Почему мост в США быстро рухнул, когда в него врезался грузовой поезд

Конструкция моста Фрэнсиса Скотта Ки, разработанная в 1970-х годах, возможно, оказалась недостаточно прочной, чтобы защитить его от удара большого контейнеровоза.

Гигантское грузовое судно врезалось в мост Фрэнсиса Скотта Ки в Балтиморе, штат Мэриленд, 26 марта, в результате чего несколько человек пропали без вести и произошел крупный экономический и социальный сбой. По данным Independent , есть много вопросов о столкновении, в том числе о том, почему судно врезалось в мост напрямую и почему мост рухнул так быстро после аварии. Эксперты говорят, что, возможно, еще слишком рано говорить о том, что именно произошло во время столкновения и последующего обрушения. Однако они подчеркивают, что мосты такого типа особенно хорошо построены с такой защитой от столкновений, и что сила, необходимая для обрушения моста, огромна.

Мосты рушились после столкновений с кораблями в прошлом. По словам Тоби Моттрама, исследователя из Уорикского университета, в период с 1960 по 2015 год произошло 35 крупных обрушений мостов после столкновений с кораблями. Этот реальный риск побудил к строительству современных мостов с устойчивостью к столкновению. Инженеры разработали ряд требований и мер безопасности для обеспечения устойчивости мостов в случае столкновения.

Большие мосты, пересекающие водные пути, требуют защиты своих опор и устоев. Эта защита может принимать различные формы, говорит Роберт Бенаим, проектировщик мостов и научный сотрудник Королевской инженерной академии. «Это может быть структурная защита, например, установка стальных конструкций на морском дне для остановки или отклонения судов. Или это могут быть искусственные острова для больших судов, чтобы они никогда не подходили близко к устоям», — говорит Бенаим.

Мост Фрэнсиса Скотта Ки является относительно новым, поэтому эксперты полагают, что он был построен с учетом того, что опоры могут быть затронуты. Опоры имеют решающее значение, поскольку любой структурный сбой там, особенно в центре, может привести к обрушению всего моста. По словам Ли Каннингема, доцента кафедры структурной инженерии в Университете Манчестера, масса и скорость поезда являются основными факторами, определяющими величину удара. Аналогичным образом, направление удара также является важным фактором, рассчитываемым на основе расположения полосы движения.

В случае моста Фрэнсиса Скотта Ки, проект моста 1970-х годов, возможно, не учитывал огромные размеры и мощь современных судов. Грузовое судно, которое врезалось в мост, называвшееся Dali, было огромным — 1000 футов в длину и 160 футов в ширину — перевозившее огромный груз и двигавшееся с неизвестной скоростью. Моттрам говорит, что вполне возможно, что опоры моста не были рассчитаны на то, чтобы выдерживать масштаб столкновения с современным судном, поскольку такие суда, как Dali, в то время не проходили через гавань Балтимора. Хотя мост Балтимор-Ки соответствовал стандартам безопасности и правилам проектирования в 1970-х годах, на нем, возможно, не было защиты, чтобы справиться с движением современных судов.

Однако профессор Моттрам также подчеркнул, что не только технология на мосту не смогла предотвратить столкновение. «Навигационная технология должна была предотвратить столкновение поезда с мостом», — сказал он. По словам Моттрама, приоритетом расследования должно стать выяснение того, почему технология не сработала на поезде.

Что поражает в видео крушения, так это то, как быстро рухнул мост. Как только мост начал прогибаться, он рухнул полностью. Это отчасти потому, что конструкция была построена как сплошной ферменный мост, сделанный из длинных стальных ферм, проходящих через три основных пролета, а не из нескольких соединительных секций у подножия моста.

Столкновение с таким большим судном, как Dali, значительно превышает расчетную нагрузку на длинные конические бетонные опоры, которые поддерживают ферменную конструкцию. После того, как опоры разрушаются, вся ферменная конструкция очень быстро рушится, объясняет Эндрю Барр, аспирант кафедры гражданского и структурного проектирования в Университете Шеффилда.

«Это пример того, что инженеры называют каскадным обрушением, когда отказ одного структурного элемента приводит к отказу соседнего элемента, который не может выдержать новую нагрузку выше. В этом случае обрушение опоры привело к тому, что неподдерживаемая часть фермы прогнулась и упала. Поскольку это непрерывная ферма, нагрузка перераспределяется. Ферма вращается вокруг оставшейся опоры как качели, временно поднимая северный пролет, прежде чем натяжение заставит его также обрушиться. В результате вся ферма рушится в воду», — сказал Барр.

Ан Кханг (по данным Independent )

Ссылка на источник