为什么巴尔的摩的弗朗西斯·斯科特·基桥坍塌 - 彭博社
Linda Poon
达利货船在周二撞上了坍塌进入马里兰州巴尔的摩帕塔普斯科河的弗朗西斯·斯科特·基桥后。
摄影师:阿尔·德拉戈/彭博社弗朗西斯·斯科特·基桥跨越巴尔的摩市的帕塔普斯科河,耗时五年多才建成,但仅仅几秒钟的恐怖时间就毁掉了它。周二早上,离开巴尔的摩港口的达利货船撞上了支撑结构1,200英尺长主跨的桥墩;桥面坍塌时,几辆车辆坠入了下面的冰冷河水。一声遇险求救呼叫挽救了生命,但在周二晚上救援工作暂停后,有六名在桥上工作的人失踪并被推定为死亡。这场灾难的规模和桥梁的重要性使这起事故成为数十年来美国最严重的基础设施故障之一,其影响将在未来几年内在巴尔的摩地区和美国经济中产生影响,因为这座桥在很大程度上促进了贸易。随着国家应对这场悲剧的后果,桥墩保护很可能会成为其他美国桥梁的关注焦点。
坍塌后的后果
弗朗西斯·斯科特·基桥于1977年建成,作为巴尔的摩市环绕的一部分,每年承载大约3500万辆车辆。除了作为重要的通勤环节外,这条高速公路还是围绕巴尔的摩港口的复杂交通和物流基础设施网络的一部分,该港口每年处理超过1000万吨的货物。由于桥梁碎片堵塞了通往港口的狭窄航道,船舶交通已被暂停,而车辆交通则被转移到替代路线,包括巴尔的摩港口下面的一对隧道。但是,携带危险品的卡车被禁止使用这些路线,这预计会延误沿着95号州际公路的货运交通。
桥梁设计
以“星条旗之歌”作者命名,他在1812年战争中纪念了附近的巴尔的摩战役,凯桥被列为世界第三长的连续桁架桥,这种设计类型可以将负荷分布到整个结构的长度上;它在1977年耗资1.41亿美元,并且成为 1980年代末进行了价值1400万美元的翻新工程的焦点。“这种设计使我们能够用更少的材料跨越更长的距离,创造出比如果我们有三个完全独立的相邻跨度更有效的结构,”约翰霍普金斯大学专业工程学土木工程项目主席 Rachel Sangree说。“但这意味着,当其中一个桥墩被撞击时,它不仅影响了直接支撑的两个跨度,还导致了第三个跨度的坍塌。” Sangree表示,桥梁上没有已知的重大结构恶化。该桥于2021年5月进行了最后一次检查,并由联邦公路管理局评为“尚可”,这意味着它被认为结构良好,但可能存在一些小问题,如裂缝。她补充说,坍塌“是由于不得不承受其设计不具备的负荷所致。”
达利号撞桥原因
达利号,这艘新加坡籍货船撞击了桥梁,长984英尺,几乎与埃菲尔铁塔一样高,总吨位为95,000吨,根据海事交通数据。切萨皮克湾这一区域的大型船只由海湾领航员引导,这些经验丰富的船长负责安全地操纵货船通过水道。早期关注点集中在事故原因上:几份报告表明,达利号似乎在撞击桥墩之前出现了动力和推进力丧失的情况。
桥墩保护
在最新的桥墩保护法规出台之前,密钥大桥已经建成,这些法规旨在减轻碰撞的影响。例如,被称为海豚的水下混凝土结构可以转移或吸收船只碰撞的能量。该桥的桥墩似乎也缺乏实质性的“防护墩”——更大的防撞结构,具有相同的作用。
BloombergCityLab沙特人缩减了价值1.5万亿美元的沙漠项目“新未来”的雄心纽约市流离失所的乌克兰人在考虑放弃城市回到饱受战乱的家园干旱的厄尔尼诺使雅加达的污染达到4年来最严重的程度纽约市的交通拥堵收费争论威胁到纽约市交通局在债务成本上的进展据新墨西哥理工大学的土木与环境工程教授韦斯利·库克称,几乎所有现代桥梁都采取了一些措施来防止灾难发生。但考虑到船只的大小,无论采取什么措施,物理学可能注定了这座桥的结局。“无论是什么类型的桥梁,当像那样大的物体撞击桥梁时,桥梁的状况如何都无关紧要,它都会倒塌,”库克说道。桁架桥通常是“断裂关键”的,他补充说,“这意味着它们缺乏冗余。因此,即使是被车辆轻微撞击,也有可能导致桥梁倒塌。”
倒塌的视频和图像表明,周三在媒体简报会上,约翰斯·霍普金斯大学的结构工程师本·沙弗表示,桥底部的保护措施“适度”。“船舶的船艏远高于那个保护措施。”他补充说,虽然这可以防止小型渔船直接撞击桥墩,但无法阻止货船的撞击。
船只撞击导致桥梁坍塌的情况很少见,但可能是灾难性的:一份2018年报告指出,从1960年到2015年,全球共发生了35起重大事件,导致342人死亡。最著名的是在1980年,一艘集装箱船在高峰时间撞击了坦帕湾的阳光天桥,造成35人死亡,一段道路被削断。在那场灾难之后,联邦桥梁法规得到了加强,以增加对船只碰撞的保护,包括桥墩加固和为汽车驾驶员设置的警告系统。根据美国海岸警卫队2003年的报告,关键桥被确定为数座易受船只撞击的美国桥梁之一,曾发生过一起事故。
下一步
阳光天桥的灾难也可能预示着关键桥的未来:该桥在1987年重新建造,增加了额外的桥墩保护,并于七年后重新向汽车驾驶员开放,这是在它坍塌后。
Sangree和Cook都提到了2007年8月明尼阿波利斯I-35大桥的坍塌,该桥由于设计缺陷经历了灾难性故障后大约一年后重建。它于2008年9月重新开放,施工耗资2.34亿美元。这还不包括提前完成项目的奖金。“这是一个你要运行的成本与时间分析,”Cook说。“他们额外支付了,他们按照承包商提前完成桥梁的每一天支付费用。”
当凯桥的替代品被设计时,预防未来的破坏很可能是一个重要优先事项。“为一艘直线冲过来的货船建立保护系统在经济上是不可行的,”Schafer说道。但有一些方法可以使桥梁更安全,超越了物理基础设施,比如改进的预测技术和更严格的港口规定:“也许是社会因素和许多我们可能需要做出的海事变革,使整个系统成功运行,这样我们就不会再发生另一次桥梁撞击事件。”