Warum die Millennium Bridge London ins Schwingen geriet ...

(28.11.2005) Als im Juni 2000 die ersten Besucher auf die neue Millennium Bridge strömten, die im Herzen Londons die Themse überspannt, wurde die Freude über die elegant geschwungene Struktur der Fußgängerbrücke durch deutlich spürbare seitliche Schwingung getrübt. Die Ursache für die Schwingungen war zunächst unerklärlich und führte zu einer fast zweijährigen Sperrung sowie zu Nachrüstungen- siehe auch Bing-Maps und Google-Maps:

Selbstorganisierte Schwingungen durch synchronisierte Bewegung

Zuletzt hat ein Forscherteam unter Beteiligung des Marburger Physikers Professor Dr. Bruno Eckhardt im britischen Fachjournal Nature (Nature Brief Communications, 3. November 2005, S. 43 f.) im Modell nachgewiesen, dass die Schwingungen durch unwillkürliche Reaktionen jedes einzelnen Fußgängers auf die Bewegungen der Brücke sogar noch verstärkt werden: Sobald die ersten Fußgänger die laterale Schwingung spüren, passen sie, ähnlich wie auf einem Schiff, ihre Schritte der seitlichen Bewegung an. Damit verstärken sie die Schwingung und ziehen weitere Passanten in die synchronisierte Bewegung hinein, so dass die Brücke in selbstorganisierte Schwingungen gerät. In Übereinstimmung mit Untersuchungen an der Brücke selbst zeigten die Simulationen des Wissenschaftlerteams, dem auch Forscher der Cornell University (New York), der britischen University of Cambridge und der University of Maryland angehörten, dass die synchronisierte Bewegung nur ab einer gewissen Anzahl von Fußgängern auftritt und durch stärkere Dämpfung unterdrückt werden kann.

Für die Berechnungen wurden Methoden der mathematischen Biologie, wie sie zur Beschreibung von synchronisierten Oszillationen etwa in Gehirnzellen und Glühwürmchen dienen, mit der Physik der Phasenübergänge kombiniert und so neue Zugänge zur Stabilitätsbetrachtung von Brücken eröffnet.

Im Fall der Millennium Bridge wurden im Nachhinein Stoßdämpfer angebracht, um die Schwingungen zu verhindern. Dank der nun vorliegenden Arbeit sollten Ingenieure dieses Problem, das weltweit bereits bei verschiedenen Brücken aufgetreten ist, schon in der Konstruktionsphase in den Griff bekommen können.