title: Verslagen en mededeelingen der Koninklijke Akademie van Wetenschappen.
creator: Koninklijke Akademie van Wetenschappen (Netherlands) | Koninklijke Akademie van Wetenschappen (Netherlands). Afdeeling Natuurkunde
text: Zoowel voor als na dit tijdstip gebruikte die directie al hären invloed om de uitvoering te zien tot stand körnen, daar haar belang hiermede regtstreeks was Verbünden. Door den bouw der beide bruggen toch zou de afstand tussclien Dundee en Londen 12 niijlen (ruim 19 K. M.) korter wor- den dan längs de North- Western en Caledonian spoorwegen, doch ook door den bouw der Taybrug alleen verkreeg de North-British belangrijke voordeelen, niet slechts omdat zy daardoor bevrijd werd van de kosten van het veer en van den toi. bedingende ongeveer L. S. 13000, die jaarlijks voor het verkeer tusschen Broughty-Pier en Dundee, aan de Ca- ledonian-spoorwegmaatschappy moest betaald worden, maar ( 48 ) ook omdat het vervoer van steenkolen uit Fife naar Dundee zeer zou toenemen, lietgeen mede voor deze stad, als fabriek- en handelstad, van overwegend belang was, daar, voor dat de brug tot stand kwam, vele schepen de haven zonder la- dinff moesten vertaten en te Newcastle steenkolen gingen in- nemen, terwijl het vervoer der tot eigen gebruik benoodigde steenkolen en verdere goederen längs de North-Britisk, over de rivier naar Tayport en verder längs den Caledonian naar Dundee, door het herhaalde overladen, zeer kostbaar en bij stormweder onzeker was. Bij het verkrijgen der concessie werd het kapitaal voor de uitvoering van de brug vastgesteld op L. S. 350000, verdeeld in 14000 aandeelen, elk van L. S. 25, van welk kapitaal de North-British, na voltooijing der brug, S1/^ procent waar- borgde. Later werd nog eene leening gesloten van L. S. 116000, zoodat het gelieele kapitaal bedragen heeft L. S. 466000 of ongeveer 51/2 millioen gülden. Behalve de brug bestond het werk nog uit een spoorwegtak, aanvangende aan het Station Leuchars van de hoofdlijn van den North-British spoorweg en dit Station verbindende met het zuidelijk uiteinde van de brug, en uit een lijntje met tunnel aan de noordzijde, ter verbinding met Dundee en de havens dier stad *). Aan de zuidzijde van de rivier is de oever rotsachtig en hoog, zoodat de spoorstaven daar 70 voet (21.3 M.) boven hoogwater liggen, waardoor, daar de bezwaren van het be- stuur voor de scheepvaart op de Tay tegen de hoogteligging der brug, door eene jaarlijksche uitkeering van L. S. 600, zoozeer waren verminderd, dat goedgevonden werd . dat de vrije ruimte boven den vaarweg tot 80 voet (24.4 M.) werd verminderd, eene flaauwe helling van het landhoofd bij Wor- mit tot de groote openingen kon aangenomen worden. Aan de noordzijde, waar het terrein laag is en de lijn met het beneden dit terrein gelegen Station moest verbonden worden, werd die helling tamelijk steil, namelijk 1 : 74. *) Volgens von aveber liebben de kosten der eigcnlijkc brug L. S. 500000 die vau bet gelieele werk 3: L. S. 1000000 bedragen. ( 49 ) Na het verklagen der Parlementsacte, waarbij de concessie verleend werd, rnoest een geschikte aannemer voor den bouw der brug gevonden worden. Het is zeer goed te begrijpen dat bet aantal aannemers, «.an wie men de nitvoering van een zoo rensachtig werk kon opdragen en die niet terugdeinsden voor de groote moei- jelijkheden en de kansen voor onheilen, die er aan verbon- den waren, gering was. Na eenio-e onderbandelingen werd echter den achtsten Mei 1871, tusschen de Nortli-British-spoorwegmaatschappij en de firma Charles de bergue & C°. van Londen, Cardiff en Man- chester overeengekomen, welke firma aannam de brug voor L. S. 217000 in drie jaren te maken. Het werk kostte echter ongeveer L. S. 500000 en de uitvoering duurde zes jaren. Voor een deel is dit verschil zekerlijk toe te schrijven aan de omstandigheid, dat de Heer Charles de bergue, kort na het aangaan der overeenkomst, ziek werd en in 1873 over- leed en aan de verwikkelingen, die hierdoor ontstonden en eindimlen in de overdragt van de overeenkomst aan de firma hopkins, gilkes & C°. te Middlesborough, doch voor een grooter deel misschien aan de onvoorziene moeijelijkheden, die men bij de uitvoering ondervond. Gedurende het onderzoek naar de uitvoerbaarheid van het werk waren opnemingen en boringen gedaan, waaruit.was ge- bleken, dat de oevers uit bazaltrotsen bestaan, die zieh aan de zuidzijde tot 50 voet, steil boven hoogwater verließen, en aan de noordzijde eene flaauwe glooijing hebben, doch onder water, van beide zijden, snel naar het midden der ri- vier afdalen en, zooals later bleek, daar eerst aangetroffen worden op diepten, die men niet hopen kon door eene be- kende funderingswijze te zullen bereiken. In het bed der rivier waren de rotsen gedeeltelijk bedekt met klei en rol- steenen, gedeeltelijk met zand, onder welk laatste, ter diepte van ongeveer 18 voet (5.50 M.) eene laag grind gevonden werd. Bij het maken van het ontwerp had men zieh gevleid de rots overal te kunnen bereiken of althans, waar die te diep wegzonk, eene laag klei of grind te zullen a intreffen van voldoende vastheid om er gemetselde pijlers op te funderen ; VEBSL. EN MEDED, AFD. NATUUSK. 2de BEEKS. DEEL XVI. * ( 50 ) maar nadat de veertienue pijler gefundeerd was, bleek de rots zoö diep beneden water te liggen, dat de wijze van zamen- stelling gelieel moest gewijzigd worden en men besloot het gemetselde boveneinde der pijlers, ter vermindering van de drukking op den bodem, door gegoten ijzeren kolommen te vergangen. De 18 voet dikke grindlaag, die over het algemeen werd aangetrotfen, scheen vast genoeg om de aldus gevonnde pij- lers te dragen, doch op vijf plaatsen was de bodem zoo week, dat men 40 voet (12 M.) lange palen in den grond moest drijven, voor welk werk men geoefende lieijers uit Holland liet overkomen. De pijlers en de bovenbouw werden op den oever gemaakt. Hiertoe werd een deel van den zuidelijken oever gevlakt, waterpas gemaakt, en met eene betonlaag gedekt. Op dezen betonvloer werden de pijlers opgetrokken tot zoodanige hoogte, dat zij, op hunne definitieve plaats gebragt, met den top boven laagwater zouden reiken. De drie eerste pijlers staan op den oever ; de zes volgende bestaan elk onder water uit twee kolommen, die ieder af- zonderlijk tot de bovenvermelde hoogte op den oever wer- den zamengesteld. Elke kolom, bestaande uit eene plaat- ijzeren omkleeding met ringvormige bemetseling in baksteen, werd afzonderlijk naar de plaats van opstelling gevlot en had een gewigt van ± 40 ton. In het midden der kolom bleef eene opening, waardoor de arheiders en de houwstoffen op en neder bewogen. Wanneer eene kolom ter bestemde plaats aangevoerd en op den bodem der rivier gezonken was, werd het water door zaamgeperste lucht daaruit gedreven, en werd de grond bin- nen de kolom tot op de rots, die men op diepten van 8 tot 15 voet aantrof, uitgegraven, waardoor de schacht naar be- neden zonk en vervolgens tot laagwater met beton werd ge- vuld, waarop het metselwerk kon worden opgetrokken. De plaatijzeren omkleeding was, gedurende de uitvoering, tot bo- ven laagwater opgetrokken, doch werd, zoodra de pijler lioog genoeg was, weder tot dat peil verwijderd. Het kleine grondvlak der cylinders, (9]/3 voet == 2.9 M.) ( 51 ) veroorzaakte vele mueijelijkheden bij het zinken. Het ge- beurde niet zelden. dat de eene zijde in loopzand kwam. ter- wijl de andere op een grooten rolsteen stootte: daardoor ireraakt * de buis uit het lood en had men dnemaal het on- heil te betreiben, dat zij. bij sterken stroum en stormachtig weder, omtuimelde. Om aan dit bezwaar het hoofd te bieden besinnt men bij de vnlgende pijlers eene andere wijze van werken te vnlgen en de beide buizen. die een pijler vnrmden. np een gemeen- sehappelijk vnetstuk te plaatsen. Vnnr de nu vnlgende pijlers werd np den betnnvlner. np den never. een gesmeed ijzeren ring in elkander gesteld. hnng 3 vnet (0.91 M.), lang 22 vnet 7 duirn (6.9 M. ). breed 10 vnet 6 duirn (3.2 M.). met de lange zijden vlak en met half eirkelvnrinige einden; hiernp wen! geplaatst een gegnten ijzeren kegelvnrmig stuk. hnng ö vnet (1.5 M.). aan de binnenzijde vnnrzien van een rand. breed 2 vnet 6 duirn (0.76 M.). waarnp het metselwerk. in twee gegnten ijzeren cvlinders van 9 vnet 6 duirn (2.9 M.), werd npgetrnkkeu. Op de 8 vnet hnnge werkkamer en tnt de hnngte van de eerste ijzeren plaat der buizen is een met ijzer bekleede. gemetselde gang gemaakt. dienende um de later te vermelden betnnvulling goed tegen den bnvenkant van de werkkamer I te kunnen aandrijven. Op den uitstekenden rand van de werkkamer werd eene gemetselde bekleediug npgetrnkkeu. reikende. als de pijler ter bestemde plaats was gebragt, tnt bnven laag water. Tussehen dit metselwerk en de eylinder- platen werd eene tussehenruimte gehnuden van 2 duirn (5 c.M.) die later met betunmnrtel werd gevuld. Om den pijler naar zijne bestemmingsplaats te kunnen vervneren en daar te kunnen nederlaten. werden aan den plaatijzeren nnderrand, aan elke lange zijde. twee ijzeren platen. breed 9. dik 1 dünn (229 bij 25 m.M.) geklonken, Iwaaraan, dnnr middel van een 21 4 duirn (57 m.M.) dikke bnut. een dwarsstuk draaibaar was verbunden, aan elk einde waarvan. weder um een bnut draaibaar. een npgaande stang bevestigl was. tussehen welke stangen. aan het bnveneinde. een snortgelijk dwarsstuk aangebragt was. De npgaande 4* ( 52 ) Stangen, die 6 duim (0.15 M.) breed en om den anderen 1 en 1/2 duim (254 en 127 m.M.) dik waren en uit stukken, lang 4 voet (1.22 M) bestonden, waren op afstanden van 1 voet (0.3 M.) onderling, doorboord met gaten van l3 4. duim (44 m.M.). Bij het vlotten naar de plaats van opstelling hing de geheele pijler, ter diepte van 8 voet (2.4 M.) in het water, aan acht stalen pennen, dik l3/4 duim, die door de gaten van genoemde stangen gestoken waren en in groeven rustten, Ö Ö o o 7 die in de voetstulcken van vier hydraulische persen gemaakt waren. De persen waren geplaatst op een zamenstel van ijzeren balken, gedragen door twee pontons, waarop het ge- heele gewigt van den pijler, bedragende ongeveer 145 ton, droeg. De hydraulische pompen hadden eene slaglengte van een voet en het tweede dwarsstuk werd met stalen pennen aan de opgaande stangen, een voet boven den zuigerstang, vastgemaakt, waarna de perszuigers werden geligt, tot de stangen met dit stuk in aanraking kwamen en het zööver opgetild hadden, dat de pennen uit de liangstangen konden weggenomen worden, waarna, door wegvloeijing van het water uit de persen, de pijler 1 voet kon dalen en dan op nieuw op de, 1 voet hooger geplaatste pennen kon opge- vangen worden. Dit spei werd herhaald tot de pijler op den vasten bodem was nedergelaten, waartoe, daar voor de nederdaling van 1 voet ongeveer 5 minuten vereischt werden, een getijde voldoende was. Wanneer de pijler 4 voet gedaald was, werden de hang- stangen, door aanbrenging van verlengstukken van 4 voet lengte, die met bouten aan de reeds voorlianden stangen bevestigd werden, verlengd. Het zinken gescliiedde bij eb. Gedurende het laatste half uur van de eb, wanneer de pijler op den bodem rustte, weid hij zorgvuldig waterpas gesteh! en wanneer de eene zijde meer inzonk dan de andere, werd hij door oppomping der persen aan de läge zijde tot den waterpassen stand terug- gebragt, tot hij eindelijk behoorlijk horizontaal op den bodem rustte, dan werden de liangstangen boven water losgemaakt en konden de pontons zieh verwijderen. Later werden de ( 53 ) stangen door een dniker, onder water van de ijzeren platen aan den onderrand vrij gemaakt, om weder bij de plaatsing van een volgenden pijler dienst te doen. Zoodra de pijler op zijne plaats stond werd de mantel, met gegoten en getrokken ijzeren platen, tijdelijk verhoogd tot G voet (1.8 M.) boven hoog water en werd de gemet- selde ring opgetrokken tot zoodanige hoogte, dat er geen gevaar was dat de pijler, door den later ontstaanden lucht- druk, zou opdrijven. Boven op elke buis werd dan eene lucbtkamer met luchtsluis geplaatst en in de bnizen en de werkkamer werd lucht geperst tot de bodem van de kamer droog lag en arbeiders zieh door de opening, die in het hart van elke kolom gespaard was, naar beneden konden begeven om den grond te ontgraven, die door de opening in de buis naar boven werd gehaald en door een, aan weer- zijde met luclitdigte sluiting voorziene hellende buis, — waarvan tot vulling of ontlediging beurtelings de binnenste of de buitenste sluiting geopend werd, — naar buiten kon gebragt worden. Zoodra de pijler de vereischte diepte bereikt had, werd de geheele werkkamer en de opening in de buizen, met beton gevuld, de luchtkamers en de luchtsluizen ver- wijderd en, nadat het metselwerk tot eene voldoende hoogte opgetrokken was, ook de tijdelijke verhooging van den mantel weggenomen. Hierop werd eindelijk het gemetselde boven- gedeelte der pijlers opgetrokken. ledere pijler werd bij het zinken aan de zuidzijde gesteund door twee, als een verre- kijker in elkander schuifbare, door waterdruk uit elkander geschoven beenen en met behulp van zware kettingen aan den voorgaanden pijler opgehangen. Op den betonvloer, op den oever, werden de balken voor den bovenbouw in elkander gezet. Elke bovenbouw werd berekend op een draagvermogen van 1 1/4, ton per voet lengte (4100 K.O. per M.) boven zijn eigen gewigt, met eene maximum-spanning van 4 ton op den Vierkanten duim (6.3 K.O. op den m.M2). De overspanning, die op den oever gereed gemaakt en tijdelijk van een houten vloer op den onderrand voorzien was, werd, zoodra die tot 6 1 /2 voet (1.9 M.) boven hoog water waren opgetrokken, naar de ( 54 ) pijlers gevlot en daar, bij hoog water, opgeplaatst. Aange- zien drie tot vijf spanningen aan elkander gekoppeld waren, moesten die telkens gelijktijdig op de pijlers worden gebragt. Aan de onderranden van de brugbalken werden, rondom elken pijler, liangsteigers voor de metselaars gemaakt, terwijl de tijdelijke honten vloer diende tot opslagplaats voor de benoodigde materialen. Nadat de brugbalken door middel van hydraulische dom- mekrachten twee voet waren geligt, werd het metselwerk daaronder opgetrokken en, zoodra dit verhard was, werden de brugbalken daarop neergelaten en de dommekrachten verwijderd, waarna de geheele pijler, tot den onderkant van de balken, opgemetseld werd. Het metselwerk van baksteen, in gelijke deelen Portlandcement en zand, verkreeg na ver- steening eene zeer groote mate van hardheid. Bij den vijftienden pijler bleek het, dat de rots plotseling in de diepte verdween, zoodat deze pijler, die juist op den kaut van de rots teregt kwain, zöover uit het lood hing, dat men hem later moest doen springen en door een anderen vervangen. Men besloot de tot nu toegepaste funderingswijze op nieuw te vertaten en trachtte een grooter draagvlak bij minder gewigt te verkrijgen. Ook werd van het furnieren door zaamgeperste lucht afgezien. Op den betonvloer, op den oever, werd eene elliptische kuip van plaatijzer gemaakt, lang 23 1 '2, breed lß1^, hoog 20 voet (7.2, 4.1 en 6.1 M.) die längs den binnenwand op eene, door eene zwaren ijzeren plaat gevormde en met beton gevulde driehoekige ruimte, ter dikte van 14 dnim (36 c.M.) bemetseld werd ; boven dit metselwerk werd die kuip nog met eene later te verwijderen ijzeren stuk, eveneens hoog 20 voet (6.1 M.) verhoogd. De geheele aldus gevormde bak, die onder en boven open was en 50 ton woog, werd naar de plaats van opstelling gedreven en daar op den bodem neergelaten, op de boven omschreven wijze. Om de kuip tot op de gevorderde diepte te doen doorzakken, werden op eene daarbij vastgemeerde schuit 4 cylinders geplaatst van 5 voet (1.5 M.) middellijn, van onderen voorzien van ( 55 ) een? naar buiten openslaancle deur, waardoor zij hären in- houd in bagger-aken konden lossen, van boven door middel van pijpen en krauen, verbonden met twee slangen van caout- chouc, die aan haar ondereinde door koperdraad versterkt waren. Terwijl, door dnikers, het ondereinde van de caoutchouc- slang, naar het midden van de kuip werkende, in het zand werd gestoken, werd een der cylinders luchtledig gemaakt en de gemeenschapskraan geopend zijnde, vulde de cylinder zieh met een mengsei van water en zand, dat door opening van de bodemdeur in de aak stortte. Terwijl de eene cy- linder gevuld en ontledigd werd, werd een volgende luchtle- dig gemaakt, zoodat ongeveer 21/2 minuut tot vulling van elken cylinder, met een mengsei bestaande voor een derde gedeelte uit zand, noodig waren. Naarmate de grond door deze zandpomp verwijderd werd, zonk de kuip dieper in en zoodra men de verlangde diepte bereikt had, werd die, tot ongeveer 1 voet boven den bodem der rivier met beton ge- vuld en door eene steenstorting omgeven, waarna de tijde- lijke kuip werd verwijderd. Het onderste gedeelte van den pijler, hoog ongeveer 22 voet (6.7 M.) werd op den oever van baksteen in cement gebouwd ; het had een langwerpig zeslioekigen vorm, lang 20, breed 10 voet (6 bij 3 M.) en was, ter vermindering van het gewigt, inwendig hol. Op den betonvoet neergelaten, reikte die ring met den bovenkant tot laagwater en de bin- nenruimte kon dus met beton worden gevuld, terwijl het metselwerk over eene hoogte van nog 1 4V2 voet (4.4 M.) werd opgetrokken, waardoor de pijler het peil van hoog water bereikte en met eene totaaldikte van 5 voet (1.5 M.) carmyllie-steen werd afgedekt. Hierop werden zes gegoten ijzeren kolommen, die eveneens een verlengden zeshoek vorm- den en waarvan de beide uitersten 15 duim (38 c.M.), de vier binnensten 12 duim (30 c.M.) middellijn hadden en die bestünden uit stukken van 10 voet (3 M.) lengte, door ijzeren Stangen aan elkander gekoppeld, gesteld. Voor de groote openingen waarvan men, vermoedelijk om het aantal pijlers te verminderen, de wijdte belangrijk grooter ( 56 ) wenschte te maken dan volgens het oorspronkelijke ontwerp, werd eene soortgelijke funderingswijze gevolgd. Daar ecliter de brugbalken van deze openingen 190 ton moesten wegen, was het noodig aan het grondvlak meer uitbreiding te geven en kreeg dan ook de cirkelvormige ijzeren kuip en middel- lijn van 31 voet (9.4 M.). Het onderste deel van 20 voet (6.1 M) hoog, dat in het bed der rivier moest dringen, werd weder ter dikte van 14 duim (36 c.M.) bemetseld en het geheel woog ongeveer 200 ton. De op den beton ge- plaatste zeslioekige voet verkreeg eene lengte van 27 voet (8.2 M.) bij eene breedte van 16 voet (4.9 M.), werd op gelijke wijze als de overigen afgedekt en op den deksteen werden weder onderling gekoppelde kolommen gesteld, waarvan aan de beide nitersten eene middellijn van 18 duim (46 c.M.), aan de vier anderen eene middellijn van 15 duim (38 c.M.) gegeven werd. Het opbrengen van den bovenbouw op deze pijlers had volgenderwijze plaats : op iederen pijler werden de onderste pijpstukken der vier binnenste kolommen geplaatst en, nadat deze aan elkander gekoppeld waren, werd hierop, op de zelfde wijze, de tweede rij pijpstukken aangebragt, waai-op een stel sterke dwarsdragers werd verbondeu, die hydraulische persen droegen, door welke de brugbalken langzaam opgeheven en telkens op pennen opgevangen werden, op de zelfde wijze als gevolgd was om de pijlers naar beneden te laten. Wan- neer de kolommen ter geheele hoogte der pijlers gesteld waren, werd nog een tijdelijk stel pijpstukken aangebragt, om de brugbalken tot de hoogte hunner draagvlakken op te ligten en eerst daarna werden de twee buitenste buizen opgerigt en aan de anderen door schoren en dwarskoppe- lingen verbonden. Ten noorden van de groote openingen werden de pijlers in diep water, die op een grindbodem rüsten, weder op een dubbel stel cylinders gefundeerd. De middellijn dier cylinders is 15 voet (4.6 M.) en het bovendeel der pijlers bestaat uit zes gegoten ijzeren, onderling gekoppelde kolommen, van 15 en 12 duim (38 en 30 c.M.) middellijn. Voor eenige der pijlers van de openingen van 20 M., in ( 57 ) den noordelijken boog, waar de rivier eene geringe diepte heeft, werd een geheel ander stelsel gevolgd. Ieder dezer pijlers bestaat uit drie gegoten ijzeren buizen, naarmate van de hoogte afwisselend in uitwendige middellijn van 1 voet 4 duim (41 c.M.) tot 1 voet 8 dünnen (51 c.M.), met een metaaldikte van 1 duim (25 m.M.), onderling door horizon- tale diagonaalstangen gekoppeld. Onder elken brugligger, d. i. met den top midden op midden 9 voet (2.7 M.) uit elkander, staat eene buis ; die aan de binnenzijde van den boog heeft eene helling van 1/8, die aan de buitenzijde staat te lood, doch is gesteund door eene derde buis, die onder eene helling van 1/3 is geplaatst. Het stellen van deze bui- zen had op eene zeer eigenaardige wijze plaats. Tegen den onderrand van het onderste pijpstuk werd eene plaat ge- schroefd, die, evenals die rand 3 voet 10 duim (1.17 M.) middellijn had en voorzien was van 12 opstaande, getande ribben, bij het middelpunt aansluitende aan een pijpje van eenige duimen hoog en naar beneden te niet loopende. Ter- wijl de buis längs ijzeren leidstangen werd rondgedraaid, werd door het pijpje water geperst, dat den grond losmaakte, die door de getande ribben zooveel noodig verwijderd werd. Elke zesde pijler is dubbel. Doch ook deze wijze van uitvoering kon niet tot het einde worden voortgezet, daar men op veenlagen en rolsteenen te- regt kwam. In dezen bodem werden cylinders van 6 voet (1.8 M.) middellijn met de vroeger vermelde zandpomp ge- zonken en daarin werden de, met beton omgeven buizen geplaatst. Beginnende aan den zuidelijken oever bestaan pijler 1 tot 14 uit metselwerk, pijler 15 tot 48 uit metselwerk tot 5 voet (1.52 M.) boven hoogwater en verder uit gegoten ijze- ren buizen, pijler 49 tot 77 uit met beton gevulde ijzeren cylinders, waarin gegoten ijzeren buizen geplaatst zijn, die tot 5 voet (1.52 M.) boven hoogwater met metselwerk zijn omgeven; de pijlers 78 en 79 en 80 tot 84 bestaan geheel uit gegoten ijzeren buizen, waarvan die der beide eerstge- noemde pijlers met beton gevuld zijn. Boven de dertien groote openingen en boven de, met een ( 58 ) bowstringligger overspannen opening van 166 voet, bij den noordelijken oever, is de baan van de brug op den onder- rand der hoofdbalken aangebragt, bij de overigen bevinden zieh de liggers onder de baan. De zamenstelling van den bovenbouw, die mij slechts uit enkele, niet zeer volledige schetsen bekend is, geeft geene aanleiding tot bijzondere vermelding ; slechts verdient het hop- pelen der spanningen in groepen van drie tot vijf opgemerkt, doch mijns inziens niet nagevolgd te worden. Is die kop- peling stevig genoeg om de balken als een geheel te be- schouwen, dan moet de uitzetting en inkrimping boven de smalle pijlers, over eene zoo aanzienlijke lengte en onder een zoo belangrijk gewigt, tot groote zijdelingsche werking op de pijlerkoppen hebben geleid en was die koppeling tot ge- heele overbrenging der krachten ontoereikend, dan liad zij geen nut. Tot den bouw van de brug zijn gebezigd 3520 ton gego- ten ijzer, 6281 ton gesmeed en getrokken ijzer, 2560 M3. hout, 8600 ton cement, 4350000 gebakken steenen, 780 M3. g-ehouwen steen en 271 M3. breuksteen. Behalve het reeds vermelde omstorten van sommige pijlers en enkele ongevallen van minder beteekenis hadden, bij de uitvoering van het werk, twee zeer einstige onheilen plaats; het eerste op 26 Augustus 1873 toen, door het springen der ijzeren omkleeding van een der cylinders van den met lucht- druk gefundeerden pijler N°. 54, deze vol water liep, waarbij zes man, die bezig waren den grond in den pijler te ont- graven, verdronken ; het tweede onheil viel voor in den nacht van 22 Februari 1877. Bij een hevigen storm stortten twee der groote spanningen en een balk van eene aangrenzende spanning, te zamen rneer dan 400 ton wegende, naar bene- den, terwijl de ijzeren opbouw der pijlers, waarop die balken rustten, geheel werd vermeid. Door den hevigen wind was het niet mogelijk geweest de arbeiders, die op de brug wa- ren, te bereiken. Bij het aanbreken van den dag bleek echter dat slechts een hunner vermist was. De ramp, die op Zondag 28 December 1879 plaats greep, waarbij de pijlers onder de 13 groote openingen bezweken ( 59 ) en een passagierstrein in de Tay stortte, met het treurig gevolg, dat alle zicli in den trein bevindende personen het leven verloren, is aan verscliillende oorzaken toegeschreven geworden. Het allereerst werd vermoed, dat de trein door den hevigen wind ontspoord was ; hiervan zon het gevolg geweest zijn, dat hij met een der brugbalken, die in zijdelingsche rigting zeer weinig weerstand kunnen bieden, in aanraking was ge- komen en dit aannemende, ligt het voor de hand te onder- stellen, dat de wand zieh begaf en de trein daardoor heen naär beneden stortte, terwijl de schok de verdere vernieling zon veroorzaakt hebben. Eene andere onderstelling is, dat de hevige wind, aan de uitwerking waarvan de brug, met den trein belast, eene grootere oppervlakte aanbood, dan in onbelasten toestand, de pijlers zon liebben doen omstorten. Men heeft bet onbeil ook toegeschreven aan ongenoeg- zaamheid der dwarsverbindingen van de buizen ; aan onvol- doende afmetingen van den pijlervoet en eindelijk aan bet gebruikmaken van siecht materiaal voor de gegoten ijzeren buizen van de pijlers. Ik meen de eerste en de laatste der bovengenoemde onder- stellingen buiten beschouwing te mögen laten. Het is wel mogelijk dat de trein op de brug derailleerde en zoo dit heeft plaats gehad en hij met eenige hevigheid tegen den brugbalk aankwam, is het zeer waarschijnlijk dat deze doorbrak ; doch wanneer de brug overigens sterk genoeg was, laat zieh daardoor nog niet verklären waarom twaalf pijlers omstortten. Bovendien zal wel altijd onbewezen blijven, dat dit gebeurde en zou men eerst tot deze hypothese de toevlugt mögen nemen, wanneer door geene andere, meer voor de band lig- gende onderstellingen, rekenschap van het onbeil kan gege- ven worden. Uit de enquete en de overblijfselen van de brug zal kun- nen bewezen worden, of de gebruikte materialen siecht waren, en indien dit het geval was, ligt hierin ongetwijf'eld een der oorzaken van de ramp, doch in de eerste plaats moet die, mijns inziens, gezöcht worden in de constructie van de brug. De hevige storm heeft zonder twijfel tot de vernieling ( 60 ) veel bijgedragen; was echter de zameustelling overigens onbe- rispelijk geweest. dan zou hierdoor alleen de omstorting niet hebben plaats gehad. Bi] den bouw van groote brnggen woi'dt er tocli steeds op gerekend, dat die ook aan stormen moeten knnnen weerstand bieden, en dus moest men daarop bij bet ontwerpen van eene brug over een riviermond, zoo nabij de zee, indachtig zijn. Heeft men bierop bij de brug over de Tay geen acht geslagen, dan heeft men eene fout begaan, maar bovendien laten zieh in de constructie van die brug details aanwijzen, die, zoo zij al niet de verwoesting, na bet zoo kort bestaan van bet gebouw, moesten tengevolge beb- ben, toch ongetwijfeld konden doen voorzien, dat die brug, wanneer de uitvoering niet gelieel zonder gebrekeu was, niet lang dienst zou kunnen doen. Ik zal trachten aan te toonen, dat ofschoon bet niet te bevreemden is, dat de rankheid der pijlers tot het vermoeden lieeft aanleiding gegeven, dat deze door den bevigen storm zou- den zijn omgestort, en boewel moet worden toegegeven, dat in dit opzigt de brug bij andere soortgelijke constructien ten achter staat, tocli de hevigheid van den wind eene onge- kende boogte zou hebben moeten bereiken om, zonder andere bijkomende omstandigheden, een zoo noodlottig ongeval te kunnen teweegbrengen, zelfs al neemt men aan, dat de snel- beid van den luchtstroom, tusseben de booge oevers van den trechtersgewijze vernaauwenden mond van de Tay be- langrijk wordt vermeerderd. De minste breedte heeft de rivier voor Dundee, van waar die zoowel oost- en westwaarts toeneemt, doch bij de plaats waar de brug is gebouwd, haar maximum niet lieeft bereikt. Blijkens mededeelingen van Professor grant, van bet Obser- vatorium te Glasgow, was de snelheid van den luchtstroom, bij den storm van 28 December, ’s avonds 7 nur 10 rühm- ten, 72 mijlen in bet uur, met windstooten van 00 mijlen in het uur, overeenkomende met eene drukking van 40 ffi op den Vierkanten voet, of 185 K.G. per M3. Om duidelijk te doen blijken, dat de storm alleen de ver- nieling niet heeft teweeg gebragt, maak ik, ter berekening van de stabiliteit van den pijler, de gewaagde en mijus ( 61 ) inziens overdreven onderstelling, dat die drukking, tusschen de oevers van de rivier, versterkt werd tot 250 K.G. per M2. Yoor eene naauwkeurige berekening ontbreken de gege- vens : voor eene benadering zijn de cijfers, in de voorgaande beschrijving medegedeeld, voldoende. By bet volgende onderzoek wordt aangenomen, dat de zes bnizen van iederen pi) ler onderling en met bet metsel- werk onwrikbaar waren verbonden en met de brugbalken een gelieel vormden. Door de kracht van den wind, waar- van de rigting ongeveer evenwijdig aan de as der pijlers wordt ondersteld, wordt d'an een buigingsmoment opgewekt, dat in den uitersten vezel van de naar den wind gekeerde buis, nabij haar bevestigingspnnt, de grootste trekspanning doet ontstaan. In eene mededeeling van den Heer giekes, een der aan- nemers, in de Transactions van bet Instituut van Ingenieurs in Cleveland, van November 1876, worden de oppervlakten, die de pijler en de bovenbouw van elke groote opening aan den wind aanbieden, geschat op 800 vierkante voet of 74 M2. Voor den pijler is dit misschien ruim gerekend, voor den bovenbouw is daarentegen de opgegevene oppervlakte veel te klein. Uit eene schetsteekening van den bovenbouw, zooals die ontworpen was toen de grootste overspanningen nog ^ange- nomen waren op 200 voet lengte, is af te leiden : Voor de hoogte van den boven- en onderrand van den brugbalk 1 voet ; voor die van den langsbalk, waarop de spoorstaaf rust, 14 duim: voor de gemiddelde breedte der diagonalen 10 duim, en stelt men voor den hellingshoek der diagonalen met den brugrand 45° en voor de hoogte van de spoorstaaf 5 duim, dan is, met verwaarloozing van de eind- stijlen en van de koppen der dwarsdragers, de oppervlakte door een brugbalk aan de uitwerking van den wind aangeboden : 245 j 1 + 1 f lx/6 -f^ + 2X5/6l/2] = 1455 vierk. voet = 135 M2. Hoewel de binnenligger, voor een groot deel door den ( 62 ) buitenligger en den trein voor den wind gedekt is, blijft een gedeelte daarvan en zelfs van het dek, tenzij de rigting van den wind volkomen horizontaal en loodregt op de brug mögt ondersteld worden, aan de uitwerking daarvan blootge- steld en het is zeker geene overdreven ongunstige aanname, wanneer voor het drukkingsvlak van den wind wordt ge- steh! 160 M2. Voor de oppervlakte van den trein, bestaande uit zeven wagens met locomotief en tender, wordt gesteh! 180 M2. De drukking op de deelen der constructie en op den trein wordt dus, met de bovenvermelde aanname voor : den pijler ... 74 X 250 = 18500 K.G. » brugbalk . 160 X 250 = 40000 » » trein ... 180 X 250 = 45000 » Het aangrijpingspunt der krachten kan gerekend worden te liggen boven den gemetselden voet van den pijler voor: den pijler op 11.4 M. » brugbalk op 27. » » trein op 25. » zoodat het omstortingsmoment van den pijler bedraagt: 11.4 <18500 + 27 40000 4- 25x45000 = 2415900 M.K.G. De juiste plaats der ijzeren buizen op hun gemetseld voet- stuk is mij niet bekend, doch van de waarheid kan niet veel worden afgeweken door aan te nemen, dat de vier binnenste buizen met haar middenpunt 1.5 M., de beide buitenste 3.2 M. uit de hartlijn van den pijler verwijderd waren. Zoowel voor de buizen van 18, als voor die van 15 duim middellijn wordt de metaaldikte gesteh! op 1 1 4 duim. Het moment van enertie van het grondvlak ten opzigte van de pijler-as wordt dan bij benadering : 2 (0.0421 X 3.22 -(- 2 x 0.0346 X 1.52} = 1.1736 ( 63 ) en de spanning van een vezel in liet hart van de niterste buis, gereduceerd op den M2. : 3.2 1.1736 X 2.415900— 6587300K.G. of 659 K.G. per c.M3. Deze spannmg moet echter verminderd worden met de, in tegengestelde rigting werkende drukspanning ontstaande uit liet eigengewigt van den pijler en dat van den daarop nis- tenden last. Voor liet eigen gewigt van liet metallieke gedeelte van den pijler kan gesteld worden 40000 K. G. Het gewigt van den bovenbouw eener groote overspanning aannemende op 40 X 74. 52 = 222000 K. G. en dat van den trein, voor zooveel het op den pijler dragen kan op I!9 149 60 X 3000 — 144000 K. G., verkrijgt voor de geheele belasting op den pijlervoet 406000 K. G. en daar de gezamenlijke doorsnede der buizen bedraagt 2226 c.M2., wordt dus de c.M2. gedrukt met ± 180 K. G., zoodat de blijvende trekspanning bedraagt 479 K. G. per c.M2. Zooais ik hierboven opmerkte werd slechts om ' aan te toonen, dat de wind alleen geen oorzaak kan geweest zijn van het omstorten der pijlers, de overdreven onderstelling gemaakt, dat die eene drukking veroorzaakte van 250 K. G. per M2. Was daarvoor aangenomen het cijfer van 185 K. G., dat uit de waarnemingen van Professor grant is afgeleid, dan zou de spanning, door den winddruk opgewekt, slechts heb- ben bedragen 185 250 X 659 = 488 K. G. en dus de blijvende trekspanning 488 — -180 = 308 K. G. per c.M2. Afeescheiden van andere oorzaken heeft dus de wind, hoe- Ö 7 wel hij daartoe veel kan hebben bijgedragen, de omstorting niet veroorzaakt. Ofschoon aanzienlijk genoeg voor zulke hooge buizen, ligt tocli de berekende spanning ver binnen de grens der trekkende krachten, waaronder gegoten ijzer breekt en die men voor goede kwaliteit op 1100 K. G., voor beste kwaliteit op 1500 K. G. per c.M2. stellen kan. ( 64 ) Bij soliede constructies Mijft men met de geoorloofde span- ning ver binnen die grens en neemt daarvoor in den regel niet meer aan dan 1/5 van het brekingsgewigt, hoewel Dr. heinzeuling, bij gebruik van materialen onder, voor het meerendeel constante krachten en onder den gewonen invloed van den dampkring, wanneer geene belangrijke trillingen kunnen ontstaan, eene spanning van 400 K. G. voor geoor- loofd liondt. Ofschoon nu aan deze voorwaarden niet voldaan werd en dus, door den wind, in de constructie hooger spanningen konden ontstaan dan men gewoonlijk toelaat, moest de brug daartegen bestand zijn. Wanneer evenwel de dwarsverbindingen van de pijlers te zwak waren en, zooals maar al te zeer het geval schijnt geweest te zijn, door minder goede uitvoering, de uiterste buis, afgescheiden van de anderen, eene, zij het ook geringe eigen beweging verkrijgen kon, ontstond de mogelijkheid dat in die buis zeer belangrijke trekspanningen werden opgewekt. Een drietal buizen, op het einde van den gemetselden voet geplaatst, vormde het steunpunt van een der balken van den bovenbouw van de brug. Deze drie buizen waren onder- ling bij de horizontale voegen, door dubbele gootijzers, die om de aan de buizen gegoten voren grepen, en in elk vak door plat-ijzeren strooken gekoppeld. Op elk drietal lag een lioog koppelstuk met draagplaat waarop de uitzettings- rollen bewogen. De vier binnenbuizen waren eveneens met goot en platijzer, doch niet met het zware koppelstuk ver- eenigd. De gaten waren ruw en in de voren der buizen gegoten. Ook in de goot en platijzers schijnen die met zeer weinig zorg bewerkt te zijn geweest, zoodat de bouten niet in de gaten pasten, maar eenige speling mogelijk was. De gezamenlijke buizen vormden dus geen onwrikbaar geheel, maar de eene kon zieh ten opzigte van de andere meer of' minder verplaatsen. De beide uiterste buizen waren geplaatst in een vlak, haaks op de as van de brug, doch hadden in dit vlak eene kleine helliug. Evenzoo bevonden zieh de vier binnenste buizen ( 65 ) paarsgewijze, met eene geringe binnenwaartsche helling, in twee vlakken, evenwijdig aan de as van de brug. Yolgens von weber bedroeg liet verscbil in lengte tus- sehen grond- en bovenvlak l1^ voet, zij 46 c.M. Elke zij wand van de brug was met het hart geplaatst midden tusseken den top van de uiterste en de beide daarbij ge- plaatste buizen. De buitenbuis droeg dus 1/4. en elke bin- nenbuis i/8 van bet totaal gewigt van eene brug met de daarop geplaatste belasting en de resultante der drukking werkte ten opzigte van bet hart van de buis in het grondvlak aan een kef boomsarm van 23 c.M., die door ombuiging van den top tengevolge van den wind tot 25 c.M. kon toenemen. Was de dwarsverbinding onwrikbaar geweest, zoodat slechts ieder pijpstuk van 10 voet lengte op zieh zelf kon door- buigen, dan zou uit den bellenden stand van de buis geen gevaar voor den pijler zijn ontstaan, doch de speelruimte be- hoeft slechts zeer gering te zijn geweest om aan de buis over bare gebeele lengte eene doorgaande buiging te laten aannemen, waardoor bij den voet een brekingsmoment kon ontstaan, gelijk aan bet product van bet op de buis drukkende gewigt met den boven berekenden bef boomsarm van 25 c.M. Wanneer de trein zieh boven een pijler bevond, bedroeg 119 bet daarop drukkende gewigt 222000 -f- X 180000 = 366000 K. G. ongeveer, waarvan op iedere uiterste buis 1/4, of ongeveer 91500 K. G. opgenomen werd. Hierdoor kon dus, bij bet bevestigingspunt van de buis, een span- ningsmoment ontstaan van 2100000 K. G. c.M., waaraan door de inwendige spanningen in bet metaal, weerstand moest geboden worden. Het moment van inertie van de buis ten opzigte van eene middellijn, bij een uitwendigen straal r — 23 c.M. en een in- wendigen = 20 c.M. bedraagt — (r4 — r44) = 94123 en dus de spanning in den uitersten vezel herleid op den c.M2: 23 X 2100000 S — 94123 = 511 K.G. YERSL. EN MEDED. AED. NATUURK. 2de Rfi£KS. DEKL XVI. 5 ( 66 ) Ook deze spanning op zieh zelf, ofschoon stellig hooger dan mag worden toegelaten, was geen oorzaak van de breuk. Die buis was evenwel in hare beweging niet vrij, maar werd, afgescheiden van de dwarskoppelingen, door het zware oplegstuk, gesteund tegen de beide binnenbuizen van het drietal, die evenwel weinig tegenstand konden bieden, daar eene eenvoudige berekening toont, dat eene drukking van 100 K. G. aan den top voldoende was om haar 3.5 c.M. te doen doorbuigen. Van meer beteekenis is de koppeling, die door den boven- bouw van de brug zelf werd verkregen en die, wanneer de oplegging onwrikbaar was, de zes buizen aan den top weder tot een geheel verbond. Dit voordeel ging echter verloren wanneer de balk, onder den winddruk, over het van den wind gekeerde steunpunt kon verschuiven en daar de drukking op het draagvlak 183000 K. G. en de afschnivende kracht van den wind op deze hoogte 70000 K. G. bedroegen, konden alleen de bouten de brug op hare plaats houden, en aannemende dat deze onwrikbaar waren, dan konden nog de bovenbouw over zijne opzetrollen en deze over hun draagvlak verschuiven. Men kan dus aannemen, dat de uiterste buis, bij elken windstoot, gedurende een oogenblik bijna elken zijdelingschen steun miste ; al volgt hieruit nu niet, dat de bovenberekende spanning inderdaäd is ontstaan, omdat door het gewigt van de brug, de oplegging en de dwarskoppelingen, eenige, zij het ook een onvoldoende tegenstand werd gehoden, — toch blijkt er uit, naar het mij voorkomt, dat de pijler ver- moedehjk door trekspanningen is bezweken, daar deze, door de golvende beweging, die de buis onder opvolgende wind- stooten moest aannemen, waarschijnlijk plaatselijk nog ver- lioogd werden en het wederstandsvermogen van het ijzer, bij de trillingen door die beweging en door den voortrol- lenden trein teweeggebragt, vermoedelyk verminderden. Wanneer de bovenbouw over de drie van den wind ge- keerde buizen kon heenglijden en de koppeling tusschen de vier binnenbuizen geen weerstand bood, dan ontstond in den untersten vezel van de buitenbuis van het, als een geheel ( 67 ) beschouwd ander drietal, met eene doorbuiffing van 16 c.M. eene spanning van ruim 7000 K. G. per c.M3. Ofschoon nu deze toestanden niet in hun gelieel en niet allen gelijktijdig kunnen zijn voorgekomen, daar de eerste eene onwrikbare verbinding onderstelt, is bet tocb stellig geene gewaagde aanname dat zij, voor zoover mogelyk te zamen, spanningen konden opwekken, die afscbeuring ten gevolge badden. By bet bovenstaande werd bovendien aangenomen, dat bij het opstellen alle assen der opvolgende pijpstukken van eene buis in eene regte lyn gelegen en dat de buizen zuiver cylindriscb en overal gelijk van dikte waren en werd de stof volkomen liomogeen ondersteld. In de praktyk is aan die voorwaarden niet te voldoen en wanneer het juist is wat in de Engineer van 9 January jl. wordt gezegd, dat deran- den afgedraaid, de voegen gevlakt , de gaten geboord en om te gemoet te körnen aan de ongelijkheden in het gegoten ijzer , rin- gen soms tot zes in getal onder de moeren werden geplaatst , dan valt zeker op gelykmatige dikte evenmin als op eene naauwkeurige uitvoering te rekenen. Ofschoon ik meen aangetoond te hebben, dat de topbe- lasting en de wind, by den voet van de hellende buis noodza- lyk trekspanning moest opwekken, die op de sterkte van bet geheel een zeer nadeeligen invloed uitoefende, is het geens- zins mijne bedoeling, by eene goede uitvoering bet gebruik van sehoorbuizen af te keuren ; door aan die buizen, by vol- doende afmetingen en onwrikbare koppeling, eene sterkere belling te geven, zou men de stabiliteit van den pijler ver- groot hebben. Eene andere vraag is bet, of de sclioorbuis tevens beboorde te dienen om den last te dragen ; maar hetzij men haar al of niet tot dit doel wenscbte te bestemmen, moest men haar afmetingen gegeven hebben, voldoende om aan de grootste krachten, die er in konden worden opgewekt, met volkomen zekerheid weerstand te bieden. Hoewel dit uit het bovenstaande wel gebleken is, meen ik er ten slotte nog bepaald op te moeten wijzen, dat mij bij bet voorgaande onderzoek slecbts onvoldoende gegevens aan- gaande de Taybrug ten dienste stonden. Er bestaan, voor B* ( 68 ) zoover mij bekend is, geene beschrijving en teekeningen van liet uitgevoerde werk. Wat men er hier en daar in ver- schillende tijdschriften van vindt, bepaalt zieh slechts tot enkele onderdeelen der brug ; bovendien komen die berigten in de verschillende bronnen niet altijd overeen. Nadat ik het bovenstaande had opgeteekend, nam ik ken- nis van het rapport van den Heer law, aan wien door de Heeren iiothery, barlow en kolonel yolland was opgedra- gen een onderzoek naar de Taybrug in te stellen. Aangezien uit dit onderzoek blijkt, dat eenige der boven- medegedeelde opgaven niet juist zijn en overigens rnyne on- derstellingen daardoor meer waarsckijnlijkheid verkrijgen, meen ik niet beter te kunnen doen dan enkele zinsneden daaruit te vertalen. In eene voorafgaande beschrijving van de brug zegt de Heer law: »Over het nog bestaande zuidelijk gedeelte van de brug »heeft de spoorbaan eene klimming van 1 op 353.68 en die »klimming liep door over de eerste groote opening; over »de tweede bedroeg zij 1 op 490; over de volgende zes »openingen, de hoogste van de brug, was de baan waterpas, »over de daarop volgende opening was eene daling van 1 op 130 »en over de vier volgende van 1 op 73.56, welke daling over » brjna het geheele noordelijke einde van de brug bestond. » Het gevallen deel van de brug bestond uit gesmeed ijzeren » traliebalken hoog 27 voet, met een afstand hart op hart »van 14 voet 10 duim. De bouw en onderrand liadden den »trogvorm, 2 voet wijd en 15 tot 16 duim hoog. De balk »van iedere overspanning was op zieh zelf een gelieel; de » eindvertikalen hebben dezelfde doorsnede als de randen ; » slechts waren zij buitenwaarts 1 8 duim breed ; de diagonalen »die alleen trekkende krachten moesten opnemen, bestünden »uit platte staven, paarsgewijze aan iedere zijde van de ran- gen geplaatst; de gedrukte diagonalen liadden den I vorm »en waren tussclien de opgaande platen vaii de randen ge- » plaatst en met deze eil met de getrokken staven, bij hunne » ontmoeting, Verbünden. ( 69 ) »De bovenranden waren door gesmeed ijzeren dwarsbalken »en diagonalen gekoppeld. De baan werd gedragen door »gesmeed ijzeren viscbbuikvormige dwarsdragers, die 5 voet » 5 duim uit elkander waren geplaatst, op den bovenkant »van den onderrand droegen en daaraan waren geklonken, » om te dienen als stijlen der dwarskoppeling, die door dia- » gonaalstaven voltooid werd. » Te oordeelen naar liet overgeblevene deel van de brug is »de baan met zorg zamengesteld. De spoorstaven liggen op »bonten langsliggers breed 18, lioog 15 duim; de rails zijn »van staal en wegen 75 pond per yard, met contrarails van »gelijk gewigt en materiaal, die met de spoorstaven in de- »zelfde, 3 voet uit elkander geplaatste stoelen rüsten. Om »de spoorwijdte te bebouden zijn, op afstanden van onge- »veer 19 voet, platijzeren koppelstangen aangebragt. »De brug is bevloerd met planken, 4 duim dik, gedekt »met asphalt en met eene weinige duimen dikke grindlaag, »als waarborg tegen brandgevaar. 