23 мая 2013 года, примерно в 7:00 вечера по тихоокеанскому времени , пролет моста, по которому проходила межштатная автомагистраль 5 через реку Скаджит в американском штате Вашингтон, рухнул. Три человека в двух разных транспортных средствах упали в реку внизу и были спасены на лодке, избежав серьезных травм. Причиной катастрофического обрушения было установлено, что негабаритный груз ударил по нескольким верхним опорным балкам моста, что привело к немедленному обрушению самого северного пролета. [2]
Сквозной мост со сквозными фермами был построен в 1955 году и соединяет города округа Скаджит Маунт-Вернон и Берлингтон , обеспечивая жизненно важную связь между Ванкувером, Британской Колумбией и Сиэтлом . Он состоит из четырех последовательных пролетов, которые структурно независимы. Только самый северный пролет рухнул в реку; соседний пролет также получил повреждения от удара того же транспортного средства, но недостаточно серьезные, чтобы привести к обрушению. Известно, что в воздушную опорную конструкцию совсем недавно, в октябре 2012 года, врезался грузовик.
Незадолго до аварии мост был оценен как безопасный. Хотя он не был структурно несовершенным, он был признан «функционально устаревшим», то есть не соответствующим текущим стандартам проектирования. Конструкция моста была « критической по разрушению », то есть в нем не было избыточных структурных элементов для защиты его структурной целостности в случае отказа одного из опорных элементов моста.
В течение месяца после обрушения были возведены два временных моста и размещены на опорных колоннах разрушенного пролета, пока строился постоянный мост. В сентябре 2013 года постоянные мосты были установлены, и начались работы по предотвращению аналогичных разрушений оставшихся трех пролетов.
Мост несет часть межштатной автомагистрали 5 (I-5) через реку Скагит между Маунт-Верноном и Берлингтоном , в штате Вашингтон , примерно в 60 милях (97 км) к северу от Сиэтла. I-5 является основной автомагистралью между столичными районами Сиэтла и Ванкувера , Британская Колумбия . До обрушения мост пересекало около 71 000 транспортных средств каждый день. [3]
Мост был построен в 1955 году в рамках модернизации правительством штата коридора US Route 99 и за год до начала строительства системы межштатных автомагистралей . По мосту проходит четыре полосы движения, по две полосы в каждом направлении, разделенные разделительным барьером. Участки над рекой представляют собой четыре последовательных пролета, каждый длиной 160 футов (49 м). Пролеты построены из треугольных стальных балок с использованием конструкции сквозной фермы , где проезжая часть проходит в открытом туннеле между левой и правой фермами и между нижней и верхней фермой. Проезжая часть имеет относительно ограниченный вертикальный просвет для высоких транспортных средств из-за верхних элементов фермы. Примыкающие пролеты имеют общие опорные основания и кажутся одним непрерывным мостом, но на самом деле четыре пролета независимы.
Недавно мост был оценен как безопасный и находящийся в хорошем состоянии, несмотря на то, что ему 58 лет; он не был указан как имеющий структурные недостатки . Мост был классифицирован как функционально устаревший , в данном случае потому, что мост не соответствует текущим стандартам проектирования ширины полос и вертикального просвета на новых автодорожных мостах. [1] [4] Мост не был кандидатом на какие-либо значительные обновления или замену и находился в хорошем состоянии.
Этот стальной сквозной мост имел конструкцию « критической для разрушения » с не избыточными несущими балками и соединениями, каждое из которых было необходимо для того, чтобы вся конструкция оставалась целой. Первоначальный отказ (возможно, из-за трещины) одной важной части иногда может перегрузить другие части и привести к их отказу, что быстро запускает цепную реакцию еще большего количества отказов и приводит к разрушению всего пролета моста. В 2007 году мост через реку Миссисипи I-35W в Миннеаполисе внезапно обрушился из-за медленного растрескивания одной недостаточной и перенапряженной косынки . В стали эти начальные трещины начинаются с небольших размеров и требуют лет, чтобы вырасти достаточно большими, чтобы стать опасными. После инцидента в Миннеаполисе такие связанные со старением катастрофы на мостах, критических для разрушения, теперь избегаются путем обнаружения и ремонта трещин в ходе обязательного тщательного осмотра каждые два года. Восемнадцать тысяч мостов в Соединенных Штатах маркируются как критические для разрушения (из-за их конструкции) и требуют проверки на наличие трещин. [5] Мост через реку Скаджит в последний раз проверялся на наличие трещин в августе и ноябре 2012 года, и потребовалось лишь незначительное восстановление. [6]
Помимо трещин, некоторые мосты с критическими не избыточными частями могут также внезапно выйти из строя из-за прогиба сжимающих элементов (противоположность растрескиванию растягивающих элементов). В мостах со сквозными фермами критическими сжимающими частями являются балки верхнего пояса, проходящие горизонтально вдоль верхней части моста, параллельно краям проезжей части. Они несут большую часть веса моста и движения. Пояса обычно выравниваются и удерживаются на месте вертикальными стойками, диагоналями и боковыми распорками. Верхние пояса быстро складываются, если их соединения каким-то образом смещаются. Ущерб от прогиба является кумулятивным, но в основном происходит из-за повреждений при столкновении или перенапряжения, а не из-за возраста и коррозии. [7]
Вертикальный просвет для транспортных средств ограничен порталами и боковыми распорками. Они относительно низкие на старых мостах. На мостах штата Вашингтон распорки часто изогнуты вниз на внешних концах, с меньшим просветом над внешними полосами и внешними обочинами. Высокие грузы затем должны использовать внутренние полосы для максимального просвета. Эти мосты уязвимы для ударов транспортных средств большой высоты, и такие удары были обычным явлением. Известно, что на этом мосту произошел удар 22 октября 2012 года, и следователи обнаружили доказательства нескольких других ударов в прошлые годы. [8] Отчеты об осмотре моста, датированные 1979 годом, часто отмечают повреждения, вызванные транспортными средствами большой высоты, а отчет об осмотре конца 2012 года отметил трехдюймовую рану в стали. [9]
По словам Чарльза Редера, профессора гражданского строительства в Университете Вашингтона в Сиэтле, мосты со сквозными фермами были распространенной конструкцией мостов в 1950-х годах (в США насчитывается 10 200 мостов со сквозными фермами), но «если вы удалите часть верхней обвязки, вы настроите мост на потерю устойчивости». [10] До появления компьютеров инженеры-мостостроители анализировали силы ферм с помощью логарифмической линейки , причем каждый расчет был трудоемким. Хотя метод конечных элементов и теория пластического проектирования , оба способные анализировать избыточные конструкции, были недавно сформулированы и время от времени использовались, они требовали значительно больше вычислений, чем простые методы расчета для статически определимых конструкций, что исключало использование избыточных структурных элементов. В то время проектировалось большое количество мостов, и не хватало инженеров-конструкторов, чтобы спроектировать многие мосты как неопределенные конструкции . [11]
В настоящее время в большинстве новых мостов для пролетов среднего размера избегают сквозных ферм и других конструкций, критических к разрушению. Использование трех или более параллельных главных балок или ферм позволяет конструкции выдерживать отказ одного компонента.
Обрушение было вызвано полуприцепом-тягачом, двигавшимся на юг из Канады, перевозившим крупногабаритный груз в Ванкувер, штат Вашингтон , что напрямую повредило стойки стабилизатора поперечной устойчивости и, косвенно, пояса сжатия в стальной раме верхнего моста ( ферменной конструкции ) на самом северном пролете моста. [12] Несмотря на то, что для обеспечения безопасного проезда груза был нанят пилотный автомобиль, водитель-пилот разговаривал по мобильному телефону [13] и не сообщил по радио водителю грузовика о том, что возникнут проблемы с пересечением моста Скаджит, и не предупредил водителя грузовика о необходимости использовать более высокий просвет внутренней полосы. [14] [15] Вертикальный просвет от проезжей части до верхней арочной балки на внешней полосе составлял 14 футов 7 дюймов (4,45 м), и все грузовики с крупногабаритными грузами должны были двигаться по внутренней полосе, где просвет составлял около 17 футов (5,2 м) (часть « критической для разрушения » проектной проблемы, устраненной после инцидента). Вместо этого крупногабаритный грузовик въехал на мост по внешней полосе, в то время как второй полуприцеп и BMW проезжали мимо него по внутренней полосе. [16] Крупногабаритный грузовик получил разрешение штата на перевозку крупногабаритного груза на высоту 15 футов 9 дюймов (4,80 м), и после обрушения «на корпусе оборудования для перевозки крупногабаритного груза, перевозимого на грузовике, были видны вмятина на верхнем углу и царапина вдоль верхней стороны». [17] Национальный совет по безопасности на транспорте (NTSB) измерил высоту грузовика после столкновения, которая составила 15 футов 11 дюймов (4,85 м). [18]
Крупногабаритный грузовик завершил пересечение моста, в то время как первый пролет сразу же рухнул позади него. И водитель крупногабаритного груза, и пилот автомобиля остались на месте и сотрудничали со следователями. [19]
Непосредственных жертв не было, но трое человек были доставлены в местные больницы [20] после того, как их спасли из упавших автомобилей. Автомобили остались на затопленном мостовом настиле после того, как он упал в реку. [21] [22]
Водитель грузовика, работающий в Mullen Trucking, перевозил негабаритный груз, содержащий корпус для бурового оборудования. [23] Вице-президент компании Эд Щербински заявил, что разрешения были выданы штатом Вашингтон, включающие разрешение на все мостовые переходы на маршруте. [23] Грузовик вел по мосту пилотный сопровождающий автомобиль . [24] [25] Представитель Департамента транспорта штата Вашингтон заявил, что никаких предупреждающих знаков, ведущих к мосту, относительно его высоты клиренса, нет. [26] В Вашингтоне только переходы менее 14 футов (4,3 м) (обычный допустимый предел высоты) должны быть предварительно обозначены ограничениями по высоте. [27]
Негабаритный грузовик также повредил стойку качения второго пролета, но недостаточно, чтобы вызвать обрушение. Этот пролет был впоследствии отремонтирован. [ необходима цитата ]
Патруль штата Вашингтон и Национальный совет по безопасности на транспорте расследовали аварию. В отчете NTSB приписывается столкновение тому, что грузовик с высоким грузом находился на неправильной полосе (внешняя полоса моста), и что он был вытеснен на обочину проезжающим мимо грузовиком. Он приписывает обрушение моста столкновению, в результате которого были выведены из строя несколько распорок, что дестабилизировало критически важные несущие элементы (верхний пояс). [18]
Двое из трех жертв обрушения подали иск против Mullen Trucking, водителя грузовика, водителя пилотной машины и компании пилотной машины. Согласно иску, халатность компаний-перевозчиков и пилотной машины привела к обрушению моста. Несмотря на проблемы, связанные с тем, что Департамент транспорта штата Вашингтон (WSDOT) не отметил мост через реку Скагит в своем списке опасностей по высоте для дальнобойщиков, планирующих маршруты для негабаритных грузов, [9] WSDOT не был назван в иске, поскольку жертвы и их адвокат не хотели вовлекать деньги налогоплательщиков. [28]
Губернатор Джей Инсли объявил экономическое « чрезвычайное положение » для трех близлежащих округов ( округ Скаджит , округ Снохомиш и округ Уотком ), чтобы справиться с перебоями в движении и местной экономикой. [29] Движение по I-5 было организовано в объезд места обрушения на соседнем мосту Риверсайд Драйв выше по течению, что вызвало заторы на дорогах в этом районе. [30] Другие объезды включали государственную трассу 536 через центр города Маунт-Вернон и через остров Фир . [31]
Разрушенный пролет был временно заменен парой двухполосных мостов, изготовленных ACROW, которые были накатаны на существующие опоры моста. Он был введен в эксплуатацию 19 июня. [32] Инспекции временного пролета в конце июля 2013 года выявили, что часть «Г»-образного стыка, который удерживает асфальт на месте между временным мостом и постоянной дорогой, отошла. [ необходима цитата ] Правая полоса моста была закрыта примерно на два часа, пока бригады приваривали стык на место и укладывали новый асфальт. [ необходима цитата ]
Контракт на сумму 6,87 млн долларов был заключен с подрядчиком Max J. Kuney Construction из Спокана на проектирование и строительство постоянного заменяющего пролета. [33] Он был построен рядом с временным пролетом без остановки движения и перемещен на место во время ночного закрытия 14–15 сентября 2013 года. [34]
Вскоре после этого были внесены изменения в три оставшихся пролета, чтобы поднять максимально допустимую высоту моста, что включало замену изогнутых верхних распорок на прямые. Эта модернизация обеспечивает полный 18-футовый (5,49 м) вертикальный просвет по всем четырем полосам движения, позволяя транспортным средствам с большим весом двигаться по внешним полосам. Работа была завершена в середине ноября 2013 года. [35] [36]
Обрушение вызвало вопросы о том, как WSDOT регулирует крупногабаритные транспортные средства. WSDOT оставляет водителям право самостоятельно определять безопасный маршрут до места назначения, в отличие от многих других штатов, где маршруты назначаются. Однако, хотя WSDOT предоставляет этим водителям список опасностей в штате, он не включил мост через реку Скаджит в список опасностей, хотя верхние распорки внешней полосы были на целых 2 фута 5 дюймов (0,74 м) ниже, чем внутренняя полоса. Законодатели штата немедленно начали изучать изменения в законах штата о крупногабаритных транспортных средствах. [9]
Мост, построенный вместо рухнувшего моста, был назван Мемориальным мостом офицера Шона М. О'Коннелла-младшего. [37] Полицейский Шон О'Коннелл погиб, управляя движением по объездной дороге, когда его мотоцикл врезался в грузовик. [38] Вскоре после аварии три законодателя штата предложили законопроект, согласно которому отремонтированный мост будет переименован в его честь; [39] это изменение было одобрено Транспортной комиссией штата Вашингтон . [40]
До обрушения моста Сиэтлское отделение Американского общества инженеров-строителей (ASCE) выпустило Отчетную карту за 2013 год по инфраструктуре штата Вашингтон. Мостам штата была присвоена оценка «C−» (средний балл среди штатов). В Вашингтоне было 400 мостов с дефектами конструкции. Тридцати шести процентам всех мостов более 50 лет. Самые старые мосты были спроектированы на ожидаемый срок службы всего 50 лет; поддерживать их в безопасности становится все сложнее и дороже. [41] Правозащитная группа Transportation for America сообщает, что 5,1% мостов Вашингтона имеют дефекты конструкции, что является шестым лучшим показателем в стране. [42]
{{citation}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
