چرا پل آمریکایی پس از برخورد قطار باری به سرعت فرو ریخت؟

طراحی پل فرانسیس اسکات کی که در دهه ۱۹۷۰ انجام شد، ممکن است به اندازه کافی قوی نباشد تا آن را در برابر نیروی یک کشتی کانتینری بزرگ محافظت کند.

یک کشتی باری غول‌پیکر در ۲۶ مارس به پل فرانسیس اسکات کی در بالتیمور، مریلند برخورد کرد و باعث مفقود شدن بسیاری از افراد و ایجاد تأثیرات اقتصادی و اجتماعی عمده‌ای شد. به گزارش ایندیپندنت ، سوالات زیادی در مورد این برخورد وجود دارد، از جمله اینکه چرا کشتی مستقیماً به پل برخورد کرد و چرا پل پس از حادثه به سرعت فرو ریخت. کارشناسان می‌گویند ممکن است خیلی زود باشد که دقیقاً بگوییم در برخورد و فروپاشی بعدی چه اتفاقی افتاده است. با این حال، آنها تأکید می‌کنند که پل‌هایی از این نوع به ویژه برای ساخت با چنین محافظی در برابر سقوط مورد نیاز هستند و نیروی عظیمی که برای فروپاشی پل لازم است.

پل‌ها در گذشته به دلیل برخورد کشتی‌ها فرو ریخته‌اند. به گفته توبی موترام، محقق دانشگاه وارویک، بین سال‌های ۱۹۶۰ تا ۲۰۱۵، ۳۵ پل بزرگ پس از برخورد با کشتی‌ها فرو ریخته‌اند. این خطر همیشگی، ساخت پل‌های مدرن با مقاومت در برابر سقوط را برانگیخته است. مهندسان مجموعه‌ای از الزامات و راه‌حل‌های ایمنی را برای اطمینان از پایداری پل در صورت برخورد ایجاد کرده‌اند.

پل‌های بزرگی که بر روی آبراه‌ها قرار دارند، نیاز به محافظت از پایه‌ها و تکیه‌گاه‌های خود دارند. رابرت بنایم، طراح پل و دانشجوی دکترای آکادمی سلطنتی مهندسی، می‌گوید: «این محافظت می‌تواند اشکال مختلفی داشته باشد. می‌تواند محافظت سازه‌ای باشد، مانند قرار دادن سازه‌های فولادی در بستر دریا برای متوقف کردن یا تغییر مسیر کشتی‌ها، یا می‌تواند جزایر مصنوعی برای کشتی‌های بزرگ باشد، به طوری که هرگز به پایه‌ها نزدیک نشوند.»

پل فرانسیس اسکات کی نسبتاً مدرن است، بنابراین کارشناسان معتقدند که با پیش‌بینی احتمال برخورد به پایه‌های پل ساخته شده است. پایه‌ها بسیار مهم هستند زیرا هرگونه خرابی ساختاری در آنها، به ویژه در مرکز، می‌تواند باعث فروپاشی کل پل شود. به گفته لی کانینگهام، دانشیار مهندسی سازه در دانشگاه منچستر، جرم و سرعت قطار عوامل کلیدی در تعیین بزرگی برخورد هستند. به همین ترتیب، جهت برخورد نیز مهم است که بر اساس محل ترافیک محاسبه می‌شود.

در مورد پل فرانسیس اسکات کی، طراحی پل در دهه ۱۹۷۰ ممکن است اندازه و قدرت عظیم کشتی‌های امروزی را در نظر نگرفته باشد. کشتی باری که به پل برخورد کرد، به نام دالی، بسیار بزرگ بود - ۱۰۰۰ فوت طول و ۱۶۰ فوت عرض - که محموله بزرگی را حمل می‌کرد و با سرعتی نامعلوم حرکت می‌کرد. پروفسور موترام گفت که می‌توان تصور کرد که پایه‌های پل برای مقاومت در برابر مقیاس برخورد کشتی‌های مدرن طراحی نشده بودند، زیرا کشتی‌هایی مانند دالی در آن زمان از بندر بالتیمور عبور نمی‌کردند. در حالی که پل بالتیمور کی با استانداردهای ایمنی و مقررات طراحی دهه ۱۹۷۰ مطابقت داشت، ممکن است از حفاظ لازم برای تحمل حرکات کشتی‌های امروزی برخوردار نبوده باشد.

با این حال، پروفسور موترام همچنین تأکید کرد که فقط فناوری روی پل نبود که نتوانست از برخورد جلوگیری کند. او گفت: «فناوری ناوبری باید مانع از برخورد قطار به پل می‌شد.» به گفته موترام، اولویت تحقیقات باید روشن کردن این باشد که چرا این فناوری روی قطار کار نکرده است.

نکته قابل توجه در مورد ویدیوی تصادف، سرعت فروریختن پل است. به محض اینکه پل شروع به خم شدن کرد، به طور کامل فرو ریخت. این تا حدودی به این دلیل است که سازه به صورت یک پل خرپایی پیوسته ساخته شده بود، که از خرپاهای فولادی بلند در سه دهانه اصلی ساخته شده بود، نه چندین بخش اتصال دهنده در پای پل.

اندرو بار، دانشجوی دکترای مهندسی عمران و سازه در دانشگاه شفیلد، توضیح می‌دهد که برخورد با کشتی بزرگی مانند دالی، بار طراحی شده برای پایه‌های بتنی بلند و مخروطی که سازه خرپایی را نگه می‌دارند، بسیار فراتر خواهد رفت. به محض اینکه پایه‌ها فرو بریزند، کل سازه خرپایی خیلی سریع فرو می‌ریزد.

بار گفت: «این نمونه‌ای از چیزی است که مهندسان آن را فروپاشی آبشاری می‌نامند، جایی که شکست در یک عنصر سازه‌ای منجر به شکست در عنصر مجاور می‌شود که در نتیجه نمی‌تواند بار جدید روی آن را تحمل کند. در این حالت، فروپاشی پایه باعث شد که بخش بدون تکیه‌گاه خرپا خم شود و بیفتد. از آنجا که این یک خرپای پیوسته است، بار دوباره توزیع می‌شود. خرپا مانند الاکلنگ به دور پایه باقی‌مانده می‌چرخد و موقتاً دهانه شمالی را قبل از اینکه تنش باعث فروپاشی آن شود، بلند می‌کند. در نتیجه، کل خرپا به داخل آب فرو می‌ریزد.»

آن خنگ (طبق گزارش ایندیپندنت )

لینک منبع