• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Andra
    10 skäl till att broar kollapsar
    FBI-agenter undersöker kollapsen av I-35W-bron i Minneapolis, en katastrof uppenbarligen orsakad av en inneboende design svaghet. Se fler brobilder. Scott Olson/Getty Images

    Du kanske inte tänker på de broar du korsar på vägen till jobbet, men de är mycket mer än vackra strukturer som gör din pendling hanterbar. Broar är viktiga transportförbindelser som leder väg- och järnvägstrafik över floder, raviner eller andra vägar. När en bro kollapsar eller stänger för reparationer, det kan orsaka massiva trafikproblem eller stränga människor helt, om de bor på en ö.

    Några av de mest massiva och dyraste teknikprojekten i historien har inneburit att bygga broar. Även om brobyggnadens allmänna fysik har etablerats i tusentals år, varje bro presenterar komplicerade faktorer som måste beaktas, som det omgivande områdets geologi, trafikmängden, väder och byggmaterial. Ibland beräknas dessa faktorer fel, eller något händer som brokonstruktörerna inte förväntade sig. Resultatet kan bli tragiskt.

    När vi går igenom denna lista med 10 skäl till att broar kollapsar, kom ihåg att de flesta brokollaps är resultatet av flera faktorer. Till exempel, en översvämning som skadar brobryggor kanske inte har orsakat en kollaps - förutom designfel och dåligt underhåll. Ta bort en av dessa faktorer och bron kan ha förblivit upprätt. Å andra sidan, ibland slår ett tåg in i en bro och det bara ramlar ner. Vi kommer att överväga möjligheterna, börjar på nästa sida.

    Innehåll
    1. Jordbävning
    2. Brand
    3. Tågkrasch
    4. Båtpåverkan
    5. Översvämning
    6. Byggolyckor
    7. Tillverkningsfel
    8. Designfel
    9. Dåligt underhåll
    10. Udda förekomster

    10:Jordbävning

    Jordbävningar orsakar skador på alla strukturer, inklusive broar. Stora jordbävningar kan orsaka kollaps av dussintals byggnader, men kollapsade broar är ofta de mest synliga tecknen på den förödelse en jordbävning kan utlösa. Mitt i spillrorna och förödelsen, synen på en skadad bro från TV -nyhetshelikoptrar sticker ut och blir den ikoniska bilden av just den katastrofen.

    Så är fallet med jordbävningen Loma Prieta som drabbade Kaliforniens kuststäder Oakland och San Francisco i oktober 1989. Jordbävningen - uppkallad efter ett närliggande berg - orsakade 63 dödsfall, och majoriteten av dem inträffade i två brokollaps:En person dog när en del av San Francisco-Oakland Bay Bridge gav vika, och 42 andra omkom när en stor del av Cypress Street Viaduct med Interstate 880 kollapsade [källa:USGS].

    Lyckligtvis, jordbävningsutlösta brokollaps är relativt sällsynta. Dessutom, byggare kan bygga broar i jordbävningsbenägna områden för att klara skakningar-eller åtminstone minimera förlusten av liv när en sådan inträffar.

    9:Eld

    Eldar förstör inte broar ofta, men de kan orsaka mycket skada när de gör det. Vito Palmisano/Getty Images

    Brand kan vara den sällsynta orsaken till brokollaps, men eld har fört ner några broar tidigare. Faktiskt, det hände mycket oftare, när broar gjordes av trä. Tågbroar var särskilt mottagliga för eld, eftersom tågets stålhjul på spårets stålskenor ofta skickade gnistor som skjuter på bron. Om det var mycket torrt eller vinden blåste gnistor, bron kan fatta eld och brinna helt [källa:Letchworth].

    Brobränder hör inte till det avlägsna förflutna, dock. Flera moderna broar har också kollapsat eller blivit allvarligt skadade på grund av brand. Orsaken är vanligtvis krasch av en tankbil som bär en stor mängd av ett mycket brandfarligt ämne som bensin. Olyckan utlöser en explosion och en brand som är så intensiv att det smälter stålet som användes för att bygga bron. Så småningom, det mjukade stålet kan inte längre hålla upp strukturen, och bron faller.

    Detta var exakt vad som hände 2009 när en tankbil på I-75 nära Detroit plötsligt bröt ut i lågor direkt under en bro. Det resulterande inferno förstörde bron helt och tvingade till att I-75 stängdes. Otroligt, ingen dödades [källa:Guthrie].

    8:Train Crash

    Denna typ av brokollaps är utomordentligt sällsynt, men en av historiens värsta järnvägskatastrofer, Eschede -tågkatastrofen, var en brokollaps orsakad av tågpåverkan. 1998, ett höghastighetståg som färdades genom Tyskland drabbades av ett mekaniskt fel på ett av hjulen. Det trasiga hjulet träffade en strömbrytare och flyttade den, kasta efterföljande bilar på en annan bana. Rör sig i cirka 200 kilometer i timmen, bilarna spårade ur och smällde in i bryggorna på en vägbro som passerade över järnvägsspåren vid den tiden. Den massiva påverkan förde ner bron direkt på tågets personbilar, krossar dem. Som ett resultat, 101 personer dog i olyckan [källa:Oestern]. 83 personer mist livet i en liknande tragedi nära Sydney, Australien 1977 [källa:ABC News].

    En mest ovanlig flygkrasch

    Ännu sällsyntare än tåg som kraschar i broar är flygplanskrascher som förstör broar. 1982 -kraschen av Air Florida Flight 90 träffade 14th Street Bridge över Interstate 395 nära Washington National Airport, döda flera personer i sina bilar. Bron kollapsade inte helt, men krävde omfattande reparationer [källa:Wilber].

    7:Båtpåverkan

    New Orleans domare William Seeber Bridge 2008. Mario Tama/Getty Images

    Många broar korsar floder och andra vattendrag. Båtar som passerar under en bro går vanligtvis ganska långsamt (jämfört med tåg), men båtar har en otrolig massa. Det betyder att även en pråm, som vanligtvis kryper med i mycket långsamma hastigheter, kan ge enorm kraft om den krockar med brostaplar eller bryggor. Den kraften är tillräcklig för att slå ner bron i vissa fall.

    Ett exempel på denna typ av incident är kollaps av domaren William Seeber Bridge i New Orleans 1993. Bron förde vägtrafik över en kanal, och en pråm som passerade under bron slog till vid en brygga som stödde bron och avbröt den. Nästan 46 fot av bro kollapsade som ett resultat. En bilist som körde på bron vid den tiden dog i olyckan [källa:NTSB]. Mer än ett dussin stora brokollaps har orsakats av båtkollisioner under de senaste 100 åren [källa:Wardhana].

    6:Översvämning

    Översvämningar orsakar brokollaps på några olika sätt. Svåra översvämningar kan leda till att floder och bäckar rinner över, plocka upp skräp som träd, bilar och delar av hus. När floden passerar under en bro, den höga vattennivån krossar skräpet i bron. Om påverkan inte förstör bron direkt, vikten av staplade i kombination med kraften i det rinnande vattnet som trycker på det kan föra ner bron. Detta är vad som hände med Conemaugh -viadukten 1889, när South Fork Dam i Pennsylvania kollapsade, släppa loss en massiv ström av vatten nerför Little Conemaugh River [källa:NPS].

    Översvämningar kan kollapsa broar på ett mycket mer lömskt sätt - genom att gradvis slita bort jorden runt och under bryggbryggorna. Denna process är känd för att överbrygga ingenjörer som skura , och uppstår när brofundament placeras under vattnet. Det naturliga flödet av vattnet kan producera skur under många år, men broar är byggda för att klara den typen av erosion. Tekniska tekniker som läggning riprap , eller lager av tunga stenar, kan förhindra skur. Dock, översvämningar ökar kraften och volymen av vatten som påverkar bron dramatiskt, och skadorna på sediment kan orsaka att en bro kollapsar omedelbart eller till och med dagar eller månader senare. En studie av American Society of Civil Engineers fastställde att 53 procent av alla brokollaps orsakas av översvämning och skur [källa:Wardhana].

    Schoharie Creek Bridge är ett exempel på en kollaps orsakad av översvämning och skur. Bron bar New York State Thruway över bäcken. 1987, vårflod orsakade höga vattennivåer. Detta tvättade sedimentet under en av bryggorna, får det att falla i ett hål som är nästan 3 meter djupt. Tio personer dog i den resulterande brokollapsen [källa:Storey &Delatte].

    5:Byggolyckor

    Quebecbron kollapsade två gånger under konstruktionen innan den slutligen byggdes. Fox Photos/Hulton Archive/Getty Images

    Ett överraskande antal broar kollapsar när de byggs. Du kanske tror att den här typen av kollaps inte är lika allvarliga eftersom ingen körde på bron vid kollapsen. Tyvärr, några av de dödligaste brokollapserna i historien har inträffat under broens konstruktion. Även om en funktionsbro bara kan ha några fordon på sig när den kollapsar, det krävs hundratals arbetare för att bygga en bro - som alla kan befinna sig i farliga positioner vid kollaps.

    1907 -kollapsen av Quebec -bron som passerade floden St. Lawrence i Quebec City visar hur konstruktionsfelberäkningar kan leda till katastrof. Bron byggdes bara delvis, men delar böjde redan och bröt från vikten av själva bron. Ingenjörerna var oroliga, men kan inte vidta åtgärder snabbt nog. När den kollapsade, 74 arbetare dödades [källa:Structurae]. Otroligt, när bron byggdes om 1916, det kollapsade igen, döda ytterligare 13 arbetare. Det slutfördes slutligen 1917 och används fortfarande idag.

    4:Tillverkningsfel

    Vissa brokollaps är mysterier när de först händer. Det är inte förrän en detaljerad undersökning är klar som den verkliga orsaken avslöjas. Kamma över vraket, ingenjörer och olycksutredare sammanställer broens historia, tittar på inspektionsrapporter och vittnesböcker om kollapsen. Ibland, det enkla misslyckandet av en liten bit av bron orsakade hela kollapsen. Ibland användes lågkvalitativa eller felaktiga material, vilket gör hela bron för svag för att klara tidens hårdhet.

    1967 kollapsade Silver Bridge över Ohio River vid Point Pleasant, W. Va. Har blivit ökänd för sina kopplingar till Mothman, en konstig varelse som förmodades synas nära Point Pleasant under månaderna före kollapsen (Richard Gere -filmen 2002 "The Mothman Prophecies, "berättade historien). I sanning, kollapsen berodde på en tillverkningsfel i ett av stålögonstängerna som höll bryggan uppe. År med korrosion förvärrade defekten tills den så småningom misslyckades, vilket resulterade i 46 människors död [källa:LeRose].

    Kollapsen av Seongsu -bron 1994 i Korea berodde på stål av dålig kvalitet i vissa delar av bron och felaktig svetsteknik i broens konstruktion. 32 människor dödades i kollapsen [källa:Korea National Emergency Management Agency]. Övergången De la Concorde i Laval, Quebec, Kanada kollapsade 2006, döda fem. Undersökningen visade att vissa aspekter av broens konstruktion gjordes felaktigt och inte enligt konstruktionen, och att betong av sämre kvalitet blev för svag för att stödja strukturen.

    3:Designfel

    Ibland, broar kollapsar på grund av konstruktionsfel. Hulton Archive/Getty Images

    Det finns broar vars kollaps var oundviklig innan bron någonsin byggdes. Felet ligger inte i konstruktionen av bron, men själva designen. Bron är dömd till att misslyckas från det ögonblick den lades ut på en ritning.

    En av de värsta olyckorna i USA:s historia är kollaps av gångvägarna i hotellet Kansas City Hyatt Regency. Gångarna förbundna olika delar av den andra, tredje och fjärde våningen, med utsikt över hotellets lobby nedan - de var i huvudsak gångbroar inuti hotellet. Den 17 juli, 1981, gångvägen på fjärde våningen kollapsade, kraschade på andra våningen gångväg som var direkt under den. Båda gångvägarna föll sedan på lobbyn. Både lobbyn och gångvägarna var trångt med människor som tittade på eller deltog i en kvällstävling. Kollapsen dödade 114 personer [källa:Associated Press].

    Varför hände det? En omdesign av den ursprungliga planen gjorde att gångvägarna konstruerades på ett sådant sätt att strukturella element slutade stödja vikten av både andra och fjärde vånings gångvägar samtidigt, fördubbla belastningen på dem. Undersökning visade att även den ursprungliga designen var alldeles för svag för att klara betydande belastningar - och omdesignen gjorde problemet mycket värre [källa:Martin]. Det var nästan oundvikligt att de skulle kollapsa i värsta möjliga ögonblick.

    2007-kollapsen av I-35-bron över Mississippifloden i Minneapolis, Minn. Berodde också på en designfel. Stålplattor som band viktiga delar av brostrukturen samman var inte tillräckligt stora. Ytterligare vikt som placerades på bron av betongytor och konstruktionsutrustning fick plattorna att spänna, och hela bron kollapsade, döda 13 [källa:NTSB].

    2:Dåligt underhåll

    Dåligt underhåll är ett svårt problem att diagnostisera efter en brokollaps. Många brokollaps kunde ha förhindrats med strängare inspektions- och underhållsrutiner, och massor av kollaps som uppstår av andra skäl förvärras av dåligt underhåll. När en bro är konstruerad, ingenjörerna antar en viss underhållsnivå som är nödvändig för att bron ska leva ut sin avsedda livslängd. Rostade delar måste bytas ut, dräneringsområden rensade, nya färglager applicerade och förstärkningar tillagda om trafiknivåerna har ökat.

    En bro som bär Connecticut Turnpike över Mianusfloden kollapsade mitt i natten i juni 1983. Kollapsen berodde på att stålstift som hade korroderat misslyckades. Utredarna fann att bryggans konstruktion och konstruktion inte var fel - kollapsen skylldes på uppskjutet underhåll som skulle ha upptäckt och ersatt de rostade stiften [källa:NYCRoads].

    1:Udda förekomster

    Vissa brokollaps kan helt enkelt inte förklaras. Richard Koker/Getty Images

    Vi har diskuterat många orsaker till brokollaps, men det finns kollaps som inte orsakades av någon av de vanliga faktorerna - snarare, de orsakades av händelser som bara kan beskrivas som ovanliga.

    1958, Kuba höll det andra kubanska Grand Prix. Den legendariska racern Juan Fangio kidnappades faktiskt av socialistiska revolutionärer före loppet, men det var inte det värsta med evenemanget. Banan kantades inte med skyddsräcken eller skyddstaket, men med åskådare som står precis vid banans kant. Under loppet, föraren Armando Garcia Cifuentes tappade kontrollen över sin Ferrari och plöjde in i mängden, förstör en tillfällig gångbro i processen. Sju personer dödades [källa:Edmondson].

    Lacey V. Murrow Memorial Bridge i Seattle korsar Lake Washington. Det är en flytande bro, hängande på pontoner. År 1990, en bisarr serie konstruktionsfel fyllde pontonerna med vatten som användes vid återuppbyggnad av bron tillsammans med regn och sjövatten från en storm. Under flera timmar, bron sjönk till botten av sjön.

    Winkley Bridge var en gångbro i Arkansas. Det var känt för att svaja betydligt under belastning. 1989, en grupp som passerade bron började avsiktligt svänga den. De fick bron att svaja så hårt att stödstrukturerna misslyckades och bron kollapsade, döda fem [källa:Bridgehunter].

    Mycket mer information

    relaterade artiklar

    • Hur broar fungerar
    • 5 Otroliga sista-dike-insatser för att avvärja katastrof
    • Hur tunnlar fungerar
    • Hur laviner fungerar
    • Hur jordbävningar fungerar

    Källor

    • ABC News. "Granville -offer kom ihåg." 18 januari, 2007. Åtkomst 16 september, 2011. http://www.abc.net.au/news/2007-01-18/granville-victims-remembered/2174440
    • Opartisk Press. "Liv för alltid förändras av skywalk kollaps." Lawrence Journal-World, 15 juli kl. 2001. Åtkomst 15 september, 2011. http://www2.ljworld.com/news/2001/jul/15/lives_forever_changed/
    • Bridgehunter. "Winkley Bridge:Cleburne County, Arkansas. "Åtkomst den 16 september, 2011. http://www.bridgehunter.com/ar/cleburne/winkley/
    • Edmondson, Laurence. "Kidnappat på Kuba." ESPN, 20 juli 2010. Åtkomst 19 september, 2011. http://en.espnf1.com/f1/motorsport/story/23608.html
    • Guthrie, Doug. "Tankfyr stänger av I-75, kollapsar Nine Mile Bridge. "Detroit News, 16 juli, 2009. Åtkomst 15 september, 2011. http://detnews.com/article/20090716/METRO/907160424/Tanker-fire-shuts-down-I-75--collapses-Nine-Mile-bridge
    • Korea National Emergency Management Agency. "Seongsu Bridge Collapse." Åtkomst 15 september, 2011. http://eng.nema.go.kr/sub/cms3/3_9.asp
    • LeRose, Chris. "Silverbronens kollaps". West Virginia Historical Society kvartalsvis, Oktober 2001. Åtkomst 15 september, 2011. http://www.wvculture.org/history/wvhs1504.html
    • Letchworth, William Pryor. "Portage Bridge. Dess förstörelse som beskrivs av ett ögonvittne. En lysande förbränning och en realistisk redogörelse för den." Buffalo Courier, 7 maj 1875. Åtkomst 15 september, 2011. http://www.letchworthparkhistory.com/burningbridge.html
    • Martin, Rachel. "Hyatt Regency Walkway Collapse." University of Alabama i Birmingham. Åtkomst 15 september, 2011. http://www.eng.uab.edu/cee/faculty/ndelatte/case_studies_project/Hyatt%20Regency/hyatt.htm# Orsaker
    • National Park Service. "Spring för dina liv! Johnstownfloden 1889." Åtkomst 15 september, 2011. http://www.nps.gov/history/NR/twhp/wwwlps/lessons/5johnstown/5johnstown.htm
    • NYCRoads. "Connecticut Turnpike." Åtkomst 19 september, 2011. http://www.nycroads.com/roads/ct-turnpike/
    • Östern, HJ. "Fakta om katastrofen vid Eschede." Journal of Orthopedic Trauma, Maj, 2000. Åtkomst 15 september, 2011. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10898202
    • Våning &Delatte. "Schoharie Creek Bridge kollapsar." Proceedings of the 3rd ASCE Forensics Congress, 19-21 oktober, 2003. Åtkomst 16 september, 2011. http://www.eng.uab.edu/cee/faculty/ndelatte/case_studies_project/Schoharie.htm
    • Strukturer. "Quebec -bron." Åtkomst 15 september, 2011. http://en.structurae.de/structures/data/index.cfm?ID=s0000479
    • USA:s geologiska undersökning. "Den 17 oktober, 1989, Loma Prieta, Kalifornien, Jordbävning - utvalda fotografier. "1999. Åtkomst 16 september, 2011. http://pubs.usgs.gov/dds/dds-29/
    • Wardhana, Kumalasari &Hadipriono, Fabian C. "Analys av senaste brofel i USA." Journal of Performance of Constructed Facilities, 17, 144 (2003).
    • Wilber, Del Quentin. "En krasks osannolika inverkan." Washington Post, 12 januari 2007. Åtkomst 19 september, 2011. http://www.washingtonpost.com/wp-dyn/content/article/2007/01/11/AR2007011102220.html
    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com