В 1831 году в Англии произошло событие, которое вошло в историю и до сих пор влияет на правила безопасности при пересечении мостов. Во время марша солдат по подвесному мосту, конструкция не выдержала и обрушилась.
Жители английских городков Броутон и Пендлтон были поражены, когда в 1826 году всего за короткое время была построена переправа через реку Ирвелл, шириной около 40 метров. Заказчиком выступил состоятельный землевладелец Джон Перселл Фицджеральд. В 1820-х годах он заказал несколько построек в окрестностях Манчестера: для своей семьи он возвел замок прямо на берегу Ирвелла, а на другом участке земли основал шахту. Его рабочие в основном селились в Броутоне. Кроме того, владелец шахты профинансировал строительство необычной переправы – подвесного моста Броутон, современной цепной висячей конструкции.
Издавна люди во всем мире строили простые висячие мосты из растительных волокон, шкур животных и дерева, чтобы пересекать реки или долины. Особенно много таких переправ до сих пор существует в Азии. В начале XIX века инженеры усовершенствовали эту конструкцию: промышленное производство железа и стали заложило основу для висячих мостов, какими мы их знаем сегодня. Теперь стало возможно перекрывать большие пролеты с помощью металлических несущих тросов, закрепленных на опорах. Цепной мост является особой разновидностью, где нагрузку несут металлические цепи.
Одной из первых современных висячих мостов в Великобритании и Европе считается Менейский мост – 176-метровая переправа, соединяющая остров Англси с материковой частью Уэльса. В 1826 году по его двухполосному полотну проехали первые экипажи. Примерно в то же время был открыт и подвесной мост Броутон: цепная висячая конструкция соединила Пендлтон и Броутон. Жители двух поселков, ныне входящих в состав Манчестера, радовались 44-метровой переправе, поскольку она избавляла их от долгих объездов. За пользование мостом лорд Фицджеральд взимал плату. Около пяти лет мост сокращал путь через Ирвелл. Так было до весны 1831 года.
Обрушение моста
Во вторник, 12 апреля 1831 года, около полудня, солдаты приблизились к переправе между Пендлтоном и Броутоном. Пехотный полк британской армии возвращался с маневров на Керсал-Мур. По пути в казарму на обед отряду нужно было пересечь мост. Солдаты шли в четырехрядном строю. По свидетельствам репортеров местных газет, которые появились через несколько дней, они были в приподнятом настроении. Один насвистывал марш, другие подхватывали, большая часть солдат подпевала, переходя мост. Естественно, большинство из них шагали в ногу, создавая синхронный шаг, который не был предписан их командиром – именно это стало для отряда роковым. Конструкция под их ногами отреагировала: мост начал вибрировать в такт шагам.
Чем больше солдат входило на мост, тем сильнее становились колебания. Раздался треск, прорвавший свист, когда голова колонны почти достигла берега в Пендлтоне. Некоторые солдаты позже говорили, что звук был похож на залп ружейного выстрела. Около 40 человек вместе с частями моста рухнули в Ирвелл. В суматохе часть мужчин по наклонному полотну выбралась на берег, другие брели через реку. Тяжелораненых, оказавшихся под обломками, приходилось вытаскивать товарищам. Множество солдат получили ранения, но, к счастью, никто не погиб. Все члены полка были спасены. Но что же произошло?
Виноват резонанс
Следователи выясняли причину происшествия. Их вывод: несомненно, сильные колебания, передаваемые мосту синхронными шагами солдат, то есть резонанс, стали непосредственной причиной катастрофы. Одновременно были выявлены конструктивные недостатки моста. Из-за вибраций несущая цепь соскользнула из плохо выкованного крепления, после чего цепь потеряла натяжение, и мост окончательно рухнул.
Еще за несколько веков до этого Галилео Галилей систематически исследовал и описывал воздействие колебаний. Его открытия легли в основу понимания колебаний в современной механике, то есть резонанса. Только обрушение подвесного моста Броутон наглядно и болезненно продемонстрировало специалистам того времени резонансные эффекты в конструкциях.
После этой катастрофы многие люди стали с недоверием относиться к конструкции современных висячих мостов. Тем не менее, мосты такого типа продолжали строить не только в Великобритании, но и по всей Европе. В некоторых других странах, таких как Франция, Швейцария и США, в середине XIX века также возникли проблемы с колебаниями, и по меньшей мере три висячих моста рухнули по аналогичной причине, как и в английском Броутоне.
Проблема колебаний существует и по сей день. Всего через несколько дней после открытия моста Миллениум через Темзу в Лондоне в 2000 году его пришлось временно закрыть из-за неконтролируемых сильных раскачиваний. Прохожие жаловались, что переход вызывает морскую болезнь. Современное сооружение получило прозвище «качающийся мост» (The wobbly bridge). В итоге инженеры нашли решение: они добавили в конструкцию демпферы колебаний. С тех пор мост снова открыт для движения.
Проходить без шага
Сразу после катастрофы в Броутоне армия приняла меры: согласно постановлению британских военных, прежде чем марширующий отряд войдет на мост, все его члены должны прекратить синхронный шаг. На некоторых мостах в Великобритании, например, на Альберт-бридж в Лондоне, установлены соответствующие предупреждающие знаки.
В Германии также существует официальное правило, действующее около 90 лет: «По мостам запрещается маршировать в ногу», – гласит § 27, раздел 6 Правил дорожного движения. Это сделано для предотвращения резонансных катастроф, подобных той, что произошла в Броутоне.
Над Ирвеллом между Броутоном и Пендлтоном мост был восстановлен вскоре после 1831 года. Сегодня на этом месте находится только пешеходный переход.
