7 Kasım 1940’ta Tacoma Narrows Köprüsü bir tasarım hatası nedeniyle aniden çökmüştü Köprünün çöküşü o zamandan beri, mühendislik ve fizik öğrencilerinin ders kitaplarında yer alıyor. Bir çok kişi köprünün çöküş nedeni açıklamaya çalışıyor.
1 Temmuz 1940’ta yaklaşık 7.000 kişi, Puget Sound kıyılarında toplanarak dünyanın en uzun üçüncü asma köprüsünün görkemli açılışını kutladı. Tacoma Narrows üzerinde uzanan, ince ve zarif çelik şerit, suyun üzerinde hafifçe dalgalanırken izleyenleri hayran bıraktı.
Dönemin tanıkları bu yapıyı “dünyanın en güzel köprüsü” olarak nitelendiriyordu. Narrows Köprüsü, Tacoma kenti ile Olympic Yarımadası sakinleri için uzun süredir beklenen bir hayalin gerçekleşmesi anlamına geliyordu.
1920’lerden beri bir köprü için uğraşıyorlardı. Yıllar süren bürokratik engeller, finansman sorunları ve tasarım tartışmalarının ardından, iki yılı aşkın bir inşaat süreci sonunda Tacoma ile yarımada arasındaki ulaşımı nihayet kolaylaştırdılar.
Köprü yapılmadan önce yarımadaya ulaşmanın tek yolu, Puget Sound’un güney ucunu dolanan son derece uzun bir kara yolculuğu yapmak ya da tekneye binmekti. Tacoma’dan Gig Harbor’a araba ile yaklaşık 172 kilometre süren yol, köprü sayesinde yalnızca 13 kilometreye düşmüştü.
Tacoma Narrows Köprüsü Açılışı
Tacoma Narrows Köprüsü, 1 Temmuz 1940’ta trafiğe açıldı. Sürücüler, köprünün dikey olarak salınım yaptığını hemen fark ettiler. Aslında köprünün rüzgarlı hava şartlarında dikey olarak hareket ettiği daha inşaat sırasında fark edilmişti. Hatta işçiler bu nedenle köprüye “Dörtnala Giden Gertie” anlamını taşıyan “Galloping Gertie” adını vermişlerdi.
Çoğu kişi bu hareketi sorun olarak görmedi. Hatta geçişi daha eğlenceli hâle getirdiğini düşündü. Köprü, sanki üzerinden araba ile geçilen bir lunapark trenini andırıyordu. Sonuçta köprü, inşaat sırasında 6,2 büyüklüğünde bir depremi sorunsuz atlatmıştı. Ayrıca saatte 120 mile varan rüzgârlara dayanacak şekilde tasarlanmıştı.
7 Kasım sabahı, köprünün dalgalanmaları aniden şiddetlendi. Köprü, giderek artan bir çılgınlıkla yukarı aşağı savrulmaya, hatta yana doğru burulmaya başladı.
Şans eseri, o Perşembe sabahı saat 11: 00’de, köprüde çok az insan vardı. Köprüdeki birkaç kişiden biri olan Leonard Coatsworth, Tacoma News gazetesinin editörüydü. Saat 11.00’i biraz geçe, metalik bir çığlığı andıran bir gürültüyle köprü bir anda parçalandı.
Orta bölüm, Leonard Coatsworth’un arabası ve içinde kalan köpeğiyle birlikte, yaklaşık 60 metre aşağıda hızla akan sulara düştü. Tüm bu felakete rağmen, şaşırtıcı biçimde hiçbir insan hayatını kaybetmedi. Bu kazada ölen tek canlı arabada olan köpekti.
Tacoma Narrows Köprüsü Neden Farklıydı?
Kâğıt üzerinde köprü, döneminin en ileri mühendislik örneklerinden biriydi. Tasarımı, zamanının en saygın köprü mühendislerinden biri olan Leon Moisseiff’e aitti. Asma köprüler yeni değildi; yüzyıllardır biliniyorlardı. Ancak çelik ve son derece dayanıklı kabloların 19. yüzyılın sonlarında kullanılmaya başlanmasıyla gerçek potansiyellerine ulaşmışlardı.
Üstelik Narrows Köprüsü uzunluk bakımından da rekor kırmıyordu. San Francisco’daki Golden Gate Köprüsü ile New York’taki George Washington Köprüsü ondan daha uzundu. Genişlik açısından da iddialı değildi. Yalnızca iki şerit ve bir yaya yoluna sahipti. Köprüye zarif görünümünü kazandıran bu ince yol platformu, aynı zamanda onun ölümcül zayıflığı oldu.
Tacoma Narrows Köprüsü Çöküşü Hakkında ne Öğrendik?
Asma köprülerde rüzgâr, diğer köprü türlerine kıyasla çok daha kritik bir rol oynar. Bunun nedeni, asılı yol platformunun rüzgâr karşısında bir kanat profili gibi davranmasıdır. Rüzgâr, platformun üzerinden akarken kaldırma ve sürüklenme kuvvetleri oluşturur; eğer yapı yeterince esnekse, bu kuvvetler platformun yukarı aşağı hareket etmesine yol açar.
Belirli koşullarda rüzgâr, platform çevresinde girdaplar oluşturur ve bu hareket düzenli bir salınıma dönüşür. Bu durum için çok şiddetli rüzgârlar gerekmez; asıl önemli olan rüzgârın frekansıdır.
Rüzgârın frekansı köprünün doğal titreşim frekansıyla örtüştüğünde harmonik salınım ortaya çıkar. Bu noktadan sonra köprünün hareketi rüzgâra bağımlı olmaktan çıkar. Kendi kendini besleyerek giderek büyür ve sonunda yapı, artan zorlanmaya dayanamayarak parçalanır.
19. yüzyılın başlarında rüzgâr, en az on asma köprünün çökmesine yol açmıştı. Ancak kimse bunun nedenini tam olarak anlayamıyordu. Yine de mühendisler kalın ve rijit köprülerin rüzgâra karşı daha dayanıklı davrandığını gözlemlemişti.
Leon Moisseiff ise daha ince, daha estetik, ve aynı zamanda daha ucuz, köprüler tasarlama arzusuyla bu deneyimleri büyük ölçüde göz ardı etti.
Moisseiff, Narrows Köprüsü’nü rüzgârın geçmesine izin veren geleneksel açık kafesler yerine, kapalı ve ince bir çelik yol platformuyla tasarladı. Bu tercihini, köprünün kendi ağırlığının rüzgâr ve trafik etkilerine karşı yeterli dengeyi sağlayacağını savunan “sapma teorisi”ne dayandırdı.
Ancak bu teori asma köprüler değil, beton kemer köprüler için uygundu. Göz ardı edilen bu temel fark, Narrows Köprüsü’nün felaketle sonuçlanan zayıflığını belirledi.
Sonuç Olarak
Moisseiff ününe rağmen Narrows Köprüsü, onun baştan sona tek başına tasarladığı ilk köprüydü. Daha önce birçok büyük asma köprüde çalışmış olsa da hiçbirinde baş tasarımcı olmamıştı. Üstelik Washington Eyaleti Geçiş Köprüleri İdaresi’nin ilk tercihi de o değildi.
Baş mühendis Clark Eldridge, 11 milyon dolara mal olacak bir tasarım hazırlamıştı. Moisseiff ise aynı açıklığı 6,4 milyon dolara geçebileceğini söyleyince, onun tasarımı kabul görmüştü. Eldridge yalnızca bir noktada ısrar etti. Moisseiff’in uygulanamaz bulunan ayak tasarımı yerine kendi tasarımını kullandırdı. Çöküşten sonra ayakta kalan tek bölüm de bu ayaklar oldu.
On yıl sonra inşa edilen yeni Narrows Köprüsü, büyük ölçüde Eldridge’in ilk önerisine dayanıyordu. Ancak çöküş yaşanmasaydı, mühendisler aerodinamik, titreşim ve dalga etkileri üzerine bu denli kapsamlı araştırmalar yapmayacak, modern ve güvenli asma köprüler için gerekli bilgiler belki de çok daha geç elde edilecekti.
Tacoma Narrows köprüsü kalıntıları ise hâlâ Puget Sound’un dibinde yatıyor. Bugün dünyanın en büyük insan yapımı resiflerinden biri olarak kabul ediliyor ve 1992’den beri tarihi eser statüsüyle korunuyor.
Kaynaklar ve ileri okumalar:
- Tacoma Narrows Bridge collapses; Bağlantı: https://www.history.com/
- Science Busts The Biggest Myth Ever About Why Bridges Collapse. Yayınlanma tarihi: 24 Mayıs 2017. Bağlantı: Science Busts The Biggest Myth Ever About Why Bridges Collapse
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
