失败的佛罗里达立交桥本应成为加速桥梁建设的光辉典范

失败的佛罗里达立交桥本应成为加速桥梁建设的光辉典范

上周,当汽车沿着迈阿密繁忙的西南第八街行驶时,他们可能会注意到佛罗里达国际大学新建的一座桥。3 月 15 日,即这座桥建成仅五天后,950 吨混凝土就崩塌,造成六名驾车者死亡。

这座桥最初被誉为一项工程壮举,采用一种越来越流行的建筑方法建造而成。但随着调查人员在废墟中寻找桥梁倒塌的线索,这座桥背后的技术也受到了审视。

“加速桥梁建设”或 ABC 是一系列旨在缩短桥梁建设时间的策略。该理念以节省安全时间、降低成本和减少交通影响来衡量其成功与否。

这个过程其实并没有那么快:桥梁不是在现场建造,而是在其他地方使用一种称为预制桥梁施工的技术建造。然后,将其运送到施工现场并快速组装——有时只需几个小时。

土木工程师兼桥梁专家 Mary Lou Ralls 表示,自 20 世纪 80 年代以来,美国数千座桥梁均采用了 ABC 结构。Ralls 是 FIU 加速桥梁建设-大学交通中心的技术转让主任,该中心是一家由联邦政府资助的机构,但讽刺的是,早在这座桥倒塌之前,它就将大学本身变成了 ABC 的象征。该中心由一群桥梁工程师创立,他们热衷于推广和研究 ABC 结构,以降低所谓的“桥梁建设的社会成本”。

这些成本包括建造桥梁所需的时间以及桥梁工人面临的安全隐患。在美国,每五分钟就会发生一次施工区事故,交通事故占施工区死亡人数的 73%。

传统上,混凝土桥梁是在施工现场浇筑的,这对工人来说很危险,对司机来说也不方便。这相当于自己制作乐高积木——这个过程可能需要几个月甚至几年。

对于 ABC 桥,混凝土是在场外浇筑和安装的。支持者表示,这样可以控制质量和精度。然后,建造者在未来桥梁的工地附近将各个部分像商店买来的乐高积木一样拼凑起来,并迅速安装。

组装完成后,FIU 大桥通过自推进模块化运输机(一种可承载大量负载的计算机控制车辆)吊装到街道上方。然后,大桥被放到街道两侧的支架上。据 FIU 称,该桥是有史以来使用该技术吊装的最大人行天桥。

完工后,FIU 大桥看起来应该像一座斜拉桥——传统悬索桥的现代版本,其负载沿着固定在单个塔上的一组缆索分散。然而,缆索(从未固定)只是次要的支撑元件。未完工的结构实际上是一座桁架桥。当您想到桥梁类型时,您可能会想到一种金属结构——通常用于铁路桥梁——依靠三角桁架来承受桥梁的负载。

然而,在这种情况下,桥梁采用的是混凝土桁架。密苏里科技大学结构工程学教授、桥梁专家约翰·J·迈尔斯 (John J. Myers) 表示,这种情况并不常见。他说:“桁架通常由钢构件制成。”但他补充说,由于混凝土不易腐蚀,而且维护成本低于钢材,因此在过去几十年里,混凝土在所有桥梁建设中越来越受欢迎。

大多数现代混凝土都用金属加固,FIU 大桥也不例外。大桥内部有钢筋,在倒塌当天正在加固。迈尔斯说,加固工作是一项精细的工作。“你可能会在结构中产生扭转或偏心,”他说。但尽管过度拧紧的钢索可能导致危险的扭曲或开裂,但目前尚不清楚这起事件是否发生了这种情况。

3 月 13 日,大桥项目的首席工程师给佛罗里达州交通部留下了语音邮件,通知该机构大桥北端出现裂缝。不幸的是,这条消息直到大桥倒塌后才被恢复。佛罗里达州交通部在一份声明中表示,在大桥倒塌前一天的一次会议上,该机构没有接到任何生命安全问题的通知。

迈尔斯说,裂缝并不一定意味着桥梁会倒塌。“出现一些裂缝并不一定是坏事,”他说。“这取决于裂缝的位置、宽度等因素。”

那么是什么导致了大桥倒塌——是设计、施工还是 ABC 技术?在负责调查民用交通事故的国家运输安全委员会完成调查之前,我们无法找到答案。但迈尔斯说,“有某种因素引发了这次事故”——可能是施工现场流程、设计或制造问题,也可能是多种因素的综合作用。“肯定有原因。”大桥设计方 FIGG Bridge Engineers, Inc. 表示,他们正在与当局合作。该公司在一份新闻稿中表示:“在我们 40 年的历史中,从未发生过这样的事情。”

在倒塌之前,这座桥不仅因为创新而受到称赞,还因为其潜在的经济和社会效益而受到称赞。这座桥旨在将 Sweetwater 镇与大学连接起来,使人们更安全地穿越繁忙的大道。该项目于 2013 年从美国交通部获得了 1140 万美元的资助。

佛罗里达国际大学校长马克·罗森伯格在 3 月 10 日大桥竣工后表示:“看到这一工程壮举得以实现,我们感到非常自豪和满意。”仅仅一周后,他通过一份更为严肃的新闻声明向佛罗里达国际大学社区发表了讲话。罗森伯格说:“我们为桥梁倒塌的受害者感到心碎。有人失去了生命。未来和家庭支离破碎。……我们的社区需要时间来恢复。”

同一天,美国国家运输安全委员会在推特上表示,调查人员已经抵达事故现场。他们将在那里停留几天,收集更多证据并进行采访。与此同时,迈阿密将继续哀悼,并对这场灾难性的坍塌事件提出自己的疑问。

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