Firth-of-Tay-Brücke

Die Firth-of-Tay-Brücke ist eine über dreitausend Meter lange Eisenbahnbrücke in Schottland über den Firth of Tay zwischen den Bahnhöfen Wormit und Dundee. Die darüber führende zweigleisige Eisenbahnstrecke Edinburgh–Dundee verbindet Edinburgh mit Dundee. Die Brücke wird Tay Rail Bridge genannt, im Gegensatz zur Straßenbrücke, der Tay Road Bridge, die etwa zwei Kilometer östlich liegt. Die erste Brücke wurde zwischen 1871 und 1878 errichtet. Am 28. Dezember 1879 kam es zu einem Eisenbahnunfall mit einem Teil-Einsturz der Brücke.

Von 1883 bis 1887 wurde 18 Meter flussaufwärts, direkt neben den Resten der alten Brücke, eine neue gebaut, die noch heute in Betrieb ist.

Erste Brücke

Planungen

Bauherrin war die North British Railway. Nach Vorplanungen stimmte sie im November 1869 zu, einen Entwurf des Ingenieurs Thomas Bouch zu errichten. Die Brücke musste eine Höhe von 26,8 m über dem höchsten Gezeitenwasserstand erhalten, um den damals größten Segelschiffen mit ihren Masten die Durchfahrt zu ermöglichen. Die Brücke wurde in Fachwerkbauweise aus gusseisernen Pfeilern und einer schmiedeeisernen Fahrbahn errichtet. Erfahrung mit dem Material bestanden, etwa durch den Bau des Crystal Palace, London, doch mit den Dimensionen dieser Brücke wurde technisches Neuland betreten. Der Einsturz der Dee-Brücke 1847 hätte als Warnung dienen können; dennoch wurde die Firth-of-Tay-Brücke in ähnlicher Technik gebaut.

Erste Fehler wurden schon bei der statischen Berechnung begangen. Zum einen wurden Annahmen zugrunde gelegt, die nicht zutrafen. Thomas Bouch legte als Windlast bei einem Orkan 10 Pfund pro Quadratfuß (knapp 50 kg pro Quadratmeter) zugrunde. In Frankreich und Amerika wurde zu dieser Zeit schon mit 270 kg pro Quadratmeter gerechnet. Er ging weiter von einer maximalen Zuggeschwindigkeit von 60 km/h aus, was dem Eisenbahnbetrieb zum Zeitpunkt der Planung entsprach. Als die Brücke fast ein Jahrzehnt später fertiggestellt war, fuhren Züge aber schon mit Geschwindigkeiten bis zu 110 km/h. Bei solchen Geschwindigkeiten wirken wesentlich höhere Lasten auf eine Brücke. Die Höchstgeschwindigkeit auf der Brücke war zwar begrenzt, doch wurde diese Begrenzung nicht immer eingehalten. Zum anderen verwendete Thomas Bouch für seine Berechnungen Tabellen des Observatoriums von Greenwich, die über 100 Jahre alt waren. Diese Tabellen trugen der Lage der Brücke an einer stürmischen Nordseebucht in Verbindung mit den Erfordernissen der Belastung durch darüberfahrende Züge nicht Rechnung. Weiter berücksichtigte er nur die Windangriffsfläche der Brücke, nicht aber die zusätzliche eines Zuges auf der Überfahrt.

Ausführung

Nach der Grundsteinlegung am 25. Juli 1871 wurde mit dem Bau der Brücke begonnen. Etwa sechshundert Arbeiter waren an der Baustelle beschäftigt. Zwanzig von ihnen verloren bei den Bauarbeiten ihr Leben. Für die Brücke wurden zehn Millionen Ziegelsteine, zwei Millionen Niete, 87.000 ft³ (≈ 2.500 m³) Bauholz und 15.000 Fass (≈ 2,5 Mio. Liter) Zement verbaut.

Die Eisenkonstruktion wurde überwiegend in einer eigens dafür errichteten Behelfsgießerei am Ufer des Tay, die nicht immer beste Qualität lieferte, hergestellt. Viele der hier hergestellten Teile wiesen Lunker auf. Dies war damals bei der Herstellung von Gusseisen nicht ungewöhnlich. Anstatt diese fehlerhaften Teile aber wieder einzuschmelzen, wurden Fehlstellen mit einem Gemisch aus Harz und Metallstaub verspachtelt und überstrichen. Größere Fehlstellen wurden nachträglich ausgegossen. Beides minderte die Tragfähigkeit der Elemente. Nachträgliche Versuche zeigten, dass die meisten Bauteile nur etwa 1/3 der geforderten Belastbarkeit aufwiesen. Zudem missachtete man konstruktive Grundregeln, deren Einhaltung einen geringsten Aufwand bedeutet hätte: Vorgesehene Unterlegscheiben fehlten, Muttern waren schlaff angezogen, gelockerte Schrauben wurden bei der Wartung nicht nachgezogen.

Während des Baus der Brücke trat zudem eine Reihe technischer und finanzieller Probleme auf, deren Lösung die Konstruktion der Brücke in verschiedenen Punkten entscheidend veränderte. Zum einen konnten die Pfeiler wegen des problematischen Untergrundes nicht so errichtet werden, wie der ursprüngliche Entwurf es forderte: Die Pfeiler des Mittelbereichs der Brücke waren jeweils auf einem Caisson errichtet. Geplant war, sie auf gesamter Höhe in massivem Mauerwerk auszuführen. Bei der Bauausführung stellte Bouch jedoch fest, dass die Tragfähigkeit des Baugrundes dafür nicht ausreichte. Um Gewicht und Baukosten zu sparen, wurden die Pfeiler nur bis 5 m über dem Hochwasserstand massiv gemauert und im oberen Teil als filigrane Eisenkonstruktion ausgeführt. Eine ähnliche Bauweise hatte Bouch bei einer Brücke im Binnenland schon angewandt. Dort wurden allerdings nicht die Windstärken wie an der Nordseeküste erreicht. Ursprünglich sollte auch jeder Pfeiler im Mittelteil aus acht durchgehenden, vertikalen Hauptstützen bestehen. Gebaut wurden sie dann nur mit jeweils sechs. Diese Änderungen der Konstruktion stellten sich als der Hauptfehler Bouchs heraus. Bei dem späteren Unfall 1879 brachen alle 12 Pfeiler des mittleren Brückenteils oberhalb der gemauerten Sockel ab, während die ins Wasser gefallenen Brückenträger relativ wenig beschädigt wurden.

Der Inhaber der ausführenden Baufirma erkrankte während der Arbeiten schwer und konnte den Auftrag nicht weiter ausführen. Es verging einige Zeit, bis mit der Firma Hopkins, Gilkes & Co aus Middlesbrough ein neuer Auftragnehmer gefunden werden konnte. Dies erhöhte den Druck, im Zeitplan zu bleiben.

Im Februar 1877 waren bei einem schweren Sturm zwei 200 Tonnen schwere Träger von der Brücke in den Firth of Tay gefallen. Da der Zeitplan unbedingt eingehalten werden sollte, wurde nur ein Träger neu angefertigt, der andere beschädigt aus dem Wasser geborgen, repariert und mit vermutlich verringerter Belastbarkeit wieder eingebaut.

Die Brücke bestand letztendlich bei einer Länge von 3264 m aus 85 Feldern in Fachwerkbauweise. Der Bau der Brücke kostete rund 300.000 GBP. Thomas Bouch hatte sowohl die veranschlagten Baukosten als auch die kalkulierte Bauzeit eingehalten. Die Brücke war bei ihrer Eröffnung die längste der Welt.

Betrieb

Der Eröffnungszug befuhr die Brücke am 26. September 1877, im Frühjahr 1878 waren die Bauarbeiten abgeschlossen. Der fahrplanmäßige Betrieb wurde am 1. Juni 1878 aufgenommen. Thomas Bouch wurde für seine Leistung von Königin Victoria zum Ritter geschlagen und trug fortan den Titel „Sir“. Auch der Zug der Königin befuhr einige Monate nach der Eröffnung die Brücke.

Die spätere Vernehmung von Zeugen, die mit der Wartung der Brücke betraut waren, erbrachte, dass sich schon in den ersten Wochen des Betriebes Eisenteile von der Brücke gelöst hatten und, wenn ein Zug die Brücke befuhr, ins Wasser stürzten. Allerdings wurden daraus keine Konsequenzen gezogen.

Der Unfall

Am Abend des 28. Dezember 1879 überquerte ab 19:14 Uhr der Schnellzug („Mail“) von Edinburgh nach Dundee während eines Orkans mit einer Sturmstärke von 10 bis 11 auf der Beaufortskala die Brücke, deren Mittelteil gegen 19:17 Uhr einstürzte, als der Zug ihn befuhr. Vermutlich 72 Passagiere und 3 Bahnbedienstete starben. Es gab keine Überlebenden.

Ursachen

Henry C. Rothery (Beauftragter für Unglücksfälle zur See), Oberst William Yolland (Chefinspektor der britischen Eisenbahnen) und der Ingenieur William Henry Barlow (Vorsitzender der britischen Ingenieurvereinigung und Fachmann für Brückenbau) bildeten die offizielle Untersuchungskommission, die das Britische Parlament einsetzte. Sie schlossen ihre Untersuchung im Juni 1880 allerdings mit zwei unterschiedlichen Berichten ab. Der von Yolland und Barlow unterzeichnete sprach sich gegen eine persönliche Schuld von Thomas Bouch aus. Rothery war dagegen der Ansicht, dass Thomas Bouch gerichtlich zur Verantwortung zu ziehen sei. Beide Berichte kamen aber übereinstimmend zu dem Ergebnis, dass eine ganze Reihe von Konstruktionsfehlern, Ignoranz und Schlamperei während der Bauausführung und eine mangelhafte Wartung zum Einsturz der Brücke geführt hatten. Hinzu kamen Managementfehler der North British Railway, die keine Konsequenzen daraus gezogen hatte, dass sich Teile von der Brücke gelöst hatten.

Die Ursachen des spektakulären Großunfalls waren in der Folgezeit immer wieder einmal Gegenstand der Diskussion und erneuter Untersuchung. Hauptursache aber waren die Konstruktionsmängel der Brücke und der Einbau fehlerhafter Teile.

Sir Thomas Bouch erkrankte in der Folge der Ereignisse und starb am 30. Oktober 1880, nur 10 Monate nach dem Unfall. Den bereits eingeleiteten Zivilprozess gegen ihn erlebte er nicht mehr.

Auswirkungen

Als direkte Folge des Unfalles wurde der Bau der Firth-of-Forth-Brücke, die ebenfalls von Sir Thomas Bouch geplant worden war, gestoppt. Diese Brücke wurde später deutlich stärker dimensioniert gebaut und ist heute ein Wahrzeichen Schottlands.

Bau der zweiten Brücke

Mit dem Bau der neuen zweigleisigen Brücke wurde am 6. Juli 1883 begonnen. 1887 wurde sie fertiggestellt; die Eröffnung fand am 13. Juli 1887 statt. Die neue Brücke wurde 18 m flussaufwärts direkt neben den Pfeiler- und Fundamentresten der alten Brücke gebaut, so dass die Fundamente der alten Brückenpfeiler zum Teil als Wellenbrecher für die neuen Stützpfeiler dienen. Die Spannweiten der neuen Brücke entsprechen im geraden Teil denen der eingestürzten, so dass die Pfeiler der neuen und der ehemaligen Brücke immer je ein in einer Fluchtlinie stehendes Paar bilden. Noch heute kann man bei Niedrigwasser die Fundamente der alten Brücke sehen, auf denen teilweise noch die Stummel der abgebrochenen Metallpfeiler stehen. Der Entwurf der neuen Brücke stammte von Henry Barlow; Sir William Arrol & Company übernahm die Bauausführung. Für die neue Brücke wurde eine Stahlkonstruktion gewählt. Im Jahre 2003 wurde die Brücke für etwa 21 Millionen Pfund saniert. Hierbei wurden etwa 1000 Tonnen Vogelkot von der Brücke entfernt und in Säcken verpackt. Hunderttausende Niete der Brücke wurden erneuert. Auf der neuen Brücke hat es keinen weiteren Unfall gegeben.

Für die zweite Brücke wurden 25.000 Tonnen Stahl und Eisen, 70.000 Tonnen Beton, 10 Millionen Ziegelsteine mit einem Gewicht von 37.500 Tonnen und 3 Millionen Niete verbaut.
14 Männer verloren bei den Bauarbeiten ihr Leben, die meisten von ihnen ertranken.

Die Brücke wurde 1989 in die schottischen Denkmallisten in der höchsten Kategorie A aufgenommen.

Text übernommen vom Wikipedia-Artikel "Firth-of-Tay-Brücke" und überarbeitet am 4. April 2022 unter der Lizenz CC-BY-SA 4.0 International.