Die Tacoma Narrows Bridge kurz nach ihrer Eröffnung.
Links im Bild die Mautstation.
| Name: | Tacoma Narrows Bridge (1940) |
| Ort: | Tacoma |
| Land: | USA |
| Konstruktionstyp: | Hängebrücke |
| Material: | Stahl |
| Bauzeit: | 1938 - 1940 |
| Beteiligte Personen: | Leon S. Moisseiff |
| Verkehrsart: | Straße |
| Gesamtlänge: | 1.662 m |
| Größte Spannweite: | 854 m |
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Der Tacoma Narrows ist ein Arm des Puget Sound, einer weitverzweigten Meerenge, nicht weit von der Grenze zu Kanada entfernt. Für den Verkehr auf dem Landweg bildet der Sound ein gewaltiges Hindernis das zu großen Umwegen zwang. Aufgrund der Verkehrsströme war die Kleinstadt Tacoma ein günstiger Standort für die Querung des Sunds. Aber auch an dieser Stelle hat der Strom eine Breite von ca. 1.300 m. Auch wenn man diese Entfernung durch Pfeiler im Wasser verkürzen konnte, war immer noch eine Spanne zu überbrücken, die an die größten Hängebrücken ihrer Zeit heranreichten. Diese waren damals die Golden Gate Bridge in San Francisco und die George Washington Bridge in New York. Andererseits war die Verkehrsdichte in der Umgebung eher gering, sodass man eine so große und entsprechend teure Brücke lange Zeit für unverhältnismäßig hielt. Selbst manche Lokalpolitiker stellten öffentlich die Frage, wer eigentlich eine Brücke in die nördlich von Tacoma gelegene Wildnis bräuchte.
Ende der 1930er Jahre wurde der Druck aus Wirtschaft und Bevölkerung aber stetig größer, sodass man sich entschloss das Projekt nun doch in Angriff zu nehmen. Von behördlicher Seite war die "Washington Toll Bridge Authority" für die Durchführung der überörtlichen Straßenbaumaßnahmen im Bundesstaat Washington verantwortlich. Im Juni 1938 schrieb sie einen Ingenieurwettbewerb für die Projektplanung aus, der in mehrere Abschnitte untergliedert war. Die anspruchsvollste Aufgabe, die Konstruktion und statische Berechnung des Tragwerks, wurde dem erfahrenen Ingenieur Leon S. Moisseiff übertragen.
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Der schmale Fahrbahnträger und die schlanken Pylone. Außen die als Brüstung ausgebildeten Seitenwände.
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Moisseiff stammte ursprünglich aus Riga (damals Russland, heute Lettland) und hatte bereits beim Bau mehrerer Großbrücken in den USA mitgewirkt. So hatte er Joseph B. Strauss beim Bau der Golden Gate Bridge unterstützt und auch für Othmar Ammann war er schon mehrfach tätig gewesen, sowohl beim Bau der Bayonne Bridge, als auch bei der George Washington Bridge. Maßgeblich beteiligt war er auch am Bau der Ambassador Bridge in Detroit. Diese Hängebrücke war nach ihrer Fertigstellung im Jahr 1929 für kurze Zeit die Brücke mit der größten Spannweite der Welt. Moisseiff war also einer der bekanntesten Tragwerksplaner Amerikas und hatte in Fachkreisen einen glänzenden Ruf.
Da das Verkehrsaufkommen der Region generell eher niedrig war und auch keine großen Steigerungen erwarted wurden, entschied die Straßenbaubehörde nur mit zwei Fahrspuren und zwei Gehwegen zu planen. Die erforderliche Breite (B) für den Fahrbahnträger betrug daher nur 11,90 m. Nach den bis in die 1920er Jahre allgemein gültigen Regeln für den Hängebrückenbau hätte der Träger in diesem Fall zumindest eine entsprechende Höhe (H) haben müssen, damit er über ausreichend Steifigkeit verfügt. Moisseiff entschied sich jedoch für einen sehr flachen vollwandigen Träger Ein 'vollwandiger' Träger hat an den beiden vertikalen Außenwänden glatte durchgehende Flächen, im Gegensatz zu einem aufgelösten Fachwerkträger. mit nur 2,45 m Höhe. Bei einer Hauptspannweite (L) von 853 m bedeutete dies, dass der Träger in der Mittelöffnung außerordentlich schlank und leicht wurde. Das Verhältnis von Tragwerksbreite zur Spannweite (B:L) betrug nur 1:72 und H:L nur 1:350.
Anfang des 20. Jahrhunderts gehörte es zu den Planungsgrundsätzen für Hängebrücken, dass die Abmessungen von Trägerbreite und -höhe in einem bestimmten Verhältnis zur Tragwerkslänge stehen sollten. Je länger nämlich die Spannweite eines Trägers wurde, umso größer musste auch seine Höhe und am besten auch die Breite sein, damit er über ausreichend innere Steifigkeit verfügt. Allerdings beruhten diese Regeln eher auf Erfahrungswerten, als auf wissenschaftlich fundierten Formeln. Zweifel an diesen Grundsätzen kamen erstmals nach der Vollendung der Williamsburg Bridge (1903) in New York auf. Diese Brücke verfügt über einen gewaltigen Fachwerkträger, der allgemein als "klobig" und sehr unschön empfunden wurde. Nun fragten sich einige Ingenieure, ob die Entwicklung im Hängebrückenbau so weitergehen könne und es richtig sei, immer monströsere Brückenträger zu entwerfen.
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Querschnitt durch den Fahrbahnträger © Schweizerische Bauzeitung 1941 |
Der fachliche Hintergrund für den Bruch mit den alten Dimensionierungsgrundsätzen war die von Josef Melan angestossene "Deflektionstheorie". veröffentlicht in "Theorie der eisernen Bogenbrücken und der Hängebrücken" (1888) Melan ging davon aus, dass der Träger einer großen Hängebrücke über so viel Eigenmasse verfügt, dass schädliche Formveränderungen des Trägers durch Verkehrslasten oder Wind erheblich reduziert werden können. Bei einer großen Hängebrücke würde schon die Massenträgheit der Kabel größere Bewegungen des Trägers verhindern. Melan rechnete damals bestehende Hängebrücken auf der Basis seiner Annahmen nach und kam zu dem Ergebnis, dass viele von ihnen überdimensioniert sind. Diese Erkenntnis war bei den Behörden natürlich sehr willkommen, denn dadurch wurden schlanke Trägerquerschnitte möglich, die niedrigere Baukosten und kürzere Bauzeiten bedeuteten. In den nächsten Jahren wurde die Deflektionstheorie daher vor allem von amerikanischen Ingenieuren wie Leon S. Moisseiff aufgegriffen und weiterentwickelt. Aber auch die beiden bekanntesten Brückenbauingenieure ihrer Zeit waren Anhänger dieser Theorie: David B. Steinman und Othmar Ammann.
Die Tacoma Narrows Bridge war nicht die erste große Hängebrücke bei der die neuen Grundsätze angewandt wurden, denn Leon S. Moisseiff hatte sie bereits bei der Planung der Manhattan Bridge in New York (Eröffnung 1909) in die Praxis eingeführt. Im Vergleich zur knapp zwei Kilometer entfernten Williamsburg Bridge hatte sie schon einen wesentlich schlankeren Träger. Auch die George Washington Bridge Die George Washington Bridge war damals die größte Brücke der Welt und die erste mit einer Spannweite über 1000 m. in New York war ein Vertreter dieser neuen Generation von Hängebrücken. In ihrer ersten Ausbaustufe Die Brücke wurde 1962 mit einem zweiten Fahrbahndeck erweitert, sodass sie ab diesem Zeitpunkt einen wesentlich steiferen Träger hatte. war sie mit einem sehr flachen Versteifungsträger in Betrieb gegangen. Diese Brücke hatte Othmar H. Ammann entworfen und Leon S. Moisseiff hatte sie statisch berechnet.
Der Tacoma Narrows Bridge am ähnlichsten in Bezug auf ihre Schlankheit und die vollwandige Trägergestaltung war aber die Bronx-Whitestone Bridge in New York. Auch diese Brücke hatte Othmar Ammann in maßgeblicher Position entworfen und gebaut. Sie wurde etwa ein Jahr vor der Tacoma Narrows Bridge in Dienst gestellt. Wegen der filigranen Abmessungen ihres Trägers und ihrer Pylone wurde sie als Inbegriff der Eleganz im Brückenbau gefeiert. Da sich Melans Theorie also auch in der Praxis bewährte, wurden bei der Tacoma Narrwos Bridge alle diese 'schlanken' Abmessungen noch weiter ins Extreme getrieben.
| Name | Baujahr | Spannweite [L] | Breite [B] | Höhe [H] | B : L | H : L |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Williamsburg Bridge | 1903 | 487,68 m | 35,97 m | 12,19 m | 1 : 14 | 1 : 40 |
| George Washington Bridge | 1931 | 1.066,80 m | 32,30 m | 3,04 m | 1 : 33 | 1 : 351 |
| Golden Gate Bridge | 1937 | 1280,16 m | 27,34 m | 7,60 m | 1 : 47 | 1 : 168 |
| Deer Isle Bridge | 1939 | 329,00 m | 7,60 m | 2,00 m | 1 : 43 | 1 : 165 |
| Bronx-Whitestone Bridge | 1939 | 701,04 m | 22,55 m | 3,37 m | 1 : 31 | 1 : 208 |
| Tacoma Narrows Bridge I | 1940 | 853,44 m | 11,90 m | 2,45 m | 1 : 72 | 1 : 350 |
| Tacoma Narrows Bridge II | 1950 | 853,44 m | 18,30 m | 7,62 m | 1 : 47 | 1 : 112 |
Während Moisseiff seinen Entwurf für die Tacoma Narrows Bridge als die 'schönste Brücke der Welt' bezeichnete, forderten die extremen Abmessungen des Trägers bereits vor Beginn der Bauarbeiten die Kritik einiger Fachleute heraus. Zu diesen gehörte auch der beratende Ingenieur Theodore L. Condron, der die beteiligten Finanzierungsgesellschaften vertrat. Bereits im Vorfeld hatte er die überschlanke Konstruktion bemängelt und einen mindestens vier Meter breiteren Träger angemahnt. Mit Hinweis auf die bereits ausgeführten Brücken wurde Condrons Vorschlag aber als konservativ und technisch nicht mehr zeitgemäß zurückgewiesen. Nach einer kurzen Auseinandersetzung erkannte Condron die größere Erfahrung von Moisseiff an und verzichtete auf weitere Einwendungen.
Trotz der großen Spannweite mussten beide Pylone in sehr großer Wassertiefe gegründet werden. Die Gründungssohlen lagen 68 bzw. 54 m unter der Wasseroberfläche. Dadurch gehörten die Pfeilerfundamente zu den tiefsten bis zu diesem Zeitpunkt ausgeführten Caissongründungen. Durch die schwierigen Bedingungen verschlangen die Gründungsarbeiten schon einen erheblichen Teil des veranschlagten Budgets. Abgesehen davon verliefen die Bauarbeiten aber weitgehend nach Plan.
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Der Tag der Brückeneröffnung am 1. Juli 1940
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Man überließ nichts dem Zufall und beauftragte für die Bauarbeiten die besten Unternehmen des Landes. Die Montage der Stahltürme erfolgte durch die renommierte Firma Bethlehem Steel Co., die schon die Pylone der Golden Gate Bridge und der George Washington Bridge montiert hatte. Die Kabelarbeiten wurden von John Roebling & Sons ausgeführt, immer noch die erste Adresse in den USA, für das sogenannte "Kabelspinnen".
Als die Kabel vollendet waren und man damit begann die vorgefertigten Trägerabschnitte an den vertikalen Hängern zu befestigen, bemerkten die Arbeiter auf der Baustelle, dass sich das Brückendeck bei aufkommendem Wind anders verhielt, als es die Ingenieure vorhergesagt hatten. Natürlich lösten die merkwürdigen Verformungen des Trägers auch bei den verantwortlichen Behörden größte Besorgnis aus. Um kein Risiko für die Sicherheit der Brücke einzugehen, entschied man sich einen externen Fachmann für aerodynamische Phänomene hinzuzuziehen. Die Wahl fiel auf Prof. Frederick B. Farquharson von der University of Washington. Farquharson bezog mit seinem Kameramann Barney Elliott und weiteren Mitarbeitern in der Nähe der Brücke Stellung, studierte fortan das Verhalten des Fahrbahnträgers und zeichnete die Bewegungen der Brücke mit seiner Kamera auf.
Auf Vorschlag Farquharsons wurden noch vor der Eröffnung der Brücke erste Sanierungsmaßnahmen zur Dämpfung der Trägerverformungen vorgenommen, wie z.B. hydraulische Puffer zwischen Träger und Pylonen. Im Übrigen kam er aber zu dem vorläufigen Ergebnis, dass die Brücke über genug innere Festigkeit verfüge, um die bei Wind auftretenden Schwingungen ohne Schaden zu überstehen. Die Maßnahmen reichten jedoch nicht aus, sodass Farquharson bereits an weiteren Vorschlägen arbeitete, die jedoch vor der Verkehrsfreigabe nicht mehr umgesetzt werden konnten.
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Die Torsionsverformung des Brückenträgers, kurz vor dem Einsturz
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Die Expertise von Prof. Farquharson sowie die eilig durchgeführten Sanierungsmaßnahmen beruhigten die zuständigen Behörden offenbar, sodass man keine Bedenken sah, an der Eröffnung der Brücke wie geplant festzuhalten. Der breiteren Öffentlichkeit blieben die Schwierigkeiten mit der neuen Brücke zunächst allerdings weitgehend verborgen.
Trotz der nun bekannten Probleme wurde die Brücke am 1. Juli 1940 mit reichlich Pomp und unter großer Anteilnahme der Bevölkerung eingeweiht. Am Tag darauf wurde sie offiziell dem Straßenverkehr übergeben. Da die Benutzung der Brücke gebührenpflichtig war, nahm auch die Mautstation an diesem Tag ihren Betrieb auf.
Nach der Verkehrsfreigabe ließ sich das ungewöhnliche Verhalten der Brücke nicht länger vor der Öffentlichkeit verbergen und auch die Aktivitäten des ständig anwesenden Professors aus Washington fielen nun auf. Schon nach wenigen Wochen war die Brücke in der näheren und weiteren Umgebung wegen ihres seltsamen Verhaltens bei Wind bekannt und berüchtigt. Ein Teil der Bevölkerung mied die Brücke ganz einfach und nahm lieber große Umwege in Kauf. Andere wiederum reisten extra aus großer Entfernung an, um an windigen Tagen auf der Brücke "Achterbahn" zu fahren. An solchen Tagen bewegte sich der Träger nicht nur in seitlicher Richtung, sondern vollführte auch mehr oder weniger starke, wellenartige Bewegungen ihres Decks in Längsrichtung. Der Volksmund nannte sie daher bald die "Gallopin Gertie" (Galoppierende Gertie).
Man kann davon ausgehen, dass die zuständigen Behörden das Treiben in Tacoma mit zunehmendem Argwohn beobachtet haben. Die ersten Sanierungsmaßnahmen Prof. Farquharsons zeigten wenig Wirkung und seine neuen Vorschläge, wie z.B. die Anbringung zusätzlicher Schrägseile Die zusätzlichen Schrägseile hatte schon Johann A. Röbling bei allen seinen Hängebrücken (z.B. Brooklyn Bridge) angeordnet. war nicht von heute auf morgen zu realisieren.
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Mr. Coatsworth rettet sich an das sichere Ufer. Hinter ihm, hier nicht sichtbar, folgt noch Prof. Farquharson.
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Angesichts der bekannten Probleme ist es heute kaum nachvollziehbar, warum die zuständigen Behörden nicht die Entscheidung trafen, die Brücke sicherheitshalber für den öffentlichen Verkehr zu schließen, bevor schlimmeres geschehen konnte.
Am 7. November 1940 Nur 98 Tage nach der Eröffnung! kam morgens ein kräftiger aber nicht ungewöhnlicher Wind über dem Puget Sound auf, der sich bis 10 Uhr auf eine Geschwindigkeit von 65 km/h (18 m/s oder ca. 8 Beaufort, "starker bis stürmischer Wind") steigerte. Prof. Farquharson war mit seinem Team auf dem Posten und filmte die schon häufig beobachteten Verformungen des Fahrbahnträgers. Anders als sonst wurden diese jedoch immer heftiger und führten diesmal auch zu starken horizontalen Verwindungen (Torsionen) des Trägers, die immer bedrohlichere Formen annahmen.
Nach späteren Untersuchungen steigerten sich die Schaukelbewegungen, bis sie eine Amplitude von etwa 12 Schwingungen pro Minute erreichten (eine Hin- und Her-Bewegung innerhalb von 5 Sekunden). Die Querneigung (Schiefstellung) der Fahrbahn betrug dabei bis zu 45°. Da sich die Schwingungen über einen längeren Zeitraum aufbauten, ist es kaum zu glauben, dass sich in dieser Situation noch einzelne Fahrzeuglenker mit ihren Autos auf die Brücke trauten um schnell noch auf die andere Seite zu kommen.
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Die tragische Geschichte von Tubby, dem einzigen Opfer des Unglücks
Beim Einsturz der Tacoma Narrows Brücke kamen erfreulicherweise keine Menschen zu Schaden. Dennoch gab es ein Opfer zu beklagen: einen Hund namens Tubby. Der Mann, der mit seinem Fahrzeug auf die schon heftig schlingernde Brücke fuhr, hieß Leonard Coatsworth. Außer einem Beifahrer hatte er noch einen weiteren Passagier im Auto, nämlich Tubby, einen dreibeinigen und blinden Cockerspaniel, der auf dem Rücksitz des Autos lag. Nachdem Coatsworth in Panik sein Auto verlassen hatte, fiel ihm mit Schrecken ein, dass er seinen Hund zurückgelassen hatte. Er selbst stand unter Schock und traute sich nicht mehr zurück auf die immer stärker schlingernde Brücke. So versuchte es sein Mitfahrer, konnte den Hund aber nicht überreden mitzukommen. Als Prof. Farquharson - der selbst ein Hundeliebhaber war - dies erfuhr, bot er sich spontan an, Tubby aus seiner misslichen Lage zu retten. Zu diesem Zeitpunkt war die Brücke aber schon gefährlich am schaukeln und er ahnte, dass nicht mehr viel Zeit blieb. Farquharson erreichte das Auto und sah den verängstigten Hund auf dem Rücksitz kauern. Er versuchte ihn zum Mitkommen zu bewegen aber Tubby wollte nicht. Schließlich versuchte er den Hund gegen seinen Willen zu packen und mitzunehmen, was Tubby aber mit einem Biss in den Finger des Professors quittierte. Daraufhin gab Farquharson auf, schaffte es gerade noch an das rettende Ufer und musste gemeinsam mit Coatsworth ansehen, wie der Brückenträger samt Auto und Tubby in den Puged Sound stürzte. Bis heute erinnert man sich in der amerikanischen Öffentlichkeit an Tubby, den tragischen Helden des Einsturzes der Tacoma Narrows Bridge. |
Genau dies taten aber ein Mann und sein Beifahrer: sie fuhren auf die Brücke als sie schon bedenklich schwankte und erkannten ihren Fehler erst, als es schon fast zu spät war. Als sie mit ihrem Fahrzeug weder vor noch zurück konnten und von einer Brückenseite auf die andere geschleudert wurden, verließen sie das Auto und erreichten auf allen Vieren und mit letzter Kraft das rettende Ufer. Danach traute sich nur noch Prof. Farquharson auf die Brücke, der den Einsturz später wie folgt beschrieb:
"Ich war die einzige Person auf der Narrows Brücke, als sie zusammenbrach. Als ich ungefähr um viertel vor zehn ankam, bewegte sich die Brücke in der bekannten Bewegung, die wir studierten und die wir versuchten zu korrigieren. Etwa eine halbe Stunde später begann zusätzlich zu der vertikalen Welle eine seitliche Drehbewegung. So hatte der Träger vorher noch nie reagiert. Ich konnte sehen wie mindestens sechs Laternenpfähle abgerissen wurden. Ein paar Minuten später beobachtete ich einen Seitenträger, der sich ausbeulte. Aber obwohl sich die Brücke in einem Winkel von 45 Grad verdrehte, dachte ich erst, sie würde es wohl überstehen. Das sollte sich aber nicht bestätigen. Dann sah ich die vertikalen Hänger abreißen und ein großer Trägerabschnitt stürzte ab. Die Brücke fiel direkt neben mir herunter. Ich stürzte und zerbrach eine meiner Kameras. Der Abschnitt, auf dem ich mich eben noch befunden hatte, war 30 Meter tief abgestürzt, als die Kabel rissen."
Im Dokumentarfilm von Barney Elliott (siehe Link ganz unten) ist deutliche zu erkennen, welche Schwierigkeiten Farquharson hat, sich auf dem schwankenen Brückendeck in Sicherheit zu bringen. Prof. Farquharson und sein Team filmten und machten zahlreiche Fotografien vor und während dem Einsturz. Dadurch ist das Versagen der Tacoma Narrows Bridge bis heute wahrscheinlich der am besten dokumentierte Brückeneinsturz.
Obwohl die Brücke von behördlicher Seite nicht gesperrt wurde, waren bei dem Desaster erfreulicherweise keine Menschenleben zu beklagen. Dennoch erregte der dramatische Einsturz beträchtliches Aufsehen in der Öffentlichkeit. Besonders die Fotografien und Elliotts Dokumentarfilm trugen zur späteren Berühmtheit der Brücke bei. Über Jahrzehnte wurde allen Baustudenten in der ganzen Welt dieser Film vorgeführt und noch heute ist er ein Dauerbrenner in den Videoportalen.
Besonders in Fachkreisen stieß der Einsturz auf allseitiges Interesse aber auch auf größtes Erstaunen. Natürlich war bekannt, dass Hängebrücken aufgrund ihrer 'weichen' Konstruktion generell sehr anfällig gegen Windeinwirkungen sind. In der Frühphase des Hängebrückenbaus, etwa von 1818 bis 1836, hatte es eine Vielzahl solcher Brückeneinstürze gegeben. Die letzte große Hängebrücke die einem Sturm zum Opfer fiel, war die Wheeling Suspension Bridge (1854). Erbaut von Charles Ellet im Jahr 1849 und für die nächsten 17 Jahre die größte Brücke der Welt. Aus solchen Fällen hatte man aber die Lehren gezogen und glaubte die Probleme im Griff zu haben. Nun war die Fachwelt entsetzt, weil es bei einer modernen Brücke noch einmal zu einer solchen Tragödie gekommen war.
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Ein großer Teil des Mittelträgers stürzt in den Puget Sound. Im roten Kreis das Auto von Mr. Coatsworth, das Sekunden später mit dem Rest des Trägers abstürzt.
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Wie immer bei Brückeneinstürzen wurden die Ursachen mit akribischer Gründlichkeit untersucht. Um eine unparteiische Überprüfung sicherzustellen, wurden hochrangige Fachleute hinzugezogen, die bisher in keiner direkten Verbindung mit der Tacoma Narrows Bridge standen. Zum Vorsitzenden der Kommission wurde Othmar H. Ammann ernannt, zu dieser Zeit unbestritten der angesehenste Brückenbauer Amerikas. Da die Behörden schon ahnten, dass der Einsturz etwas mit bisher - zumindest im Brückenbau - unbekannten Windphänomenen zu tun haben musste, stellte man ihm Professor Kármán zur Seite. Theodore von Kármán war Direktor des Daniel Guggenheim Aeronautical Laboratory am Technologischen Institut in Pasadena und beschäftigte sich seit vielen Jahren mit aerodynamischen Fragen in der Luft- und Raumfahrt. Als drittes Mitglied wurde Glenn B. Woodruff in die Kommission berufen, ein beratender Ingenieur aus New York.
Die Kommissionsmitglieder untersuchten die beschädigten Bauteile, analysierten das verwendete Material und rechneten die gesamte Statik noch einmal nach. Am 28. März 1841 legten sie den zuständigen Behörden ihren mit Spannung erwarteten Abschlussbericht vor. Der Report wurde später auch als Buch veröffentlicht und als Bestseller der Fachliteratur siehe unter 'Quellen' im Bauingenieurwesen bekannt.
Die wichtigsten Ergebnisse des Berichtes lassen sich wie folgt zusammenfassen:
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Überprüfung der Schäden am Brückenträger
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Den Verantwortlichen bei der Planung und Baudurchführung konnte also kein direkter Vorwurf gemacht werden. Auch Materialversagen war nicht die Ursache. Woran lag es also dann? Dazu der Untersuchungsbericht:
In Bezug auf die zukünftige Anwendung des Hängebrückenprinzips sagt der Bericht weiter:
Die Tacoma Narrows Bridge war noch viele Jahre nach ihrem Einsturz Gegenstand wissenschaftlicher Untersuchungen aber auch heftiger Streitigkeiten unter den Ingenieuren. Die Kritik betraf auch die Untersuchungskommission und hier insbesondere Othmar Ammann. Ammann war ja einer der ersten Ingenieure gewesen, der beim Bau der George Washington Bridge in New York von den bis dahin allgemein gültigen Dimensionierungsgrundsätzen für einen Versteifungsträger abgewichen war. Einige meinten daher sogar, der Bau der George Washington Bridge habe auf direktem Wege zum Versagen der Tacoma Narrows Bridge geführt. Das ist sicherlich übertrieben, zumal die George Washington Bridge sehr gut mit ihren schlanken Abmessungen zurechtkam.
Ammann wurde vorgeworfen, er habe in dem Bericht die Brückeneinstürze in der Frühzeit des Hängebrückenbaus ignoriert und so getan, als ob die aerodynamische Instabilität schlanker Brückenträger bis zum Einsturz der Tacomabrücke unbekannt gewesen sei. Aus anderen Veröffentlichungen weiß man aber sehr genau, dass Ammann durchaus mit der geschichtlichen Entwicklung der Hängebrücken vertraut war.
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Die aufgespleißten Kabel am nördlichen Pylon. Etwa 500 Einzeldrähte waren gebrochen.
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Exemplarisch für die Auseinandersetzungen ist eine Veröffentlichung von Prof. James K. Finch (Dekan für Bauingenieurwesen an der Columbia Univiversity) in der Zeitschrift "Engineering News-Record" vom 13.03.1941. Er schrieb: "Diese seit langem bekannten Probleme mit frühen Hängebrücken zeigen deutlich, dass für moderne Ingenieure die Verwindungen der Tacoma-Brücke etwas völlig Neues und Fremdes waren; sie waren aber nicht neu - sie waren einfach vergessen worden." Offensichtlich musste er daraufhin eine Menge Prügel von seinen Berufskollegen einstecken (heute würde man wohl eher sagen: einen 'Shitstorm'), denn nur zwei Wochen später relativierte er seine Kritik im gleichen Magazin wie folgt: "Ich wurde darauf aufmerksam gemacht, dass der nicht sehr sorgfältige Leser […] folgern könnte […], dass der heutige Brückeningenieur angesichts des früheren Versagens von Brücken nachlässig geworden ist. Der Verfasser behauptete nicht und legte dem Leser keineswegs nahe, dass der heutige Ingenieur die Einzelheiten früherer Unglücksfälle hätte kennen müssen."
Durch Versuche im Windkanal erkannte man später, dass Melans Deflektionstheorie zwar die statische Belastung aus den Fahrzeugen (Verkehrslasten) gut abbilden konnte, nicht aber die dynamischen Kräfte durch Wind. Neben ihren schlanken Abmessungen wurde der Tacoma Narrows Bridge auch die ungünstige Geometrie des Trägers zum Verhängnis. Der dünne Fahrbahnträger in Kombination mit den windundurchlässigen Seitenwänden erzeugten einen Querschnitt, der besonders anfällig für Flatterschwingungen war.
Ein ähnlicher Effekt ist auch bei Flugzeugtragflächen zu beobachten, wenn sie gleichförmig von der Luft angeströmt werden. Die dadurch angeregten Schwingungen erzeugen "Kármánsche Wirbelstraßen", Nach Theodore von Kármán, dem Mitglied der Untersuchungskommission. die in der Flugzeug- und Raketentechnologie bereits seit ihrer ersten Veröffentlichung im Jahr 1912 bekannt waren. Dass sie auch in der Bautechnik - vor allem bei großen leichten Bauwerken - eine Rolle spielen können, wurde durch den Einsturz der Tacoma Narrows Bridge nur allzu deutlich.
Wie schon so häufig in der Geschichte des Brückenbaus wurden bei der Tacoma Narrows Bridge die Kenntnisse der Mathematik, der Physik und der Materialeigenschaften soweit wie mögich ausgereizt. Das heißt, man hat Erfahrungen bei anderen Brücken extrapoliert und ist noch einen kleinen Schritt weiter gegangen als beim letzten Mal. Und dieser Schritt war einer zu viel, weil die Gesetze, die bei der letzten Brücke gerade noch galten, durch eine kleine Steigerung der Spannweite nun keinen Bestand mehr hatten.
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Die beiden heute über den Puget Sound führenden Brücken bei Tacoma: Rechts: die zweite Brücke mit Stahlpylonen (1950), im Volksmund: "Sturdy Gertie". Links: die dritte Brücke mit Pylonen aus Spannbeton (2007), im Voksmund: "Thirdy Gertie". © Lderendi |
So tragisch der Einsturz der Tacoma Narrows Bridge auch war, so lehrreich war er für die Wissenschaft und spätere Brückenprojekte. Eine zweite Tacoma Narrows Bridge wurde an der gleichen Stelle aber mit einigen wichtigen Änderungen neu gebaut und im Oktober 1950 für den Verkehr eröffnet. Der Fahrbahnträger wurde auf 18,30 m verbreitert und seine Höhe gleich verdreifacht. Das Verhältnis von Tragwerkshöhe zu Spannweite beträgt bei der neuen Brücke daher nur noch 1:112 (vorher 1:350). Über irgendwelche Probleme der neuen Brücke mit stürmischem Wind ist nichts bekannt.
Die zweite Tacoma Narrows Bridge trägt noch heute den Verkehr sicher über den Puget Sound. Allerdings verlief die Entwicklung des Verkehrsaufkommens anders als erwartet: Tacoma entwickelte sich zu einer geschäftigen Stadt mit viel Verkehr, sodass die Kapazität der Brücke schon bald nicht mehr ausreichte. Die Situation erforderte den Bau einer weiteren - der dritten Tacoma Narrows Brücke - die 2007, nur wenige Meter neben der bestehenden Brücke fertiggestellt wurde.
Der Einsturz der Tacoma Narrows Bridge hatte auch für einige andere Hängebrücken in den USA unmittelbare Folgen. Die ebenfalls äußerst schlanke Bronx-Whitestone Bridge wurde nach dem Unglück eilig versteift, indem man auf der Oberseite ihres Trägers in der Längsachse einen hohen (sehr unschönen) Fachwerkträger montierte. Außerdem installierte man zusätzliche Schrägseile von den Pylonspitzen bis zum Träger und kam damit auf das kombinierte System zurück, das Johann August Röbling schon 100 Jahre zuvor beim Bau der Brooklyn Bridge angewandt hatte.
Am 6. Dezember 1825 stürzte in Nienburg an der Saale eine der ersten Kettenbrücken Europas unter einer großen Menschenmenge ein. Dabei waren über 50 Tote und viele Verletzte zu beklagen. Gegen den herzoglichen Baumeister Bandhauer wurde eine Untersuchung eingeleitet. Obwohl er juristisch von aller Schuld freigesprochen wurde, leitete das Unglück sein berufliches Ende im Herzogtum Anhalt-Köthen ein. Als es wenige Jahre später bei einem Kirchenbau abermals zu einem tragischen Unfall kam, war das berufliche Schicksal des glücklosen Baumeister besiegelt.  Mehr erfahren |
Auch die Golden Gate Bridge in San Francisco wurde unter dem Eindruck des Tacoma-Desasters verstärkt, indem man die Höhe ihre Trägers noch einmal vergrößerte. Bei der George Washington Bridge war von Anfang an ein zweites Brückendeck vorgesehen, wodurch der Träger deutlich höher und damit auch steifer wurde. Die zweite Fahrbahnebene ging aber erst 1962 in Betrieb. Bis dahin gab es keine nennenswerten Probleme bei Wind, vielleicht, weil sie keine vollwandigen Trägerseiten hatte.
Nach dem Einsturz der Tacoma Brücke wurden für lange Zeit nirgendwo Hängebrücken ohne ausreichend steife Träger gebaut. Und noch eine weitere Neuerung wurde eingeführt: der Test von maßstabgetreuen Brückenmodellen im Windkanal. Erstmals beim Bau der Humber Bridge in Großbritannien setzte sich die Erkenntnis durch, dass auch ein "windschnittiger" Träger, der ähnlich wie die Tragfläche eines Flugzeuges geformt ist, ausreichend Sicherheit gegen windinduzierte Schwingungen gewährleisten kann.
Die Überreste der "Galoppierenden Gertie" wurden nicht geborgen, sondern am Ort des Unglücks belassen. Durch die Aufnahme in das Nationale Verzeichnis historischer Orte fanden sie endgültig ihre letzte Ruhe. Durch diese behördliche Entscheidung ist es seither jedermann bei Strafe verboten, die Lage irgendwelcher Teile der eingestürzten Brücke, sei es über oder unter Wasser, zu verändern oder sie gar mitzunehmen. Durch diese Maßnahme soll sichergestellt werden, dass die Fragmente des Wracks nicht von Tauchern, Schrotthändlern oder Sammlern nach und nach entfernt werden.
Quellen:
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