он простоял всего четыре месяца

Идея соединить мостом берега пролива Такома-Нарроуз в штате Вашингтон возникла ещё в конце XIX века, но реальные попытки по её реализации начались в 1920-х годах. Местная торговая палата Такомы активно продвигала проект, проводила исследования и привлекала известных инженеров. К 1930-м годам стало ясно, что без моста уже не обойтись. Он должен был улучшить связь между Такомой и полуостровом Китсап, облегчить транспорт и поддержать военные объекты в регионе, включая верфь ВМС США в Бремертоне. В 1937 году законодательное собрание штата создало Вашингтонскую администрацию платных мостов, которая занялась изучением вопроса.

Финансирование стало ключевым вызовом. Доходы от будущих сборов не покрывали расходы, поэтому требовалась федеральная помощь. Первоначальный проект, предложенный местным инженером Кларком Элдриджем, предусматривал массивные фермы жёсткости высотой около 7,6 метра для обеспечения устойчивости.

Однако консультанты из Нью-Йорка, включая одного из авторов теории упругого распределения Леона Моисеиффа, предложили более изящный и экономичный вариант. Они рекомендовали использовать плоские балки жёсткости глубиной всего 2,4 метра. Это решение значительно снижало стоимость и придавало мосту лёгкость и элегантность. Федеральная администрация общественных работ одобрила финансирование в 1938 году, и 23 ноября того же года началось строительство.

Работы были выполнены всего за 19 месяцев. В итоге появился один из самых примечательных висячих мостов своего времени. Он стал третьим в мире по длине центрального пролёта (853 метра), уступая лишь мостам Золотые Ворота и Джорджа Вашингтона. Общая длина конструкции составила около 1810 метров, ширина проезжей части имела всего 12 метров с двумя полосами движения. Мост открыли для движения 1 июля 1940 года под аплодисменты и с надеждами на новое экономическое будущее региона.

Однако уже во время строительства конструкция проявила неожиданную подвижность. Ещё во время завершения работ при умеренном ветре дорожное полотно начинало волнообразно колебаться. Рабочие даже шутливо прозвали мост «Галопирующей Герти».

Эти колебания продолжились и после открытия. Мост то и дело «танцевал» в ветреную погоду. Инженеры пытались исправить ситуацию. Были установлены тросы-оттяжки, наклонные кабели и гидравлические демпферы. Университет Вашингтона даже проводил исследования в аэродинамической трубе, но они не успели привести к практическому решению проблемы.

Однако утром 7 ноября 1940 года мост не выстоял. Над проливом дул ветер скоростью около 64 км/ч. Далеко не ураган, но его оказалось вполне достаточно для того, чтобы запустить цепную реакцию. Сначала вертикальные колебания усилились, а затем постепенно перешли в опасную крутильную форму.

Полотно начало скручиваться вокруг продольной оси. Одна сторона поднималась, вторая опускалась, амплитуда увеличивалась с каждой минутой. В какой-то момент перепад высот между противоположными краями полотна достигал нескольких метров. Бетон дорожного покрытия трескался и отваливался.

И около 11 часов утра значительная часть центрального пролёта обрушилась. К счастью, человеческих жертв не было. Кадры крушения, снятые на цветную плёнку, облетели весь мир и вошли в историю как один из самых зрелищных инженерных провалов XX века. Мост простоял всего лишь четыре месяца.

Это обрушение стало мощным толчком для всей инженерной науки. Расследование показало, что главной причиной стало сочетание узкой и недостаточно жёсткой конструкции с недостаточной аэродинамической устойчивостью, при которой умеренный ветер вызывал самоподдерживающиеся колебания, амплитуда которых непрерывно нарастала. Хотя отдельные случаи колебаний подвесных мостов под действием ветра были известны и раньше, это явление оказалось недооценённым и не было в полной мере учтено при проектировании.

Катастрофа положила конец эпохе упрощённого подхода к проектированию висячих мостов и стимулировала развитие аэродинамики конструкций. Все последующие длиннопролётные подвесные мосты проектируют с обязательным учётом ветровых нагрузок, использованием более жёстких ферм, обтекаемых форм и специальных демпферов.

Новый мост через Такома-Нарроуз открыли в 1950 году. Здесь были учтены все горькие уроки предшественника. Его сделали шире, жёстче и с улучшенной аэродинамикой.

Позднее, в 2007 году, рядом построили третий мост для разгрузки движения. Обломки оригинального моста остались на дне пролива и с 1992 года охраняются как исторический объект.