Ponte ferroviario Tay

Primo ponte ferroviario

L'originale Tay Bridge fu progettato dal noto ingegnere ferroviario Thomas Bouch, che ricevette il cavalierato quando il ponte fu completato. Era un design a griglia reticolare, che combinava ghisa e ferro battuto. Il design era ben noto: fu usato con successo nel viadotto di Crumlin nel Galles del Sud nel 1858, dopo l'uso della ghisa nel Crystal Palace.

Un precedente progetto in ghisa, il ponte Dee che crollò nel 1847, fallì a causa del cattivo uso delle travi in ghisa. Più tardi, Gustave Eiffel utilizzò un design simile per creare diversi grandi viadotti nel Massiccio Centrale (1867).

Le proposte per la costruzione di un ponte sul fiume Tay risalgono almeno al 1854. Il North British Railway (Tay Bridge) Act ricevette il Royal Assent il 15 luglio 1870 e la prima pietra fu posta il 22 luglio 1871.

Il design del ponte: l'idea di base

Il progetto originale prevedeva travi a traliccio sostenute da pilastri in mattoni che poggiavano su una roccia di base che, secondo i sondaggi di prova, non si trovava a grande profondità sotto il fiume. Ad entrambe le estremità del ponte il binario singolo correva sopra la trave del ponte, la maggior parte del quale quindi giaceva sotto le cime dei pilastri. Tuttavia, nella sezione centrale del ponte (le "travi alte") la ferrovia correva all'interno della trave del ponte, che poteva quindi correre sopra le cime dei pilastri per dare lo spazio necessario per permettere il passaggio delle navi a vela a monte (per esempio a Perth).

Tuttavia, man mano che il ponte si estendeva nel fiume, divenne chiaro nel dicembre 1873, che il bedrock era davvero molto più profondo; troppo profondo per fungere da fondamenta per i pilastri del ponte. Bouch dovette riprogettare il ponte.

Ridusse il numero di pilastri e aumentò la portata delle travi. Le fondamenta dei pilastri non furono più portate fino alla roccia, ma furono costruite affondando dei cassoni di ferro battuto rivestiti di mattoni sul letto del fiume,

Il lavoro

La società che aveva il contratto per la costruzione del ponte è fallita mentre Bouch stava riprogettando il ponte. L'azienda sostitutiva fece un lavoro scadente. Quasi ogni parte del ponte era al di sotto degli standard, incluso il ferro, i tiranti e i fissaggi. La mancanza di precisione nei bulloni e nei sostegni portò a riparazioni ad hoc sul posto, descritte da un testimone alla successiva inchiesta come "il lavoro più sciatto che abbia mai visto in vita mia".

Apertura

Il ponte fu aperto al traffico passeggeri il 1° giugno 1878. L'anno dopo, il 20 giugno 1879, la regina Vittoria attraversò il ponte per tornare a sud da Balmoral. Bouch fu presentato a lei prima che lo facesse, e il 26 giugno 1879 fu nominato cavaliere dalla regina al castello di Windsor.

Il disastro del ponte Tay

La notte del 28 dicembre 1879 alle 19.15, il ponte crollò dopo che le sue campate centrali cedettero durante le forti tempeste invernali. Un treno con sei carrozze che trasportava settantacinque passeggeri ed equipaggio, che attraversava al momento del crollo, precipitò nelle gelide acque del Tay. Tutti i settantacinque furono persi. Il disastro sbalordì l'intero paese e inviò onde d'urto attraverso la comunità ingegneristica vittoriana.

In quel momento una burrasca stimata a forza dieci o undici (venti di forza di tempesta tropicale: 55-72 mph/80-117 km/hr) soffiava lungo l'estuario del Tay perpendicolarmente al ponte. Il motore stesso fu recuperato dal fiume e restituito alle ferrovie per il servizio.

Il crollo del ponte, aperto solo diciannove mesi prima e passato come sicuro dal Board of Trade, è ancora il più famoso disastro del ponte nelle isole britanniche. I monconi dei pilastri originali del ponte sono ancora visibili sopra la superficie del Tay anche con l'alta marea.

Rapporto della Corte d'inchiesta

Cause

L'inchiesta ha ritenuto che la caduta del ponte è stata causata dall'insufficienza delle controventature e dei fissaggi per sostenere la forza della burrasca della notte del 28 dicembre 1879 e che il ponte era stato precedentemente sollecitato da altre burrasche.

Tuttavia, questa non è una constatazione che il ponte, così come è stato progettato, avrebbe fallito. L'ingegnere incaricato delle indagini dettagliate ha testimoniato:

"La sola pressione del vento (supponendo che la struttura sia stata fatta perfettamente, e così progettata) per un ammontare di 37 libbre al piede quadrato l'avrebbe rovesciata, ma che, essendo perfetta, sia caduta in conseguenza di un eccesso di pressione del vento non è evidentemente il caso, [perché] non è caduta su quei punti che sarebbero stati le linee minori di resistenza se la struttura fosse stata perfetta. Il modo in cui è caduto dimostra che ci devono essere stati punti deboli nella struttura e questo, con la conoscenza che ho [delle parti che hanno già dovuto essere riparate], ... mi mostra che la struttura non era in quelle condizioni perfette".

La sezione al centro del ponte, dove la rotaia correva dentro alte travi, era potenzialmente pesante e molto vulnerabile ai venti forti. Né Bouch né l'appaltatore sembravano aver visitato regolarmente la fonderia in loco dove veniva riciclato il ferro del precedente ponte mezzo costruito. Le colonne cilindriche di ghisa che sostengono le 13 campate più lunghe del ponte, ognuna lunga 245 piedi (75 m), erano di scarsa qualità. Molte erano state fuse orizzontalmente, con il risultato che le pareti non erano di spessore uniforme, e c'erano alcune prove che le fusioni imperfette erano mascherate dalle ispezioni (molto inadeguate) del controllo qualità.

In particolare, alcune delle anse usate come punti di attacco per le barre di rinforzo in ferro battuto erano state "bruciate" piuttosto che fuse con le colonne. Anche i chiodi normali erano molto deboli. Sono stati testati per l'Inchiesta, e hanno dimostrato di rompersi solo a circa 20 tonnellate lunghe (20 t) piuttosto che al carico previsto di 60 tonnellate lunghe (61 t). Questi capicorda fallirono e destabilizzarono l'intero centro del ponte durante la tempesta.

In parole povere, il ponte è fallito a causa di difetti nella sua fabbricazione. Ciò significa che non ha raggiunto gli standard di resistenza al vento previsti dal progettista.

• Relazione della Corte d'inchiesta e relazione del signor Rothery. Stationery Office, Londra 1880. [1]
• Disastro del ponte Tay: Appendice al rapporto della Corte d'inchiesta. [2]

Ponte Tay originale da nord


Ciò che ne è rimasto dopo il disastro

Il secondo ponte

Un nuovo ponte a doppio binario fu progettato da William Henry Barlow. Fu costruito da William Arrol & Co. 18 metri a monte e parallelamente al ponte originale. La prima pietra fu posata il 6 luglio 1883. La costruzione coinvolse 25.000 tonnellate metriche (28.000 tonnellate corte) di ferro e acciaio, 70.000 tonnellate metriche (77.000 tonnellate corte) di cemento, dieci milioni di mattoni (del peso di 37.500 tonnellate metriche (41.300 tonnellate corte)) e tre milioni di rivetti. Quattordici uomini persero la vita durante la sua costruzione, la maggior parte per annegamento.

Il secondo ponte è stato aperto il 13 luglio 1887 ed è ancora in uso. Nel 2003, un progetto di rafforzamento e ristrutturazione di 20,85 milioni di sterline (£NaN a partire dal 2020), sul ponte è stato completato. Più di 1.000 tonnellate metriche (1.100 tonnellate corte) di escrementi di uccelli sono stati raschiati dal traliccio di ferro del ponte usando attrezzi manuali, e imbustati in sacchi da 25 chilogrammi (55 lb). Centinaia di migliaia di rivetti sono stati rimossi e sostituiti. Tutto il lavoro è stato fatto in condizioni molto esposte, sopra le rapide maree del fiume.