Featured image By Martha T (05-23-13 Skagit Bridge Collapse) , via Wikimedia Commons

Bridge Failure は、飛行機事故、テロ、自然災害に匹敵する規模の負傷、死亡、財産被害を引き起こす可能性があるのです。 そのため、橋の設計者、エンジニア、建設作業員、管理者、検査官は、その仕事を非常に重要視しています。 この記事では、橋が重大な損傷を受けたり、崩壊したりする主な理由を明らかにし、これらの要因によって崩壊した、またはこれらの要因にもかかわらず生き残った橋から学んだ教訓を紹介します。 しかし、それらが一度に起こると、壊滅的な結果を招きます。 例えば、強風が吹いても、構造物が倒壊するほどではないかもしれません。 1782>

By Mike Wills (Flickr) , via Wikimedia Commons

ミネアポリスの I-35W ミシシッピー川橋は 2007 年 8 月に突然崩壊した。 公式な原因は、薄すぎてリベットの線に沿って破れたガセット プレートに起因するとされました。

その問題。 このプレートは40年間、激しい交通量を支えてきました。 当時、橋の上に駐車していた建設機械の重量が加わったことが、破損の引き金となったのである。 もう一つの原因。 ガセットは、この壊滅的な崩壊の根本原因として特定されましたが、実際には、3 つの別々の要因が重なって災害につながりました。 同団体の報告によると、国内の 9 つの橋のうち 1 つは構造的に欠陥があると見なされ、米国の橋の平均年齢は 42 歳以上です。 橋の老朽化と状態は、最近の多くの崩壊の一因となっています。

ひとつだけポジティブなことがあります。 最新の機器により、老朽化した橋を点検し、潜在的な構造上の問題を探すことが容易になりました。

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2013年のI-5のスカジット川橋の崩壊はインフラ関連の問題とされている。 橋を渡る特大の積荷が直接的な原因である。 しかし、この橋は機能的に廃止されたため、橋を渡る車両に多くの重量制限がかけられていました。 これは、現在橋を建設する場合に必要とされる冗長構造やシステムを備えていないことを意味する。 もし、この時代遅れの橋が、今日の安全な基準を活用して、もっと早く補強や交換されていれば、崩壊は避けられたかもしれません。

洪水

今日の気候変動とそれに伴う異常気象は、橋に洪水関連の被害をより多く与えています。 この被害のほとんどは、水だけによるものではありません。 洪水の際、川は木や建物などの瓦礫を拾い上げ、橋に力強く押し付け、橋の基礎が流され、構造要素がばらばらになります。

ほとんどの倒壊は、設計者が今日の嵐に耐えなければならないことを想像できなかった大昔に建てられた橋で起こります。 これは、橋の設計者にとって重要な教訓です。 2016 年 8 月にルイジアナ州で発生した豪雨により、タンジパホア パリッシュのウォルシュ ロード橋とスタイン ロード橋が洪水に関連して大きな被害を受け、架け替えが必要になりました。 比較的小さな地元の 2 つの橋の被害は大きな問題ではないように見えますが、6 か月以上にわたって橋を閉鎖したことで、暴風雨から回復しつつある地域に大きな経済的影響が生じました。 雨水排水システムの設置や橋の補強など、より良い計画があれば、このような苦難を避けることができたかもしれません。

Unexpected events

When it comes to bridge construction, engineers simply not know what they don’t know. 数え切れないほどの橋の事故が、構造または設計に関連する予期せぬ問題によって起こります。

良い知らせは、コンピューターによるモデリングと試験により、エンジニアはさまざまな橋の設計が幅広い予期せぬ条件の組み合わせに対してどのように耐えられるかを容易に確認できるようになったことです。 それでも、変化の激しい今日の世界で未知の可能性をカバーするために、構造物に冗長性を持たせることは重要です。

香港のチンマー橋は、世界で最も長い吊橋の1つです。 地震、強風、荒波、台風に見舞われる場所に建設されています。 1997年の完成に先立ち、スケールモデル、風洞、コンピューターによる大規模なテストが行われました。 トラックによる支柱への衝突、列車による線路からの転落、ボートによる基礎への衝突など、事故は橋の損傷や倒壊の主な原因の 1 つです。 橋のエンジニアは、現在存在する車両によるもの、運転手のいない車、大型の海上タンカー、クルーズ船、さらに近い将来および遠い将来に橋に影響を与える可能性のある操縦士のいないドローンなど、あらゆる種類の事故を想定して計画しなければなりません」

1982年に、ワシントン ナショナル空港から飛び立った飛行機が、30秒後にポトマック川にかかる14丁目橋に墜落しました。 橋の上を走っていた7台の車が飛行機に衝突され、凍った水の中に突っ込んでいきました。 乗っていた4人が死亡した。 驚くべきことに、橋の側面から数百フィートのガードレールと壁が引きちぎられただけであった。 これは、首都の中心近くに建設された構造物の強さと耐久性を証明するものです。

建設事故

橋の中には完成に至らないものもあります。 建設中に失敗するのである。 これらの事件から学んだ教訓は、設計者やエンジニアが橋の建設のあらゆる側面を段階的に計画し、新しい段階が前の段階に与える影響を分析することが同様に重要であるということです。

1907 年に、壮大な失敗が、ケベック市の建設中に発生しました。 設計者は、建設過程のある時点で、橋の重さが見積もりより800万ポンドも多いことに気づきました。 しかし、設計者はこれを調整するほど重大な問題とは感じていなかった。 その直後、現場のエンジニアが橋のフレームが曲がり始めていることに気がついた。 しかし、この指摘を真に受けず、「納品時に曲がっていた」と言い張る者もいた。 その後、橋は崩落し、75人の作業員が死亡した。 結局、梁は 800 万ポンドの追加荷重を処理するのに十分ではなかったと判断されました。

Design flaws and manufacturing errors

過去に比べると少なくなってきましたが、重大な設計ミスや建設工程で使用した材料に関する問題によって完成後すぐに破損する橋があります。 建設プロセスを通じて頻繁に検査を行うことで、問題や欠陥を特定するために必要な「新鮮な目」を提供することができます。 新しいタイプのリフトと装置により、検査官が橋の届きにくい場所に行くのが容易になりました。

オリジナルのタコマ ナローズ橋は、1940年にワシントン州のプジェット湾を横断するために建設されました。 一般公開から約4ヵ月後、水中に崩れ落ちました。

その問題とは。 設計上の欠陥により、風で激しく揺れるようになった。 この橋は「ギャロッピング・ガーティー」というニックネームで呼ばれ、今でも工学の教科書に「風の強い場所に橋を架けてはいけない」という例として紹介されています。 その理由は？ かつて、より多くの橋が燃えやすい木で造られていたからです。 しかし、火災は今でも橋を破壊する可能性があり、特にトラックやタンカーとの衝突や建設事故 によって、鋼鉄製のインフラストラクチャの部品を溶かすような非常に高温の火災につながる場合があります。

超高温の炎上を避けるために橋の設計者が取るべき対策の1つは、ガス、電気、その他の公益事業ラインが火災の原因や要因とならないよう橋の公益事業インフラを保護することです

ピッツバーグの88歳のリバティ橋は2016年の9月に建設関連の火災により大きく損傷しています。 溶接工具の火花が、引火性の高いプラスチックパイプと防水シートに引火したのです。 この火災は非常に高温で燃え、長さ30フィートの重要な鉄骨梁を6インチ曲げました。 この梁は、240万ポンドの圧力を支えるように設計されていました。

Earthquakes

まれではあるが、地震による橋の崩落は壊滅的な被害をもたらすことがある。 揺れる橋や倒壊した橋の部分は、人々がこれらの強力な自然現象を連想させる象徴的な映像や静止画になることがよくあります。 橋のエンジニアは、最も激しい地震や余震にも耐えられるように、より軽く、適切な場所に柔軟性と剛性を加える橋を作る方法を見つけました。

1989年のロマ プリータ地震で落下したサンフランシスコ-オークランド ベイブリッジの一部の写真を忘れられない人はいないでしょう。 幸いなことに、この壊滅的な崩壊で犠牲になったのは、たった一人の命でした。 この事故の後、既存のリベットを熱処理した強力なものに交換したり、橋が左右に揺れたときに大きな安定性をもたらす斜めのボックス ビームを追加するなど、大幅な改良が行われました

Conclusion

橋の故障を避ける最善の方法は、起こることを想定して計画することです。 それが、怪我や人命の損失、財産の損傷、破壊から一般市民を守る唯一の方法なのです。 橋の設計と建設の品質を向上させる方法についてご興味がおありですか？ 経験豊富なサプライヤーにお問い合わせください

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