Чому американський міст швидко обвалився, коли в нього врізався вантажний поїзд

Конструкція мосту Френсіса Скотта-Кі 1970-х років може бути недостатньо міцною, щоб захистити його від сили великого контейнеровоза.

26 березня гігантський вантажний корабель врізався в міст Френсіса Скотта-Кі в Балтиморі, штат Меріленд, внаслідок чого багато людей зникли безвісти, а також це спричинило значні економічні та соціальні наслідки. За даними Independent , існує багато питань щодо зіткнення, зокрема, чому корабель безпосередньо врізався в міст і чому міст так швидко обвалився після аварії. Експерти кажуть, що, можливо, ще зарано говорити точно, що сталося під час зіткнення та подальшого обвалу. Однак вони наголошують, що мости такого типу особливо потребують будівництва з таким захистом від ударів, і що для обвалення мосту потрібна величезна сила.

У минулому мости руйнувалися через зіткнення суден. За словами Тобі Моттрама, дослідника з Університету Воріка, між 1960 і 2015 роками сталося 35 серйозних обвалів мостів після зіткнень з кораблями. Цей постійний ризик спонукав до будівництва сучасних мостів з ударостійкістю. Інженери розробили низку вимог безпеки та рішень для забезпечення стійкості мосту у разі зіткнення.

Великі мости через водні шляхи потребують захисту своїх пілонів та опор. Цей захист може мати різні форми, каже Роберт Бенайм, конструктор мостів та аспірант Королівської інженерної академії. «Це може бути структурний захист, такий як встановлення сталевих конструкцій на морському дні для зупинки або перенаправлення суден, або це можуть бути штучні острови для великих суден, щоб вони ніколи не наближалися до пілонів», – каже Бенайм.

Міст Френсіса Скотта-Кі є відносно сучасним, тому експерти вважають, що його було збудовано з розрахунком на те, що опори мосту можуть постраждати. Опори є критично важливими, оскільки будь-яке структурне руйнування там, особливо в центрі, може призвести до обвалення всього мосту. За словами Лі Каннінгема, доцента кафедри будівельної інженерії Манчестерського університету, маса та швидкість поїзда є ключовими факторами, що визначають величину удару. Так само важливий напрямок удару, який розраховується на основі розташування транспорту.

У випадку з мостом Френсіса Скотта-Кі, проект мосту 1970-х років, можливо, не враховував величезні розміри та потужність сучасних кораблів. Вантажне судно «Далі», яке врізалося в міст, було величезним — 1000 футів завдовжки та 160 футів завширшки — перевозило великий вантажний тоннаж і рухалося з невідомою швидкістю. Професор Моттрам сказав, що цілком можливо, що опори мосту не були розраховані на масштаб зіткнення сучасних кораблів, оскільки такі кораблі, як «Далі», на той час не проходили через гавань Балтимора. Хоча міст Балтимор-Кі відповідав стандартам безпеки та правилам проектування 1970-х років, він, можливо, не мав захисту, необхідного для витримування сучасних рухів суден.

Однак, професор Моттрам також наголосив, що не лише технологія на мосту не змогла запобігти зіткненню. «Навігаційна технологія мала б запобігти зіткненню поїзда з мостом», – сказав він. За словами Моттрама, пріоритетом розслідування має бути з’ясування, чому технологія не спрацювала на поїзді.

Що вражає у відео аварії, так це те, як швидко міст обвалився. Щойно міст почав прогинатися, він повністю обвалився. Частково це пов'язано з тим, що конструкція була побудована як суцільний фермовий міст, що складався з довгих сталевих ферм, що проходять через три основні прольоти, а не з кількох з'єднувальних секцій біля підніжжя мосту.

Зіткнення з великим кораблем, таким як «Далі», значно перевищить розрахункове навантаження на довгі конічні бетонні опори, що підтримують ферменну конструкцію. Як тільки опори руйнуються, вся ферменна конструкція дуже швидко обвалиться, пояснює Ендрю Барр, аспірант кафедри цивільного та будівельного будівництва Шеффілдського університету.

«Це приклад того, що інженери називають каскадним обваленням, коли руйнування одного конструктивного елемента призводить до руйнування сусіднього елемента, який потім не може витримати нове навантаження зверху. У цьому випадку обвалення опори призвело до вигину та падіння непідтриманої частини ферми. Оскільки це суцільна ферма, навантаження перерозподіляється. Ферма обертається навколо решти опори, як гойдалки, тимчасово піднімаючи північний проліт, перш ніж натяг призведе до його обвалення. В результаті вся ферма обвалюється у воду», – сказав Барр.

Ан Ханг (за даними Independent )

Посилання на джерело