桥梁倒塌的10个原因

经过:Ed Grabianowski

联邦调查局特工调查I-35W大桥在明尼阿波利斯,显然是一个固有的设计弱点造成灾难的崩溃。查看更多桥的图片
斯科特·奥尔森/盖蒂图片社

你可能想不到桥梁你在去上班的路上穿过马路,但让你的通勤变得容易的不仅仅是漂亮的交通结构。桥梁是跨越河流、峡谷或其他道路的公路和铁路运输的重要纽带。当一座桥倒塌或关闭维修时,它会造成巨大的交通如果人们住在岛上,他们就会陷入麻烦或完全被困住。

历史上一些最大规模和最昂贵的工程项目都涉及到桥梁建设。虽然桥梁建造的一般物理学已经建立了数千年,但每一座桥都有必须考虑的复杂因素,如周围地区的地质情况、交通量、天气和建筑材料。有时这些因素会被错误地计算出来,或者发生桥梁设计者意想不到的事情。结果可能是悲惨的。

广告

当我们浏览这10个桥梁垮塌的原因时,请记住,大多数桥梁垮塌是多种因素的结果。例如,一个洪水这种损坏桥墩的情况可能不会导致坍塌——除非是设计缺陷和维护不善。除去其中一个因素,这座桥可能仍然是直立的。另一方面,有时一列火车撞到桥上,桥就倒了。我们将从下一页开始考虑这些可能性。

10:地震

地震造成所有结构的损坏,包括桥梁。大地震会导致几十座建筑物倒塌,但最终还是倒塌了桥梁通常是地震造成严重破坏的最明显迹象。在一片瓦砾和废墟中,电视新闻直升机上看到的受损桥梁的画面格外突出,成为那场灾难的标志性画面。

这种与洛马普列塔地震袭击奥克兰和旧金山的加州沿海城市在1989年10月的大地震的情况下 - 命名为附近的山 - 造成63人死亡,其中大多数发生在两个桥坍塌:一人死亡的旧金山 - 奥克兰海湾大桥的让位一个部分,42人丧生当柏树街高架桥携带880号州际公路的大部分倒塌[来源:美国地质调查局].

广告

幸运的是,地震引发的桥梁垮塌相对少见。此外,建筑商可以在地震易发地区建造桥梁,以抵御地震,或至少将发生地震时的生命损失降到最低。

9:火

火灾不会经常摧毁桥梁,但一旦发生,就会造成很大的破坏。"width=
火灾不会经常摧毁桥梁,但一旦发生,就会造成很大的破坏。
维托·帕米萨诺/盖蒂图片社

可能是最罕见的原因坍塌,但过去也有几座桥被大火烧毁。事实上,当桥是用木头做的时候,这种情况经常发生。火车桥特别容易发生火灾,因为铁轨上的钢轨上的火车钢轮经常会把火花射到桥上。如果非常干燥,或者风煽起了火花,这座桥可能会着火,并完全烧毁[来源:Letchworth].

然而,桥梁火灾并不是很久以前的事。几座现代桥梁也因火灾倒塌或严重受损。其原因通常是一辆载有大量易燃物质(如汽油)的油罐车相撞。撞击引发了爆炸和强烈的火焰,以至于用来建造大桥的钢铁都融化了。最终,软化的钢无法支撑整个结构,桥倒塌了。

广告

这是在2009年到底发生了什么,当上I-75底特律附近的油罐车直接桥下突然爆炸起火。产生的大火彻底摧毁了桥梁和强迫的I-75闭幕。令人惊讶的是,没有人死亡[来源:格思里。

8:火车相撞

这种类型的崩溃是非常罕见的,但在历史上最严重的铁路灾难之一,艾雪德列车出轨事故,造成了火车影响桥梁垮塌。1998年,高速火车在德国旅行遭遇其中一个车轮的机械故障。破碎轮击中一个开关和移动它,投掷后续车到不同的轨道上。以每小时大约124英里(200公里)的移动,在车厢脱轨并撞上那个越过铁轨在这一点上一座公路桥的桥墩。大量的直接冲击所带来的桥梁下上了火车的客车,粉碎他们。其结果是,101人死亡的事故[来源:Oestern].1977年,83人在澳大利亚悉尼附近发生的类似悲剧中丧生[来源:ABC新闻].

广告

7:船的影响

2008年新奥尔良法官威廉·西伯·布里奇。"width=
2008年新奥尔良法官威廉·西伯·布里奇。
马里奥·多摩/盖蒂图片社

许多桥梁穿越河流和其他水体。从桥下通过的船通常移动得很慢(和火车相比),但船的质量令人难以置信。这意味着,即使是一艘通常以极慢速度爬行的驳船,如果与桥桩或桥墩相撞,也会产生巨大的力量。在某些情况下,这种力量足以把桥推倒。

这类事件的一个例子是1993年新奥尔良威廉·西伯法官桥的倒塌。这座桥把道路交通在运河附近,桥下通过驳船撞击桥墩支撑的桥梁和切断它。桥的近150英尺(46米)折叠作为结果。一名司机驾驶当时的桥事故[来源死亡:NTSB].十几重大桥梁坍塌已在过去的100年[来源造成船只相撞:Wardhana].

广告

6:洪水

洪水导致以几种不同的方式坍塌。严重的洪水会导致河流和小溪泛滥,卷起树木、汽车和房屋的部分残骸。当河水从桥下流过时,高水位将碎石冲入桥中。如果冲击力没有立即摧毁桥梁,那么堆积起来的石块的重量加上水流的力量就会把桥梁压塌。这就是1889年发生在科内莫夫高架桥上的事情,当时宾夕法尼亚州的南叉大坝倒塌,倾泻而下的巨大水流顺着小科内莫夫河(来源:nps.].

洪水会以一种更加阴险的方式摧毁桥梁——通过逐渐磨损桥墩周围和桥下的泥土。这个过程被桥梁工程师称为冲刷,当桥梁基础被置于水下时就会发生。水的自然流动可以产生多年的冲刷,但建造桥梁是为了抵御这种类型的侵蚀。工程技术,如铺设乱石,或重岩石层,可以防止冲刷。然而,洪水极大地增加了影响桥梁的水的力量和体积,对沉积物的破坏可能导致桥梁立即倒塌,甚至几天或几个月后。美国土木工程师协会的一项研究表明,53%的桥梁垮塌是由洪水和冲刷造成的[来源:Wardhana].

广告

Schoharie Creek大桥就是洪水和冲刷造成的倒塌的一个例子。这座桥把纽约州高速公路带过了小河。1987年,春季洪水造成了高水位。这将沉淀物从桥墩下冲了出来,导致沉淀物落入一个近10英尺(3米)深的洞中。10人死于由此导致的桥梁倒塌[来源:层& Delatte].

5:建筑事故

魁北克大桥在建造过程中两次倒塌,最后才建成。"width=
魁北克大桥在建造过程中两次倒塌,最后才建成。
福克斯图片/模特肖像权/盖蒂图片社

数目惊人的桥梁在建造过程中倒塌。你可能认为这些类型的坍塌没有那么严重,因为在坍塌的时候没有人在桥上开车。不幸的是,历史上一些最致命的桥梁垮塌发生在桥的建造过程中。虽然一座功能性桥在坍塌时可能只有几辆车在上面,但建造一座桥需要数百名工人——一旦坍塌,他们都可能处于危险的位置。

1907年横跨魁北克市圣劳伦斯河的魁北克桥的倒塌表明了工程上的错误计算如何导致灾难。这座桥只建了一部分,但由于桥本身的重量,部分已经弯曲断裂了。工程师们对此表示担忧,但无法足够迅速地采取行动。当它倒塌时,74名工人丧生[来源:Structurae].令人惊讶的是,当这座桥在1916年重建时,它又倒塌了,又有13名工人丧生。它最终于1917年完工,至今仍在使用。

广告

4:制造缺陷

一些倒塌的奥秘当他们第一次发生。它不是直到一个详细的调查完成后,真正的原因是显露。梳理过的残骸,工程师和事故调查拼凑桥的历史,看检验报告和证词崩溃。有时,一小片桥的简单故障引起整个崩溃。有时劣质或有瑕疵的材料使整座桥不堪一击,经受不住时间的考验。

1967年,西弗吉尼亚州普莱森特俄亥俄河上的银桥坍塌,因其与蛾人的联系而臭名昭著。在坍塌前的几个月,人们曾在普莱森特附近看到过一种奇怪的生物(2002年理查德·基尔的电影《蛾人预言》记载了这个故事)。事实上,坍塌是由于支撑桥梁的一根钢眼的制造缺陷造成的。多年的腐蚀使缺陷恶化,直到它最终失效,导致46人死亡[来源:LeRose]。

广告

1994年发生的圣水大桥垮塌事故,是由于部分桥梁的钢材质量不合格和施工过程中焊接技术不当造成的。32人在倒塌中丧生[来源:韩国国家应急管理局].2006年,加拿大魁北克省拉瓦尔市的协和式立交桥倒塌,造成5人死亡。调查发现,桥梁的某些方面的施工是不正确的,没有按照设计,劣质混凝土变得太弱,无法支撑结构。

3:设计缺陷

有时,桥梁由于设计上的缺陷崩溃。"width=
有时,桥梁由于设计上的缺陷崩溃。
赫尔顿存档/盖蒂图片社

桥梁在大桥建成之前,坍塌是不可避免的。错不在桥的建造,而在设计本身。这座桥从建在一座蓝图

美国历史上最严重的事故之一是堪萨斯城凯悦酒店的人行道倒塌。走道连接了二楼、三楼和四楼的各个部分,俯瞰下面的酒店大堂——它们本质上是酒店内的步行桥。1981年7月17日,四楼的人行道倒塌,砸向它正下方的二楼人行道。两条走道随后都落在了大厅里。大厅和走道上都挤满了观看或参加晚间舞蹈比赛的人。倒塌造成114人死亡[来源:美联社]。

广告

为什么会这样?对原计划的重新设计使得走道的构造方式是这样的:结构元素最终同时支撑着第二层和第四层走道的重量,使其负载加倍。调查显示,即使是最初的设计也太弱,无法承受较大的负载——而重新设计使问题变得更糟[来源:马丁].它们几乎不可避免地会在最糟糕的时刻崩溃。

2007年明尼苏达州明尼阿波利斯市横跨密西西比河的I-35桥倒塌。也是因为设计上的缺陷。把桥梁结构的关键部分连接在一起的钢板不够大。混凝土重铺和施工设备施加在桥上的额外重量导致钢板弯曲,整座桥倒塌,13人死亡[来源:NTSB]。

2:可怜的维护

保养不善是一个很难在过后来诊断问题崩溃。许多桥梁倒塌本可以通过更严格的检查和维护程序来防止,但由于其他原因而发生的许多倒塌都因维护不善而加剧。当一座桥被设计出来时,工程师们要承担一定程度的维护工作,这对于桥的使用寿命是必要的。生锈的部件必须更换,排水区域必须清理,如果发现有锈迹,必须重新涂上一层油漆,并增加加固层交通水平有所增加。

1983年6月的午夜,一座横跨米努斯河(Mianus River)的康涅狄格收费公路(Connecticut收费公路)大桥坍塌。倒塌是由于钢钉被腐蚀而失效。调查人员裁定,大桥的设计和施工并没有错,坍塌的责任在于推迟维修,因为维修会发现并更换生锈的钉子[来源:NYCRoads].

广告

1:奇纪录

有些桥塌了根本无法解释。"width=
有些桥塌了根本无法解释。
理查德角/盖蒂图片社

我们已经讨论了许多原因崩溃,但有些崩溃不是由任何常见因素引起的——相反,它们是由只能被描述为不寻常的事件引起的。

1958年,古巴举办了第二届古巴大奖赛。传奇车手胡安·范吉奥实际上是在比赛前被社会主义革命者绑架的,但这并不是该赛事最糟糕的事情。这条赛道并没有设置护栏或安全围栏,而是有观众站在赛道的边缘。在比赛中,赛车手阿曼多·加西亚·西富恩特斯(Armando Garcia Cifuentes)的法拉利失控,冲向人群,摧毁了一座临时人行桥。7人被杀[消息来源:埃德蒙森].

西雅图的莱西V.默罗纪念桥横跨华盛顿湖。这是一个浮桥,悬挂在浮筒上。1990年,一系列奇怪的施工失误使浮筒里装满了用于重新铺设桥面的水,以及暴风雨带来的雨水和湖水。在几个小时的过程中,桥沉入了湖底。

该Winkley桥是在阿肯色州的一个人行吊桥。据了解负载下显著摇曳。1989年,一群过路过桥开始有意摆动它。他们导致了大桥如此激烈的支撑结构失败摇摆,桥塌,造成5 [来源:Bridgehunter].

更多的信息

相关文章

  • ABC新闻。“格兰维尔受害者的记忆。”2007年1月18日。2011年9月16日通过。http://www.abc.net.au/news/2007-01-18/granville-victims-remembered/2174440
  • 美联社。"天桥坍塌永远改变了人们的生活"劳伦斯世界杂志,2001年7月15日。2011年9月15日通过。http://www2.ljworld.com/news/2001/jul/15/lives_forever_changed/
  • Bridgehunter。“Winkley桥:克利本县,阿肯色。”访问的9月16日,2011年http://www.bridgehunter.com/ar/cleburne/winkley/
  • 埃德蒙森,劳伦斯。“绑架古巴。”ESPN,7月20日,2010年访问时间9月19日,2011年http://en.espnf1.com/f1/motorsport/story/23608.html
  • 格思里,道格。"油罐车起火,I-75公路关闭,九里桥坍塌"底特律新闻,2009年7月16日。2011年9月15日通过。http://detnews.com/article/20090716/METRO/907160424/Tanker-fire-shuts-down-I-75--collapses-Nine-Mile-bridge
  • 韩国国家应急管理机构。“圣水大桥坍塌。”访问时间9月15日,2011年http://eng.nema.go.kr/sub/cms3/3_9.asp
  • LeRose,克里斯。“银桥的倒塌。”西维吉尼亚历史学会季刊,2001年10月。2011年9月15日通过。http://www.wvculture.org/history/wvhs1504.html
  • Letchworth,威廉·普赖尔。“Portage桥。据目击者描述,它被毁了。《辉煌的大火》和现实的叙述水牛信使(1875年5月7日)2011年9月15日通过。http://www.letchworthparkhistory.com/burningbridge.html
  • 马丁,雷切尔。“凯悦走道崩溃。”阿拉巴马大学伯明翰分校。访问时间9月15日,2011年http://www.eng.uab.edu/cee/faculty/ndelatte/case_studies_project/Hyatt%20Regency/hyatt.htm#Causes
  • 国家公园服务。“快逃命!”1889年的约翰斯顿洪水。”2011年9月15日通过。http://www.nps.gov/history/NR/twhp/wwwlps/lessons/5johnstown/5johnstown.htm
  • NYCRoads。“康涅狄格收费高速公路”。2011年9月19日通过。http://www.nycroads.com/roads/ct-turnpike/
  • Oestern,沪江。"埃舍德灾难的真相"骨科创伤杂志,2000年5月。2011年9月15日通过。http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10898202
  • 斯托雷和Delatte。“在斯科哈里溪大桥的崩溃。”第三ASCE取证大会论文集,10月19日至21日,2003年访问时间9月16日,2011年http://www.eng.uab.edu/cee/faculty/ndelatte/case_studies_project/Schoharie.htm
  • Structurae。“魁北克大桥。”访问时间9月15日,2011年http://en.structurae.de/structures/data/index.cfm?ID=s0000479
  • 美国地质调查局。“1989年10月17日,洛马普列塔,加利福尼亚州,Earthquake—所选照片“。1999访问时间9月16日,2011年http://pubs.usgs.gov/dds/dds-29/
  • Kumalasari & Hadipriono, Fabian C。《美国近期桥梁事故分析》施工设施性能学报,17,144(2003)。
  • 潘玮柏,德尔昆汀。“一个崩溃的影响不可能的。”华盛顿邮报1月12日,2007.访问9月19日,2011年http://www.washingtonpost.com/wp-dyn/content/article/2007/01/11/AR2007011102220.html

广告

加载……