Varför den amerikanska bron kollapsade snabbt när ett godståg träffade den

[annons_1]

1970-talsdesignen av Francis Scott Key Bridge kanske inte är tillräckligt stark för att skydda den från kraften från ett stort containerfartyg.

Varför den amerikanska bron kollapsade snabbt när ett godståg träffade den — Brokollaps och containerfartyg orsakar olycka. Video : *AFP*

Ett gigantiskt lastfartyg kraschade in i Francis Scott Key-bron i Baltimore, Maryland den 26 mars, vilket lämnade många människor saknade och orsakade stora ekonomiska och sociala konsekvenser. Det finns många frågor kring kollisionen, inklusive varför fartyget träffade bron direkt och varför bron kollapsade så snabbt efter olyckan, enligt Independent . Experter säger att det kan vara för tidigt att säga exakt vad som hände vid kollisionen och den efterföljande kollapsen. De betonar dock att broar av denna typ är särskilt viktiga att bygga med sådant krockskydd och att den enorma kraft som krävs för att få bron att kollapsa är viktig.

Broar har kollapsat tidigare på grund av fartygskollisioner. Mellan 1960 och 2015 inträffade 35 större brokollapser efter att ha träffats av fartyg, enligt Toby Mottram, forskare vid University of Warwick. Den ständigt närvarande risken har lett till byggandet av moderna broar med krocktålighet. Ingenjörer har utvecklat en rad säkerhetskrav och lösningar för att säkerställa brons stabilitet vid en kollision.

Stora broar som sträcker sig över vattenvägar kräver skydd för sina pelare och stöd. Detta skydd kan ta sig många former, säger Robert Benaim, brokonstruktör och doktorand vid Royal Academy of Engineering. ”Det kan vara strukturellt skydd, som att sätta in stålkonstruktioner på havsbotten för att stoppa eller omdirigera fartyg, eller det kan vara konstgjorda öar för stora fartyg, så att de aldrig kommer i närheten av pelarna”, säger Benaim.

Francis Scott Key-bron är relativt modern, så experter tror att den byggdes med förväntan om att brons pelare skulle kunna träffas. Pelarna är kritiska eftersom eventuella strukturella fel där, särskilt i mitten, kan få hela bron att kollapsa. Enligt Lee Cunningham, docent i konstruktionsteknik vid University of Manchester, är tågets massa och hastighet viktiga faktorer för att bestämma kollisionens storlek. Likaså är kollisionsriktningen viktig, beräknad utifrån trafikens plats.

När det gäller Francis Scott Key-bron kanske brons design från 1970-talet inte tog hänsyn till den enorma storleken och kraften hos dagens fartyg. Lastfartyget som träffade bron, kallat Dali, var enormt – 300 meter långt och 50 meter brett – och bar ett stort lasttonnage och färdades med en okänd hastighet. Professor Mottram sa att det är tänkbart att brons pelare inte var konstruerade för att motstå omfattningen av en modern fartygskollision, eftersom fartyg som Dali inte passerade genom Baltimores hamn vid den tiden. Även om Baltimore Key-bron uppfyllde 1970-talets säkerhetsstandarder och konstruktionsföreskrifter, kanske den inte hade det skydd som krävdes för att hantera dagens fartygsrörelser.

Professor Mottram betonade dock också att det inte bara var tekniken på bron som misslyckades med att förhindra kollisionen. "Navigationstekniken borde ha förhindrat att tåget träffade bron", sa han. Enligt Mottram bör utredningens prioritet vara att klargöra varför tekniken inte fungerade på tåget.

Det som är slående med videon av kraschen är hur snabbt bron kollapsade. Så fort bron började buckla sig kollapsade den helt. Detta beror delvis på att konstruktionen byggdes som en kontinuerlig fackverksbro, gjord av långa stålfackverk som löpte över tre huvudspann, snarare än flera sammankopplade sektioner vid brons fot.

En kollision med ett stort fartyg som Dali skulle vida överstiga den dimensionerande belastningen för de långa, avsmalnande betongpelarna som bär upp fackverket. När pelarna fallerar skulle hela fackverket kollapsa mycket snabbt, förklarar Andrew Barr, doktorand vid institutionen för samhällsbyggnad och konstruktionsteknik vid University of Sheffield.

”Detta är ett exempel på vad ingenjörer kallar en kaskadkollaps, där brott i ett konstruktionselement leder till brott i det intilliggande elementet, som sedan inte kan bära den nya lasten ovanför. I det här fallet orsakade pirens kollaps att den ostödda delen av fackverket bucklade sig och föll. Eftersom det är ett kontinuerligt fackverk omfördelas lasten. Fackverket roterar runt den återstående piren som en gungbräda och lyfter tillfälligt det norra spannet innan spänningen får det att kollapsa också. Som ett resultat kollapsar hela fackverket ner i vattnet”, sa Barr.

Kommentar (0)