Tay Bridge

První železniční most

Původní most Tay Bridge navrhl významný železniční inženýr Thomas Bouch, který po dokončení mostu obdržel rytířský titul. Jednalo se o mřížovou konstrukci kombinující litinu a kované železo. Konstrukce byla dobře známá: po použití litiny v Křišťálovém paláci byla s úspěchem použita v roce 1858 na viaduktu Crumlin v jižním Walesu.

Předchozí litinová konstrukce, most Dee, který se zřítil v roce 1847, selhala kvůli špatnému použití litinových nosníků. Později Gustave Eiffel použil podobnou konstrukci k vytvoření několika velkých viaduktů v Centrálním masivu (1867).

Návrhy na stavbu mostu přes řeku Tay pocházejí nejméně z roku 1854. Zákon o Severobritské železnici (Tay Bridge) získal královský souhlas 15. července 1870 a základní kámen byl položen 22. července 1871.

Konstrukce mostu: základní myšlenka

Původní návrh počítal s příhradovými nosníky podepřenými zděnými pilíři, které spočívaly na skalním podloží, jež se podle zkušebních vrtů nacházelo v malé hloubce pod řekou. Na obou koncích mostu vedla jednokolejná trať na vrcholu mostního nosníku, jehož větší část proto ležela pod vrcholy pilířů. Ve střední části mostu ("vysoké nosníky") však železnice vedla uvnitř mostního nosníku, který pak mohl vést nad vrcholy pilířů, aby se zajistila potřebná vzdálenost umožňující plavbu plachetnic proti proudu řeky (např. do Perthu).

Když se však most rozšířil do řeky, ukázalo se v prosinci 1873, že skalní podloží leží ve skutečnosti mnohem hlouběji; příliš hluboko na to, aby mohlo sloužit jako základ pro mostní pilíře. Bouch musel most přepracovat.

Snížil počet pilířů a zvětšil rozpětí nosníků. Základy pilířů se již nestavěly až na skalní podloží, ale hloubily se na dno řeky pomocí kesonů obložených cihlami z tepaného železa,

Práce

Společnost, která měla zakázku na stavbu mostu, zkrachovala v době, kdy Bouch most přepracovával. Náhradní firma odvedla špatnou práci. Téměř všechny části mostu byly nekvalitní, včetně železa, vazeb a upevňovacích prvků. Nedostatečná přesnost šroubů a výztuh vedla k ad hoc opravám na místě, které jeden ze svědků při pozdějším vyšetřování popsal jako "tak lajdáckou práci, jakou jsem kdy v životě viděl".

Otevření

Most byl otevřen pro osobní dopravu 1. června 1878. Následujícího roku, 20. června 1879, po něm přejela královna Viktorie, aby se vrátila z Balmoralu na jih. Předtím jí byl Bouch představen a 26. června 1879 byl na hradě Windsor královnou pasován na rytíře.

Katastrofa mostu Tay Bridge

V noci 28. prosince 1879 v 19:15 se most zřítil poté, co se jeho středová ramena během silné zimní vichřice zřítila. Vlak se šesti vagóny, v nichž bylo pětasedmdesát cestujících a posádka, který v době zřícení mostu přejížděl, se zřítil do ledových vod řeky Tay. Všech pětasedmdesát lidí zahynulo. Neštěstí ohromilo celou zemi a vyvolalo šokové vlny ve viktoriánské inženýrské komunitě.

V té době se v ústí řeky Tay v pravém úhlu k mostu proháněla vichřice o síle deseti až jedenácti stupňů (vítr o síle tropické bouře: 55-72 mph/80-117 km/hod). Samotná lokomotiva byla z řeky zachráněna a vrácena železnici k provozu.

Zřícení mostu, který byl otevřen pouhých devatenáct měsíců předtím a jehož bezpečnost potvrdila Rada pro obchod, je dodnes nejznámější mostní katastrofou na Britských ostrovech. Pahýly původních mostních pilířů jsou i při přílivu stále viditelné nad hladinou řeky Tay.

Zpráva vyšetřovacího soudu

Příčiny

Vyšetřování ukázalo, že pád mostu byl způsoben nedostatečnou odolností příčných vzpěr a upevnění proti síle vichřice v noci 28. prosince 1879 a že most byl již dříve namáhán jinými vichřicemi.

Nejedná se však o zjištění, že by most v navržené podobě selhal. Inženýr pověřený provedením podrobného šetření vypověděl:

"Samotný tlak větru (za předpokladu, že by konstrukce byla dokonale provedena a navržena) o síle 37 liber na čtvereční stopu by ji vyvrátil, ale to, že by se zřítila v důsledku nadměrného tlaku větru, není zjevně pravda, [protože] nespadla na místa, která by kladla nejmenší odpor, kdyby byla konstrukce dokonalá. Způsob, jakým spadla, ukazuje, že v konstrukci musela být slabá místa, a to mi s poznatky, které mám [o částech, které již musely být opraveny], ... ukazuje, že konstrukce nebyla v tak dokonalém stavu".

Úsek uprostřed mostu, kde kolejnice vedla uvnitř vysokých nosníků, byl potenciálně těžký a velmi zranitelný při silném větru. Zdá se, že Bouch ani zhotovitel pravidelně nenavštěvovali slévárnu na místě, kde se recyklovalo železo z předchozího polorozpadlého mostu. Válcové litinové sloupy podpírající 13 nejdelších polí mostu, z nichž každé bylo dlouhé 75 m (245 stop), byly špatné kvality. Mnohé z nich byly odlity vodorovně, což mělo za následek, že jejich stěny nebyly rovnoměrně tlusté, a existovaly důkazy, že nedokonalé odlitky byly zamaskovány před (velmi nedostatečnými) kontrolami kvality.

Zejména některá oka, která sloužila jako upevňovací body pro kované výztuhy, byla "vypálena", nikoliv odlita se sloupy. I normální oka byla velmi slabá. Byly testovány pro účely šetření a ukázalo se, že se zlomí pouze při zatížení asi 20 tun (20 t), nikoliv při očekávaném zatížení 60 tun (61 t). Tato oka během bouře selhala a destabilizovala celý střed mostu.

Zjednodušeně řečeno, most selhal kvůli vadám při výrobě. To znamená, že nedosahoval projektantem zamýšlených standardů odolnosti proti větru.

• Zpráva vyšetřovacího soudu a zpráva pana Rotheryho. Stationery Office, Londýn 1880. [1]
• Katastrofa mostu Tay Bridge: Dodatek ke zprávě vyšetřovacího soudu. [2]

Původní most Tay Bridge ze severu


To, co z něj po katastrofě zbylo

Druhý most

Nový dvoukolejný most navrhl William Henry Barlow. Postavila ho firma William Arrol & Co. 18 metrů (59 stop) proti proudu a souběžně s původním mostem. Základní kámen byl položen 6. července 1883. Na stavbu bylo použito 25 000 tun (28 000 krátkých tun) železa a oceli, 70 000 tun (77 000 krátkých tun) betonu, deset milionů cihel (o hmotnosti 37 500 tun (41 300 krátkých tun)) a tři miliony nýtů. Při stavbě přišlo o život 14 mužů, většina z nich se utopila.

Druhý most byl otevřen 13. července 1887 a je stále v provozu. V roce 2003 byl na mostě dokončen projekt zpevnění a rekonstrukce v hodnotě 20,85 milionu liber (od roku 2020). Ze železné mříže mostu bylo pomocí ručního nářadí seškrábáno více než 1 000 tun (1 100 krátkých tun) ptačího trusu, který byl pytlován do 25kilogramových pytlů. Stovky tisíc nýtů byly odstraněny a nahrazeny novými. Veškeré práce probíhaly ve velmi exponovaných podmínkách vysoko nad rychle tekoucím přílivem v řece.