Esialgse Tay Bridge'i projekteeris tuntud raudteeinsener Thomas Bouch, kes sai silla valmimisel rüütliristi tiitli. See oli võrestik-võrestik, mis kombineeris valu- ja sepistatud rauda. See konstruktsioon oli hästi tuntud: seda kasutati edukalt Crumlini viaduktil Lõuna-Walesis 1858. aastal pärast malmi kasutamist Kristallpalees.
Eelmine malmist konstruktsioon, 1847. aastal kokku varisenud Dee sild, kukkus läbi malmist talade halva kasutamise tõttu. Hiljem kasutas Gustave Eiffel sarnast konstruktsiooni mitme suure viadukti loomisel Massif Centralis (1867).
Ettepanekud silla ehitamiseks üle Tayi jõe ulatuvad vähemalt aastasse 1854. Põhja-Britannia raudtee (Tay Bridge) seadus sai kuningliku heakskiidu 15. juulil 1870. aastal ja 22. juulil 1871. aastal pandi alus kivi.
Silla konstruktsioon: põhiidee
Esialgne projekt nägi ette, et võrega kandvad tugipostid toetuvad tellispostidele, mis toetuvad aluspõhjakivile, mis proovipuurimiste kohaselt ei asu jõe all väga sügaval. Silla mõlemas otsas kulges üks rööbastee sillatala peal, millest suurem osa asus seega sillapostide tipust allpool. Silla keskosas ("kõrged tugipostid") kulges raudtee siiski sillatala sees, mis võis siis kulgeda üle tugipostide tippude, et tagada vajalik vahemaa, mis võimaldaks purjelaevadele läbipääsu ülesvoolu (nt Perthi suunas).
Kuid kui sild ulatus jõkke, selgus 1873. aasta detsembris, et aluspõhi oli tegelikult palju sügavamal, liiga sügaval, et silla tugipostide jaoks aluspõhja panna. Bouch pidi silla ümber projekteerima.
Ta vähendas tugipostide arvu ja suurendas talade siruulatusala. Muulide vundamente ei viidud enam aluspõhja, vaid need rajati tellisest sepistatud sepisrauast käärkambritega jõepõhja vajutades,
Töö
Silla ehitamise lepingu sõlminud ettevõte läks pankrotti, kui Bouch silda ümber projekteeris. Asendusfirma tegi kehva tööd. Peaaegu kõik silla osad olid ebakvaliteetsed, sealhulgas raud, sidemed ja kinnitused. Poltide ja kinnituste ebatäpsus viis kohapealse ad hoc parandamiseni, mida üks tunnistaja kirjeldas hilisemal uurimisel kui "nii lohakalt tehtud tööd, kui ma kunagi oma elus näinud olen".
Avamine
Sild avati reisijateveoks 1. juunil 1878. Järgmisel aastal, 20. juunil 1879, ületas kuninganna Victoria silda, et naasta Balmoralist lõunasse. Bouch esitleti talle enne seda, ja 26. juunil 1879. aastal löödi kuninganna teda Windsori lossis rüütliks.
Tayi silla katastroof
Ööl vastu 28. detsembrit 1879 kell 19.15 varises sild kokku, kui selle keskmised tugipostid andsid tugeva talvise tormi ajal järele. Rong, milles oli kuus vagunit, milles oli seitsekümmend viis reisijat ja meeskonda, kukkus kokkuvarisemise ajal Tay'i jäistesse vetesse. Kõik seitsekümmend viis inimest kaotasid elu. Katastroof vapustas kogu riiki ja saatis vapustavaid laineid läbi Viktoriaani inseneriteaduskonna.
Sel ajal puhus Tayi jõe suudmealal, mis oli hinnanguliselt tugevusega kümme või üksteist (troopilise tormi tugevus: 55-72 mph/80-117 km/h), tuuled otse silla suhtes. Vedur ise päästeti jõest ja anti raudteele kasutamiseks tagasi.
Vaid üheksateist kuud varem avatud ja kaubanduskomisjoni poolt ohutuks tunnistatud silla kokkuvarisemine on siiani kõige kuulsam sillakatastroof Briti saartel. Esialgsete sillapostide kännud on isegi tõusu ajal Tayi veepinnast veel näha.
Uurimiskohtu aruanne
Põhjused
Uurimise käigus leiti, et silla kukkumise põhjuseks oli see, et ristipeenrad ja kinnitused ei suutnud 28. detsembri 1879. aasta öösel valitsenud tormi jõudu taluda, ning et silda olid varem juba teised tormid pingestanud.
See ei tähenda siiski, et sild oleks projekteeritud kujul ebaõnnestunud. Üksikasjalike uuringute läbiviimiseks määratud insener andis tunnistusi:
"Ainuüksi tuulerõhk (eeldades, et konstruktsioon on täiuslikult valmistatud ja projekteeritud), mille suurus oleks olnud 37 naela ruutjalga kohta, oleks selle ümber lükanud, kuid et see kukkus, kuna see oli täiuslik, ülemäärase tuulerõhu tõttu, ei ole ilmselgelt tõsi, [sest] see ei kukkunud nendele punktidele, mis oleksid olnud vähimad vastupanujoonteks, kui konstruktsioon oleks olnud täiuslik. See, kuidas ta kukkus, näitab, et konstruktsioonis pidi olema nõrku kohti, ja see, arvestades minu teadmistega [osadest, mida tuli juba parandada], ... näitab mulle, et konstruktsioon ei olnud sellises täiuslikus seisukorras.".
Silla keskel asuv lõik, kus rööbas kulges kõrgete talade sees, oli potentsiaalselt ülevalt raskesti ja väga haavatav tugeva tuulega. Ei Bouch ega töövõtja näis olevat regulaarselt külastanud kohapealset valukoda, kus eelmise pooleldi ehitatud silla rauda taaskasutati. Silla 13 pikimat tugiposti, millest igaüks oli 75 meetri pikkune, kandvad silindrilised malmpostid olid halva kvaliteediga. Paljud neist olid valatud horisontaalselt, mistõttu seinad ei olnud ühtlase paksusega, ning oli tõendeid, et puudulikud valandid olid varjatud (väga ebapiisava) kvaliteedikontrolli käigus.
Eelkõige olid mõned sepistatud rauast tugevdusraudade kinnituskohtadena kasutatud kinnituskohad pigem "sisse põletatud" kui koos sammastega valatud. Isegi tavalised tugipostid olid väga nõrgad. Neid katsetati uuringu jaoks ja need purunesid vaid umbes 20 tonni (20 t), mitte aga 60 tonni (61 t) oodatud koormuse juures. Need tugipostid purunesid ja destabiliseerisid tormi ajal kogu silla keskosa.
Lihtsamalt öeldes kukkus sild läbi, sest selle valmistamisel esines puudusi. See tähendas, et see ei vastanud projekteerija kavandatud tuulekindluse standarditele.
- Uurimiskohtu aruanne ja härra Rothery aruanne. Stationery Office, London 1880. [1]
- Tayi silla katastroof: Lisa uurimiskohtu aruandele. [2]
