Катастрофа на мосту Тей произошла во время сильного шторма в воскресенье, 28 декабря 1879 года, когда первый железнодорожный мост Тэй обрушился, когда над ним проезжал пассажирский поезд Северной Британской железной дороги (NBR) на линии Эдинбург-Абердин из Бернтисленда, направлявшийся в свой конечный пункт назначения - Данди. , убивая всех на борту. В мосте, спроектированном сэром Томасом Баучем , использовались решетчатые балки, поддерживаемые железными опорами , с чугунными колоннами и поперечными распорками из кованого железа. Опоры были уже, а их поперечные связи были менее обширными и прочными, чем в предыдущих аналогичных проектах Буша.
Бауч обратился за советом к эксперту по вопросам ветровой нагрузки при проектировании предлагаемого железнодорожного моста через Ферт-оф-Форт ; в результате этого совета он не сделал явного учета ветровой нагрузки при проектировании моста Тэй. Были и другие недостатки в детальном проектировании, обслуживании и контроле качества отливок, за которые, по крайней мере частично, отвечал Буш.
Буш умер менее чем через год после катастрофы, его репутация была испорчена. Будущие конструкции британских мостов должны были учитывать ветровые нагрузки до 56 фунтов на квадратный фут (2,7 килопаскаля). Проект Буша для Форт-Бриджа не использовался.
По состоянию на 2024 год это остается пятой по количеству смертей железнодорожной аварией в истории Соединенного Королевства. А также вторая по смертности железнодорожная авария в истории Шотландии, уступившая по смертности самой смертоносной в Великобритании; Железнодорожная катастрофа в Квинтинсхилле .
Строительство оригинального железнодорожного моста Тэй началось в 1871 году. По первоначальному проекту мост должен был поддерживаться кирпичными опорами , опирающимися на скалу. Пробное бурение показало, что коренная порода залегает под рекой на небольшой глубине. На обоих концах моста балки моста представляли собой палубные фермы , вершины которых находились на уровне вершин опор, а сверху проходила однопутная железная дорога. Однако в центральной части моста («высокие балки») балки моста проходили через фермы над верхушками пирсов (с железной дорогой внутри них), чтобы обеспечить необходимый зазор для прохода парусных судов в Перт . [1]
Коренная порода лежала намного глубже, чем показало пробное бурение, и проектировщик моста сэр Томас Бауч изменил проект пролета, сделав меньше опор и, соответственно, более длинные балки. Фундаменты пирса теперь были построены путем погружения облицованных кирпичом кессонов из кованого железа на русло реки и заливки их бетоном. Чтобы уменьшить вес, который они должны были поддерживать, Буш использовал железные каркасные опоры с открытой решеткой; У каждой опоры было несколько чугунных колонн, принимавших на себя вес мостовых балок. Горизонтальные распорки из кованого железа и диагональные перемычки соединяли колонны каждой опоры, обеспечивая жесткость и устойчивость.
Основная концепция была хорошо известна, но размеры опоры железнодорожного моста Тэй были ограничены кессоном. В верхней части моста было тринадцать балочных пролетов. Чтобы компенсировать тепловое расширение, только три из четырнадцати опор имели фиксированное соединение между опорой и балками. Таким образом, существовало три части соединенных между собой высоких балочных пролетов, причем пролеты в каждой части были структурно связаны друг с другом, но не с соседними пролетами в других частях. [2] Южное и центральное подразделения находились почти на одном уровне, но северное подразделение спускалось в сторону Данди с уклоном до 1 из 73. [3]
Мост был построен компанией Hopkin Gilkes and Company (Гилкс), компанией из Мидлсбро , которая ранее работала с Баучем над железными виадуками . Гилкс, первоначально намеревавшийся производить все изделия из железа на Тиссайде , использовал литейный завод в Вормите для производства чугунных компонентов и выполнения ограниченной механической обработки после литья. Гилкс испытывал финансовые затруднения; они прекратили торговлю в 1880 году, но начали ликвидацию в мае 1879 года, еще до катастрофы. [4] Брат Бауча был директором «Гилкса», и все трое были коллегами на « Стоктоне» и «Дарлингтоне» тридцать лет назад; после смерти Эдгара Гилкса в январе 1876 года Буш унаследовал акции на сумму 35 000 фунтов стерлингов, но также имел задолженность по гарантиям по займам Гилкса в размере 100 000 фунтов стерлингов и не смог высвободиться. [5]
Изменение конструкции увеличило стоимость и вызвало необходимость задержки, которая усилилась после того, как две высокие балки упали при подъеме на место в феврале 1877 года. Первый двигатель пересек мост семь месяцев спустя. Инспекция Министерства торговли проводилась в течение трех дней хорошей погоды в феврале 1878 года; мост был передан для использования пассажирским транспортом с соблюдением ограничения скорости 25 миль в час (40 км / ч). В отчете проверки отмечалось:
При повторном посещении этого места я хотел бы, если возможно, иметь возможность наблюдать последствия сильного ветра, когда по мосту движется поезд вагонов. [6]
Мост был открыт для пассажирских перевозок 1 июня 1878 года. Буш был посвящен в рыцари в июне 1879 года, вскоре после того, как мостом воспользовалась королева Виктория .
Вечером в воскресенье 28 декабря 1879 года сильный шторм (от 10 до 12 баллов по шкале Бофорта ) дул практически под прямым углом к мосту. [7] Свидетели заявили, что ураган был таким же сильным, как и любой другой, который они видели за 20–30 лет, которые они жили в этом районе; [8] [9] один назвал это « ураганом », столь же сильным, как тайфун, который он пережил в Китайском море . [10] Скорость ветра была измерена в Глазго – 71 миль в час (114 км/ч; 32 м/с) (в среднем за час) – и Абердине , но не в Данди.
Более высокие скорости ветра были зафиксированы через более короткие промежутки времени, но в ходе расследования свидетель-эксперт предупредил об их ненадежности и отказался оценить условия в Данди на основе показаний, полученных в других местах. [11] Одна из современных интерпретаций имеющейся информации предполагает, что порывы ветра достигали 80 миль в час (129 км/ч; 36 м/с). [12]
Использование железнодорожного моста Тэй было ограничено одним поездом за раз с помощью системы сигнализации , использующей жезл в качестве жетона . В 19:13 пассажирский поезд Северной Британской железной дороги (NBR) из Бернтисленда [13] (состоящий из локомотива класса 224 , его тендера , пяти пассажирских вагонов [примечание 1] и багажного фургона [14] ) замедлил ход. дубинку из сигнальной кабины на южном конце моста, затем направился на мост, набирая скорость.
Связист отвернулся, чтобы записать это, а затем присмотрел за плитой, но друг, находившийся в сигнальной кабине, наблюдал за поездом: когда он отошел примерно в 200 ярдов (180 м) от кабины, он увидел искры, летящие из колес с восточной стороны. Он также видел это в предыдущем поезде. [15] В ходе расследования были заслушаны показания о том, что ветер толкал гребни колес в контакт с ходовым рельсом. Джон Блэк, пассажир предыдущего поезда, пересекавшего мост, объяснил, что ограждения, защищающие от схода с рельсов , находились немного выше и внутри ходовых рельсов. [15] Такая конструкция позволяла поймать хорошее колесо там, где сход с рельсов произошел из-за разрушения колеса, что представляло реальный риск до появления стальных колес и произошло во время крушения поезда Шиптон-он-Червелл в канун Рождества 1874 года.
Искры продолжались не более трех минут, к этому времени поезд уже оказался на высоких балках. [16] В этот момент «произошла внезапная яркая вспышка света, и в одно мгновение наступила полная темнота, задние фонари поезда, искры и вспышки света — все… исчезло в одно и то же мгновение». [17] Связист ничего этого не видел и не поверил, когда ему рассказали. Когда поезд не вышел на линию от моста, ведущего в Данди, он попытался поговорить с сигнальной кабиной на северном конце моста, но обнаружил, что вся связь с ней потеряна. [18]
В реке находился не только поезд, но и высокие балки и большая часть железных конструкций опорных опор. [примечание 2] Водолазы, исследующие обломки, позже обнаружили поезд все еще внутри балок, а двигатель находился в пятом пролете южной пятипролетной части. [19] Выживших не было; [20] только 46 тел были обнаружены [21] из 59 известных жертв. Пятьдесят шесть билетов на Данди были получены у пассажиров поезда перед переходом моста; С учетом владельцев абонементов, билетов на другие направления и железнодорожников предположительно в поезде находилось 74 или 75 человек. [17] Было высказано предположение, что неизвестных жертв не было и что более высокая цифра в 75 человек возникла в результате двойного подсчета в раннем газетном сообщении в Dundee Courier , [22] но расследование не взяло данные о потерях из прессы. ; он взял показания под присягой и подсчитал свои собственные суммы.
Немедленно был создан следственный суд (судебное расследование в соответствии со статьей 7 Закона о регулировании железных дорог 1871 года «причин и обстоятельств, приведших к аварии»): председательствовал Генри Кадоган Ротери , комиссар по аварийным ситуациям; при поддержке инспектора железных дорог Уильяма Йолланда и Уильяма Генри Барлоу , президента Института инженеров-строителей . К 3 января 1880 года они собирали доказательства в Данди; Затем они назначили Генри Лоу, квалифицированного инженера-строителя, для проведения детального расследования. В ожидании его отчета они провели дальнейшие слушания в Данди (26 февраля – 3 марта); Получив его, они засели в Вестминстере (19 апреля – 8 мая), чтобы рассмотреть инженерные аспекты обрушения. [23]
К тому времени у железной дороги, подрядчика моста и Буша было отдельное юридическое представительство, а NBR обратилось за независимым советом к Джеймсу Брунлису и Джону Кокрейну, [24] инженерам с обширным опытом работы с крупными чугунными конструкциями. В круге ведения не была указана основная цель расследования – предотвратить повторение, распределить вину, распределить ответственность или виновность или установить, что именно произошло. Это привело к трудностям (завершившимся столкновениями) во время Вестминстерских сессий. Когда в конце июня суд сообщил о своих выводах, там был как отчет о расследовании, подписанный Барлоу и Йолландом, так и отчет меньшинства Ротери.
Два свидетеля, рассматривавшие высокие балки с севера почти с торца, видели огни поезда до 3–4-й балки, когда они исчезли; за этим последовали три вспышки на высоких балках к северу от поезда. Один свидетель сказал, что они продвинулись к северному концу высоких балок примерно за пятнадцать секунд между первым и последним; [25] [примечание 3] во-вторых, все они были в северной части, с меньшим временем между ними. [26] Третий свидетель видел, как «масса огня упала с моста» на северном конце высоких балок. [27] Четвертый сказал, что видел, как балка упала в реку на северном конце высоких балок, затем свет ненадолго появился в южных высоких балках и исчез, когда упала другая балка; он не упомянул об огне или вспышках. [28] [примечание 4] «Бывший проректор» Робертсон [примечание 5] имел хороший вид на большую часть моста из своего дома в Ньюпорт-он-Тей , [31] но другие здания закрывали ему вид на южные высокие балки. . Он видел, как поезд въехал на мост; затем в северных высоких балках, прежде чем поезд успел дойти до них, он увидел «два столба брызг, освещенных светом, сначала одну вспышку, потом другую» и уже не мог видеть огней на мосту; [примечание 6] единственный вывод, который он мог сделать, заключался в том, что освещенные столбы брызг, наклоненные с севера на юг примерно на 75 градусов, были областями брызг, освещенными огнями моста, когда он переворачивался. [33]
Бывший проректор Робертсон купил абонемент между Данди и Ньюпортом в начале ноября и был обеспокоен скоростью местных поездов, идущих на север, через высокие балки, которые вызывали ощутимую вибрацию, как вертикальную, так и боковую. После трех жалоб начальнику станции в Данди, которые не повлияли на скорость поезда, после середины декабря он использовал свой абонемент только для поездок на юг, используя паром для переездов на север.
Робертсон засек время поезда с помощью своих карманных часов и, чтобы дать железной дороге преимущество сомнения, округлил его до ближайших пяти секунд. Измеренное время прохождения балок (3149 футов или 960 м) обычно составляло 65 или 60 секунд, [примечание 7] , но дважды оно составляло 50 секунд. Наблюдая с берега, он измерил 80 секунд для поездов, проходящих через балки, но не для любого поезда, на котором он путешествовал. Пригородные поезда, идущие на север, часто задерживались, чтобы не задерживать экспрессы, а затем наверстывали время, путешествуя по мосту. Уклон к мосту на северном конце не позволял местным жителям двигаться на такой же высокой скорости. Робертсон сказал, что движение, которое он наблюдал, трудно оценить количественно, хотя боковое смещение, которое, вероятно, составляло от одного до двух дюймов (от 25 до 50 мм), определенно было связано с мостом, а не с поездом, и эффект был более заметен на высоких высотах. скорость.
Четверо других пассажиров поезда поддержали расчет времени Робертсона, но только один заметил какое-либо движение моста. [35] [примечание 8] Начальник станции Данди передал жалобу Робертсона на скорость (он не знал о каких-либо опасениях по поводу колебаний) машинистам, а затем проверил время перехода от кабины к кабине (на обоих концах моста поезд шел медленно двигаться, чтобы подобрать или передать эстафету). Однако он никогда не проверял скорость через высокие балки. [37]
Художники, работавшие на мосту в середине 1879 года, говорили, что он трясся, когда по нему шел поезд. [38] [примечание 9] Когда поезд вошел в южные высокие балки, мост трясся на северном конце, как с востока на запад, так и, что более сильно, вверх и вниз. [41] Тряска усиливалась, когда поезда шли быстрее, что они и делали: «когда лодка Файфа почти подошла к концу, а поезд добрался только до южного конца моста, это был жесткий диск». [42] Столяр, работавший на мосту с мая по октябрь 1879 года, также рассказал о боковом сотрясении, которое было более тревожным, чем движение вверх и вниз, и было наибольшим на южном стыке между высокими и низкими балками. . Он не хотел количественно оценивать амплитуду движения, но при нажатии предлагал от двух до трех дюймов (от 50 до 75 мм). Если его надавить дальше, он скажет только, что оно отчетливое, большое и видимое. [43] Однако один из мастеров маляров сказал, что единственное движение, которое он видел, было с севера на юг, и что это было менее половины дюйма (15 мм). [44]
Северо-Британская железная дорога обслуживала пути, но наняла Буша для наблюдения за обслуживанием моста. Он назначил Генри Нобла своим инспектором моста. [45] Ноубл, который был каменщиком, а не инженером, работал на Буша на строительстве моста. [46]
Проверяя фундаменты пирсов, чтобы увидеть, не размывается ли русло реки вокруг них, Ноубл заметил, что некоторые диагональные шпалы «дребезжат», [примечание 10] , и в октябре 1878 года начал исправлять это. Диагональная связь осуществлялась с помощью плоских стержней, идущих от одной проушины в верхней части секции колонны к двум строповочным пластинам, прикрепленным болтами к проушинам в основании эквивалентной секции соседней колонны. Планка и пластины ремня имели одинаковые продольные прорези. Стяжку помещали между строповыми пластинами так, чтобы все три прорези были совмещены и перекрывались, а затем через все три прорези пропускали и закрепляли клин . Затем были установлены два «шплинта» (металлические клинья) [примечание 11] , чтобы заполнить остальную часть перекрытия паза, и вбиты с силой, чтобы обеспечить натяжение стяжки.
Ноубл предположил, что шплинты слишком малы и не были сильно задвинуты, но на болтающихся стяжках шплинты были ослаблены, и даже если их вставить полностью, они не заполняли паз и не подвергали стержень натяжению. Установив дополнительный уплотнительный элемент между свободными шплинтами и вбив их, Ноубл снова затянул ослабленные стяжки и прекратил их дребезжание. На мосту было более 4000 соединений стрел и шплинтов, но Ноубл сказал, что только около 100 из них пришлось повторно натянуть, большая часть в октябре – ноябре 1878 года. Во время его последней проверки в декабре 1879 года внимания требовали только две связи, обе на опорах к северу от высоких балок. Ноубл обнаружил трещины в четырех секциях колонн — одна под высокими балками и три к северу от них, — которые затем были связаны обручами из кованого железа. Ноубл посоветовался с Бушем по поводу треснувших колонн, но не по поводу болтающихся связей. [48]
Рабочие литейного завода в Уормите жаловались, что колонны были отлиты из « кливлендского железа», на котором всегда была накипь — его было труднее отливать, чем «хороший шотландский металл» [49] [примечание 12] , и он с большей вероятностью давал бракованные отливки. Формы были смочены соленой водой, [50] стержни были недостаточно закреплены и перемещались, что приводило к неравномерной толщине стенок колонны. [51] Мастер литейного цеха объяснил, что выступы были отлиты несовершенно; недостающий металл был добавлен путем «обжигания». [примечание 13] Если в отливке были отверстия или другие дефекты отливки, которые считались незначительными дефектами, их заполняли «яйцом Бомонта» [примечание 14] (запас которого мастер держал для этой цели) и отливку использовали. [55]
Персонал Гилкса был унаследован от предыдущего подрядчика. У штатного инженера было семь подчиненных, включая начальника литейного цеха. Первоначальный менеджер литейного завода ушел до того, как была отлита большая часть секций колонн опор высоких балок. Его сменивший также руководил возведением моста и не имел предыдущего опыта руководства литейными работами. [56] Он знал о «горении», [57] но бригадир скрыл от него использование яйца Бомонта. [58] Когда ему были показаны дефекты в отливках мостов, он сказал, что не принял бы в эксплуатацию затронутые колонны и не принял бы колонны с заметно неравномерной толщиной стенок. [56] По словам его предшественника, обжиг проводился только на временных «подъемных колоннах», которые использовались для подъема балок на место и не были частью постоянной конструкции моста. [59] Это было по указанию местного инженера, [60] который также имел небольшой опыт литейного дела и полагался на мастера. [61]
Хотя за методы работы отвечала компания Gilkes, их контракт с NBR предусматривал, что вся работа, выполняемая подрядчиком, подлежит одобрению компании Bouch. Следовательно, Буш разделит вину за любые дефекты готового моста. Первоначальный мастер литейного завода, уволенный за пьянство, поручился, что Гилкс лично проверял неровности на первых этапах отливки: «Мистер Гилкс иногда раз в две недели, а иногда и в месяц постукивал по колонне молотком, сначала по одной сторону, а затем на другую, и он просматривал большинство из них таким образом, озвучивая их». [62] Буш потратил более 9000 фунтов стерлингов на проверку (его общая сумма гонорара составила 10500 фунтов стерлингов) [63] , но не представил ни одного свидетеля, который проверял отливки от его имени. Сам Буш приходил примерно раз в неделю, пока менялся дизайн, но «потом, когда все это происходило, я ходил не так часто». [64]
У Буша был свой «штатный инженер» Уильям Патерсон, который следил за строительством моста, подходами к нему, линией на Лейчарс и веткой в Ньюпорте. Патерсон также был инженером Главной станции Перта. [64] Бауч заявил суду, что возраст Патерсона «очень похож на мой», но на самом деле Патерсон был на 12 лет старше [примечание 15] и к моменту расследования был парализован и не мог давать показания. [66] Другой инспектор, назначенный позже [66], к тому времени находился в Южной Австралии и также не смог дать показания. Менеджеры Гилкса не могли поручиться за проверку отливок инспекторами Буша. [67] Завершенный мост был проверен по поручению Буша на предмет качества сборки, но это было после того, как мост был покрашен (хотя еще до открытия моста и до того, как свидетели художника были на нем летом 1879 года), что скрыл трещины и следы пригара (правда, инспектор сказал, что в любом случае он не узнает этих признаков на глаз). [68] На протяжении всего строительства Нобл присматривал за фундаментом и кирпичной кладкой. [примечание 16]
Генри Лоу осмотрел остатки моста; он сообщил о дефектах изготовления и деталей конструкции. Кокрейн и Брунлис, давшие показания позже, во многом согласились.
Буш сказал, что неравномерная толщина — это некачественно (если бы он знал, он бы выбрал лучший способ отлить вертикально), но все же безопасно. [75]Здесь (образец) образовался узелок холодного металла. Металл, как и следовало ожидать от тонкой детали, очень несовершенен. Вот изъян, проходящий через толщу металла. Вот еще и вот еще... Выяснится, что вся верхняя сторона этой колонны такова: она полна отверстий для воздуха и золы. Здесь достаточно материалов, чтобы показать, что эти недостатки были очень обширными. [74]
Образцы материалов моста, как литого, так и кованого железа, были протестированы Дэвидом Киркалди , а также ряд болтов, анкеров и связанных с ними проушин. И кованое, и чугунное железо обладало хорошей прочностью, а болты «были достаточно прочными и из надлежащего железа». [84] [примечание 19] Однако как связи, так и звуковые проушины вышли из строя при нагрузке около 20 тонн, что значительно ниже ожидаемого. Как стяжки [80], так и проушины были ослаблены высокими местными напряжениями там, где на них опирался болт. [77] Четыре из четырнадцати протестированных наконечников оказались неработоспособными, поскольку вышли из строя при нагрузках ниже ожидаемых. Некоторые верхние проушины колонны прослужили дольше кованого железа, но нижние проушины оказались значительно слабее. [85]
Бауч спроектировал мост, а в его расчетах помогал Аллан Стюарт. [примечание 20] После аварии Стюарт помогал Уильяму Поулу [примечание 21] в расчете того, что мост должен был выдержать. [примечание 22] По утверждению Стюарта они предположили, что мост был спроектирован с учетом ветровой нагрузки в двадцать фунтов на квадратный фут (один килопаскаль) «с обычным запасом прочности». [88] [примечание 23] Бауч сказал, что, хотя обсуждалось значение 20 фунтов на квадратный фут (0,96 кПа), он «руководствовался отчетом о Форт-Бридже» и предположил, что оно составляет 10 фунтов на квадратный фут (0,5 кПа), и поэтому не сделал специальной поправки на ветер. загрузка. [90] Он имел в виду совет, данный королевским астрономом сэром Джорджем Бидделлом Эйри в 1873 году, когда он консультировался по поводу проекта Буша подвесного моста через Ферт -оф-Форт ; что давление ветра до 40 фунтов на квадратный фут (2 кПа) может встречаться очень локально, но в среднем на пролете 1600 футов (490 м) 10 фунтов на квадратный фут (0,5 кПа) будет разумным допуском. [91] Этот совет был поддержан рядом выдающихся инженеров. [примечание 24] Буш также упомянул совет, данный Йолландом в 1869 году, о том, что Министерство торговли не требовало каких-либо специальных допусков на ветровую нагрузку для пролетов менее 200 футов (61 м), отметив при этом, что это касалось конструкции балок, а не опор. . [90] [примечание 25]
У ученых были взяты данные о текущем состоянии знаний о ветровых нагрузках, а у инженеров — о допущениях, которые они сделали для этого. Эйри сказал, что данные советы касались подвесных мостов и Форта; 40 фунтов на квадратный фут (1,9 кПа) может действовать на весь пролет моста Тэй, и теперь он советует проектировать давление 120 фунтов на квадратный фут (5,7 кПа) (т.е. 30 фунтов на квадратный фут или 1,4 кПа с обычным запасом прочности). [91] Самое высокое давление, измеренное в Гринвиче , составило 50 фунтов на квадратный фут (2,4 кПа); в Шотландии он, вероятно, будет выше.
Сэр Джордж Стоукс согласился с Эйри, что «кошачьи лапы», рябь на воде, создаваемая порывами ветра, могут иметь ширину в несколько сотен ярдов. Стандартные измерения давления ветра включали гидростатическое давление, которое нужно было скорректировать с коэффициентом 1,4–2, чтобы получить общую ветровую нагрузку - при скорости ветра 60 миль в час (97 км/ч) это будет 12,5–18 фунтов на квадратный фут (0,60–0,86). кПа). [93] Поул сослался на работу Смитона, где, как утверждается, сильные ветры дают 10 фунтов на квадратный фут (0,48 кПа), причем более высокие значения указываются для ветров со скоростью 50 миль в час (80 км/ч) или выше, с оговоркой, что они менее надежны. . [94]
Брунлис не учел ветровую нагрузку на виадуке Солуэй , потому что пролеты были короткими и низкими - если бы ему пришлось, он, вероятно, спроектировал бы нагрузку в 30 фунтов на квадратный фут (1,4 кПа) с запасом прочности 4–5 (за счет ограничения прочности железа). [89] И Поул, и Ло использовали лечение из книги Рэнкина . [примечание 26] Лоу согласился с Рэнкином в том, что самое высокое давление ветра, наблюдаемое в Великобритании, составляло 55 фунтов на квадратный фут (2,6 кПа) в качестве причины для проектирования до 200 фунтов на квадратный фут (9,6 кПа) (т.е. 50 фунтов на квадратный фут (2,4 кПа) с коэффициентом безопасности 4). ; «Я думаю, что в важных структурах следует брать максимально возможную разницу. Не стоит спекулировать на тему, справедлива ли эта оценка или нет». [95] Поул проигнорировал его, поскольку не было дано никакой ссылки; он не верил, что какой-либо инженер обращал на это внимание при проектировании мостов; [96] он считал 20 фунтов на квадратный фут (0,96 кПа) разумной допуском; именно это Роберт Стивенсон предполагал для моста Британия . Бенджамин Бейкер сказал, что он спроектирует давление 28 фунтов на квадратный фут (1,3 кПа) с запасом прочности, но за 15 лет поисков ему еще не приходилось видеть, чтобы ветер опрокидывал конструкцию, которая выдерживала бы давление 20 фунтов на квадратный фут (0,96 кПа). Он сомневался в давлении Рэнкина, поскольку не был экспериментатором; сказал, что данные были наблюдениями Королевского профессора астрономии в Университете Глазго , [примечание 27] он сомневался, что у профессора было оборудование для снятия показаний. [97]
Бейкер утверждал, что давление ветра на высокие балки составляло не более 15 фунтов на квадратный фут (0,72 кПа) из-за отсутствия повреждений уязвимых элементов зданий в Данди и сигнальных кабин на южном конце моста. Следствие посчитало, что эти места были значительно более защищенными, и поэтому отклонило этот аргумент. Последующая работа Бейкера по давлению ветра на участке Форт-Рейл-Бридж [98] показала, что метеорологи переоценивали данные, [99] но его значение в 15 фунтов на квадратный фут (0,72 кПа) могло привести к переоценке данных. [примечание 28]
Лоу высказал множество критических замечаний по поводу конструкции моста, некоторые из которых поддержали другие инженеры:
И Поул, и Ло рассчитали, что ветровая нагрузка, необходимая для опрокидывания моста, составит более 30 фунтов на квадратный фут (1,4 кПа) (не принимая во внимание прижимные болты, крепящие наветренные колонны к каменной кладке опоры) [110] и пришли к выводу, что сильный ветер должен был опрокинуть мост, а не вызвать его разрушение (Поул рассчитал, что натяжение связей при ветровой нагрузке 20 фунтов на квадратный фут (0,96 кПа) превышает значение «обычного запаса прочности» в 5 тонн на квадратный дюйм, но все же только половина напряжения разрушения. [111] ) Поул рассчитал ветровую нагрузку, необходимую для опрокидывания самого легкого вагона поезда (вагона второго класса), как меньшую, чем необходимая для опрокидывания моста; тогда как Ло, приняв во внимание большее количество пассажиров в вагоне, чем поляк, и высокие балки, частично защищающие вагоны от ветра, пришел к противоположному выводу. [112]
Ло пришел к выводу, что мост в том виде, в каком он был спроектирован, если бы он был безупречен в исполнении, не рухнул бы так, как это было замечено [113] (Кокрейн пошел дальше; он «стоял бы сейчас»). [114] В расчетах предполагалось, что мост в основном соответствует проекту, все компоненты находятся в заданном положении, а шпалы нагружены достаточно равномерно. Если мост разрушился при более низких ветровых нагрузках, это свидетельствовало о том, что дефекты конструкции и изготовления, против которых он возражал, привели к неравномерности нагрузок, значительно снизили прочность моста и сделали расчет недействительным. [112] Следовательно
Я считаю, что в таком сооружении толщина колонн должна была быть определена, каждая отдельная колонна должна была быть осмотрена и не сдаваться до тех пор, пока не получит на ней отметку лица, прошедшего ее, как гарантию того, что она прошла под его осмотр... Я считаю, что каждый болт должен был представлять собой устойчивый штифт и должен был соответствовать отверстиям, к которым он был прикреплен, что каждая стойка должна была иметь прочную опору, что соединения колонн не должны были выдерживать движение, и что части должны были быть точно подогнаны друг к другу, этаж за этажом на земле, тщательно отмечены и снова собраны вместе, как они были правильно подогнаны. [112]
Поул считал, что расчет верен; дефекты исправлялись самостоятельно или имели незначительный эффект, и следует искать какую-то другую причину неудачи. [110] Из строя вышли чугунные наконечники; чугун был уязвим к ударным нагрузкам, и очевидной причиной ударной нагрузки на проушины было то, что одна из карет перевернулась и врезалась в балку моста. [110] Бейкер согласился, но заявил, что давление ветра было недостаточным, чтобы опрокинуть карету; сход с рельсов произошел либо из-за ветра и другого механизма, либо случайно. [115] (Собственное мнение Бауча о том, что повреждение балки в результате столкновения было единственной причиной обрушения моста [116] не нашло поддержки).
Адвокат Бауча вызывал свидетелей последними; поэтому его первые попытки предположить крушение и столкновение были предприняты по частям в ходе перекрестного допроса свидетелей-экспертов, не вызывающих у всех симпатий. Ло «не видел ничего, что указывало бы на то, что вагоны сошли с линии» (до обрушения моста) [117] , ни Кокрейн [81] , ни Брунлис. [118] Представленные им вещественные доказательства схода с рельсов и последующего удара одной или нескольких тележек о балки были ограничены. Было высказано предположение, что последние два транспортных средства (вагон второго класса и тормозной фургон), которые выглядели более поврежденными, сошли с рельсов, но (по словам Лоу) они имели менее прочную конструкцию, и другие вагоны не остались невредимыми. [119] Кокрейн и Брунлис добавили, что обе стороны вагонов были повреждены «очень одинаково». [114] [120]
Буш указал на то, что рельсы и их стулья разбились в балке, удерживающей два последних вагона, на то, что букса вагона второго класса оторвалась и оказалась в нижней балке восточной балки, [121 ] подножка на восточной стороне вагона полностью снесена, балки сломаны, отметки на балках, показывающие контакт с крышей вагона, [122] и смытая доска со следами колес на ней в Ньюпорте, но, к сожалению, затем смылся. [123] Помощник Буша показал, что два набора горизонтальных царапин (очень легкие царапины на металле или краске на балках) соответствуют высоте крыш последних двух вагонов, но не знал, какие высоты, по его утверждению, совпадают. . [124] В начале одной из этих ссадин головка заклепки поднялась, и между поперечной балкой и накладкой попали деревянные щепки. Затем были представлены доказательства наличия следов фланцев на поперечных балках пятой балки (к северу от двух крайних вагонов), причем теория «столкновения с балками» была должным образом изменена, поскольку все, что находится позади тендера, сошло с рельсов. [121]
Однако (это было парировано) балки были бы повреждены в результате падения независимо от его причины. Их пришлось разбить динамитом, прежде чем их удалось поднять со дна реки Тэй (но только после неудачной попытки поднять решающую балку целиком, в результате которой было сломано множество связей балок). [125] Тендерная муфта (которая явно не могла задеть балку) также была обнаружена в нижней стреле восточной балки. [126] Были изготовлены две маркированные пятые балки; на одном действительно было три отметки, но две из них находились на нижней стороне. [127] Дугалд Драммонд , ответственный за подвижной состав NBR, осмотрел фланцы колес и не обнаружил никаких «синяков», что можно было бы ожидать, если бы они разбили стулья. Если бы кузов вагона второго класса на скорости врезался во что-нибудь, его бы «разнесло вдребезги», не задев подрамник. [примечание 29] Если бы столкновение с восточной балкой привело к повороту рамы, она бы представила восточную сторону встречному тормозному фургону, но больше всего была повреждена западная сторона рамы. Его восточная подножка не была унесена; в карете никогда не было ни одного (с обеих сторон). Следы царапин находились на высоте 6–7 футов (1,8–2,1 м) над рельсом и 11 футов (3,4 м) над рельсом и не соответствовали высоте крыши вагона. [129] Драммонд не думал, что вагоны сошли с рельсов до тех пор, пока балки не начали падать, и он никогда не видел, чтобы вагон (легкий или тяжелый) был снесен ветром. [130]
Три члена суда не смогли прийти к согласию в докладе, хотя у них было много точек соприкосновения: [131]
Ротери добавил, что, учитывая важность для конструкции моста испытательных скважин, показывающих неглубокую коренную породу, Бушу следовало приложить больше усилий и самому осмотреть керны. [134]
По словам Йолланда и Барлоу, «падение моста было вызвано недостаточностью поперечных распорок и креплений, чтобы выдержать силу шторма в ночь на 28 декабря 1879 года… мост ранее был растянут другими штормами». . [135] Ротери согласился, спросив: «Могут ли быть какие-либо сомнения в том, что причиной обрушения моста было давление ветра, воздействующего на плохо построенное и плохо обслуживаемое сооружение?» [134]
Йолланд и Барлоу также отметили возможность того, что поломка произошла из-за разрушения подветренной колонны. [135] Ротери чувствовал, что предыдущее напряжение было «частично вызвано предыдущими штормами, частично из-за большой скорости, с которой поездам, идущим на север, разрешалось проходить через высокие балки»: [134] если скорость поезда со скоростью 25 миль в час ( 40 км/ч) столкновение с балками могло привести к падению моста. Каким должен был быть совокупный эффект многократного торможения поездов со скоростью 40 миль в час (64 км/ч) на северном конце моста? [136] Таким образом, он пришел к выводу (как он утверждал) при наличии косвенных доказательств, что мост вполне мог обрушиться в первую очередь на северном конце; [137] он категорически отверг утверждение о том, что поезд врезался в балки до того, как мост упал. [137]
Йолланд и Барлоу пришли к выводу, что мост обрушился первым на южном конце; и не сделал явного вывода о том, задел ли поезд балки. [135] Вместо этого они отметили, что, помимо самого Буша, свидетели Буша утверждали/признавали, что разрушение моста произошло из-за ударной нагрузки на проушины, сильно напряженные ветровой нагрузкой. [138] Таким образом, их отчет согласуется либо с мнением о том, что поезд не задел балку, либо с тем, что мост с поперечными связями, дающими достаточный запас прочности против ветровой нагрузки, выдержал бы удар поезда о балку.
Йолланд и Барлоу отметили, что «Торговая палата не предъявляет никаких требований относительно давления ветра, и, похоже, в инженерной профессии не существует какого-либо понятного правила относительно давления ветра в железнодорожных конструкциях; и поэтому мы рекомендуем Торговой палате принять такие шаги, которые могут быть необходимы для установления правил для этой цели». [139] Ротери не согласился, считая, что сами инженеры должны были прийти к «понятному правилу», такому как французское правило 55 фунтов на квадратный фут (2,6 кПа) [примечание 31] или 50 фунтов на квадратный фут (2,4 кПа) в США. [141]
Отчет меньшинства Ротери более подробен в своем анализе, более склонен обвинять поименованных лиц и более цитируем, но официальный отчет суда является относительно коротким, подписанным Йолландом и Барлоу. [142] Ротери заявил, что его коллеги отказались присоединиться к нему в установлении вины на том основании, что это выходит за рамки их компетенции. Однако предыдущие расследования по разделу 7 явно чувствовали себя свободными обвинять ( железнодорожная катастрофа в Торпе ) или оправдывать ( катастрофа поезда Шиптон-он-Черуэлл ) конкретных лиц по своему усмотрению, и когда адвокат Бауча сверился с Йолландом и Барлоу, они отрицали, что они согласился с Ротери, что «в этих дефектах как в проекте, так и в конструкции, и в обслуживании, по нашему мнению, главным образом виноват сэр Томас Бауч». [143]
Никаких дальнейших судебных расследований в соответствии с разделом 7 Закона о регулировании железных дорог 1871 года не проводилось до тех пор, пока железнодорожная авария в Хиксоне в 1968 году не поставила под сомнение как политику Железнодорожной инспекции в отношении автоматических железнодорожных переездов, так и руководство Министерства транспорта (правительственного органа Инспекции). отделение) перемещения нештатных грузов. Судебное расследование в соответствии с разделом 7 было сочтено необходимым для обеспечения необходимой степени независимости. [144] Структура и круг ведения были определены лучше, чем в случае расследования по делу Тэй-Бридж. Брайан Гиббенс, королевский адвокат, получил поддержку двух экспертов-оценщиков и сделал выводы относительно вины/ответственности, но не ответственности/виновности. [145]
Совет по торговле создал комиссию из 5 человек (Барлоу, Йолланд, сэр Джон Хокшоу , сэр Уильям Армстронг и Стоукс) для рассмотрения того, какую ветровую нагрузку следует учитывать при проектировании железнодорожных мостов.
Скорость ветра обычно измерялась в милях пробега в час (т.е. скорость ветра усреднялась за один час), поэтому было трудно применить таблицу Смитона [ 146] , которая связывала давление ветра с текущей скоростью ветра.
где:
Изучая зарегистрированные давления и скорости ветра в Бидстонской обсерватории, комиссия обнаружила [147] , что для сильных ветров самое высокое ветровое давление может быть очень точно представлено [примечание 32] как
где:
Однако они рекомендовали проектировать конструкции так, чтобы выдерживать ветровую нагрузку в 56 фунтов на квадратный фут (2,7 кПа) с коэффициентом запаса прочности 4 (2, если полагаться только на силу тяжести). Они отметили, что в Бидстонской обсерватории было зарегистрировано более высокое давление ветра, но оно все равно будет давать нагрузки в пределах рекомендуемых пределов безопасности. Давление ветра, о котором сообщалось в Бидстоне, вероятно, было аномально высоким из-за особенностей места (одна из самых высоких точек на реке Уиррал. [149] [150] ): давление ветра в 30–40 фунтов на квадратный фут (1,4–1,9 кПа) могло бы опрокинуться. железнодорожные вагоны и подобные мероприятия были редкостью. (Приведем последующий, хорошо задокументированный пример: в 1903 году на виадуке Левенс был перевернут стоявший поезд, но это произошло из-за «ужасного шторма», измеренного в Барроу-ин-Фернессе, и средняя скорость которого составила 100 миль в час (160 км/ч). ), по оценкам, порывы могут достигать 120 миль в час (190 км/ч). [148] )
Новый двухпутный мост Тей был построен NBR по проекту Барлоу и построен компанией William Arrol & Co. из Глазго в 18 метрах (59 футов) выше по течению и параллельно первоначальному мосту. Работы начались 6 июля 1883 года, а мост открылся 13 июля 1887 года. Сэр Джон Фаулер и сэр Бенджамин Бейкер спроектировали Форт-Рейл-Бридж , построенный (также Арролсом) между 1883 и 1890 годами. Бейкер и его коллега Аллан Стюарт получили главную заслугу в проектировании. и надзор за строительными работами. [примечание 33] На Форт-Бридже было ограничение скорости 40 миль в час, которое не соблюдалось должным образом. [152]
Бауч также был инженером на Северо-Британской, Арбротской и Монтроузской железной дороге , которая включала в себя железный виадук через Южный Эск. При внимательном рассмотрении после обрушения моста Тей выяснилось, что построенный виадук не соответствовал проекту, и многие опоры заметно выходили за пределы перпендикуляра. Было подозрение, что строительство не велось должным образом: сваи фундамента были забиты недостаточно глубоко и прочно. Испытания 1880 года в течение 36 часов с использованием как статических, так и катящихся нагрузок привели к серьезной деформации конструкции, и восемь опор были признаны небезопасными. [153] [154] Осудив конструкцию, полковник Йолланд также заявил, что, по его мнению, «опсы, построенные из чугунных колонн тех размеров, которые используются в этом виадуке, не должны в будущем санкционироваться Советом по торговле». [155] Его пришлось разобрать и перестроить сэру Уильяму Арролу по проекту У. Р. Гэлбрейта, прежде чем линия могла быть открыта для движения в 1881 году. [153] [156] [157] Мост Редхью Бауча , построенный в 1871 году, был осужден в 1896 году, инженер-строитель позже сказал, что мост разрушился бы, если бы он когда-либо видел ветровую нагрузку в 19 фунтов на квадратный фут (0,91 кПа). [158]
Локомотив НБР №. 224 , 4-4-0 , спроектированный Томасом Уитли и построенный на заводе Cowlairs Works в 1871 году, был утилизирован и отремонтирован и оставался в эксплуатации до 1919 года по прозвищу «Дайвер»; многие суеверные водители не хотели проезжать на нем по новому мосту. [159] [160] [161] [162] Пни оригинальных опор моста все еще видны над поверхностью Тая. Мемориалы были установлены на обоих концах моста в Данди и Уормите. [163]
Колонна с моста выставлена в Музее транспорта Данди .
28 декабря 2019 года компания Dundee Waterfronts Walks провела прогулку памяти, посвященную 140-летию катастрофы на мосту Тэй. [164]
Некоторые представители субботнего движения, выступавшие за ограничение деятельности по воскресеньям, указывали на катастрофу как на наказание от Бога за путешествия в субботу. [165] Джеймс Бегг , служитель Свободной церкви Шотландии , раскритиковал железную дорогу, заявив, что «Суббота Божия была ужасно осквернена нашими великими государственными компаниями», а также раскритиковал жертв, задав вопрос: «Это не ужасно ли думать, что они были унесены, хотя многие из них, должно быть, знали, что нарушают Закон Божий?». Журнал Punch раскритиковал Бегга за то, что он «триумфально обратил ужасную катастрофу на счет своего собственного черного и горького вероучения», и обвинил его в нарушении библейской заповеди «Не судите, чтобы не быть судимыми» . [166]
За последние 40 лет были выдвинуты различные дополнительные доказательства, которые привели к «криминалистической» новой интерпретации того, что на самом деле произошло. [167] [168]
Катастрофа вдохновила на создание нескольких песен и стихов, наиболее известная из которых — « Катастрофа на мосту Тей » Уильяма МакГонагалла , которую многие считают настолько низкого качества, что она кажется комичной. [169] Немецкий поэт Теодор Фонтане , потрясенный этой новостью, написал свое стихотворение Die Brück'am Tay [ de . [170] [171] Оно было опубликовано всего через десять дней после трагедии. Баллада К. Хорна « В память о катастрофе на мосту Тэй» была опубликована как рекламный ролик в мае 1880 года. В ней момент катастрофы описывается так: [172]
Поезд в балки вошел,
И громко заревел ветер;
Видна вспышка – Мост сломан –
Поезда уже не слышно.
«Мост рухнул, «Мост рухнул», —
в словах распространившегося ужаса;
Поезд ушел, его живой груз
Причислен к мертвым.
{{cite book}}
: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ){{cite journal}}
: Требуется цитировать журнал |journal=
( помощь ){{cite web}}
: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )56 ° 26'14,4 дюйма с.ш. 2 ° 59'18,4 дюйма з.д. / 56,437333 ° с.ш. 2,988444 ° з.д. / 56,437333; -2,988444