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.

26 марта гигантское грузовое судно врезалось в мост Фрэнсиса Скотта Ки в Балтиморе, штат Мэриленд, в результате чего многие люди пропали без вести и возникли серьезные социально-экономические последствия. По данным Independent , существует много вопросов относительно столкновения, в том числе, почему судно врезалось в мост лоб в лоб и почему мост так быстро рухнул после аварии. Эксперты говорят, что пока еще рано говорить о том, что именно произошло во время столкновения и последующего обрушения. Однако они подчеркнули, что мосты такого типа необходимо строить с учетом защиты от ударов, и что для того, чтобы мост обрушился, потребуется огромная сила.

В прошлом многие мосты рушились из-за столкновений с судами. По данным исследователя Тоби Моттрама из Уорикского университета, в период с 1960 по 2015 год произошло 35 крупных обрушений мостов в результате столкновений с судами. Эта экзистенциальная угроза подтолкнула к строительству современных мостов, устойчивых к столкновениям. Инженеры разработали ряд требований безопасности и решений, обеспечивающих устойчивость моста в случае столкновения.

Большие мосты, проходящие через морские пути, требуют защиты опор и устоев моста. По словам Роберта Бенаима, проектировщика мостов и научного сотрудника Королевской инженерной академии, защита может иметь разные формы. «Это может быть в форме структурной защиты, например, вставки стальных конструкций на морское дно для блокировки или отклонения судов. В качестве альтернативы можно использовать искусственные острова для больших судов, чтобы суда никогда не подходили близко к подножию моста», — сказал Бенаим.

Мост Фрэнсиса Скотта Ки — относительно новый объект, поэтому эксперты полагают, что он был построен с учетом возможного столкновения опор моста. Участок основания очень важен, поскольку любое повреждение конструкции там, особенно в центральной точке, может привести к обрушению всего моста. По словам Ли Каннингема, доцента кафедры строительной инженерии Манчестерского университета, основными факторами, определяющими уровень силы удара, являются масса и скорость поезда. Аналогичным образом, направление столкновения также является важным фактором, рассчитываемым на основе местоположения движущегося потока.

В случае с мостом Фрэнсиса Скотта Ки проект моста 1970-х годов, возможно, не учитывал огромные размеры и мощь судов, которые сегодня проплывают под ним. Грузовое судно, врезавшееся в мост Дали, было огромным: его длина составляла 300 метров, ширина — 48,2 метра. Оно перевозило большое количество груза и двигалось с неизвестной скоростью. По словам профессора Моттрама, вполне возможно, что опоры моста не были рассчитаны на то, чтобы выдержать столкновение с современным судном, поскольку в то время такие суда, как «Дали», не проходили через гавань Балтимора. Несмотря на то, что мост Балтимор-Ки соответствовал стандартам безопасности и нормам проектирования в 1970-х годах, он может не иметь достаточной защиты, чтобы выдерживать современные перемещения судов.

Однако профессор Моттрам также подчеркнул, что не только технологии на мосту не позволили избежать катастрофического столкновения. «Навигационная технология должна была предотвратить прямое столкновение поезда с мостом», — сказал он. По словам Моттрама, приоритетом расследования должно стать выяснение причин, по которым технология не сработала на судне.

На видеозаписи столкновения следует отметить чрезвычайно быструю скорость обрушения моста. Как только мост начал прогибаться, он быстро рухнул полностью. Отчасти это связано с тем, что конструкция была построена как сплошной ферменный мост, состоящий из длинных стальных ферм, проходящих через три основных пролета, а не из нескольких соединительных секций у подножия моста.

Столкновения с крупными судами, такими как грузовое судно Dali, значительно превышают расчетные нагрузки для удлиненных бетонных опор, поддерживающих ферменную конструкцию. Эндрю Барр, аспирант кафедры гражданского и строительного проектирования Шеффилдского университета, объясняет, что после разрушения опор моста вся ферменная конструкция очень быстро рухнет.

«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