明尼阿波利斯大桥塌陷事故调查

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1、明尼阿波利斯大桥塌陷事故调查王跃年(中铁大桥局股份有限公司,湖北武汉430080)摘要：美国明尼阿波利斯大桥发生崩塌事故，各单位对其进行了事故检查和原因分析，为了加强国家基础设施的安全性，美国增大预算，对国内类似桥梁进行了全面的检查。关键词：大桥；塌陷；调查；基础设施8月1日18:05，跨密西西比河的明尼阿波利斯大桥发生塌陷，13人当即遇难。调查人员对大桥残骸进行了仔细检查,以确定这次桥梁塌陷发生的原因，明尼苏达州交通局（MN/DOT）也加速研究在原地建造一座新桥的计划。这次大桥塌陷事故使人们开始质疑国家保持甚至提高国内老化基础设施建设的能力。这座桥建立于1967年，

2、是由密苏里州马里兰著名的Sverdrup&Parcel土木工程公司设计，它主持设计了路易斯安那超级圆顶体育场和乞沙比克湾桥梁隧道等结构。（斯维德鲁普·帕瑟尔工程公司已经成为雅各布斯工程有限公司一部分，总部设在加利福尼亚州帕萨迪纳市）。明尼阿波利斯大桥设计长度为1907英尺，采用14跨钢桁梁结构，其中有两跨主桁梁位于钢筋混凝土桥面下。根据明尼苏达州交通局2006年6月桥梁核查报告中对关键杆件破裂的分析结果，这两个主桁梁和钢梁由焊接横梁连接，悬臂在每个主桁梁上以支撑27英寸（686毫米）深的轧制钢梁公路桁梁。这些桁梁大约是60英尺（18米）深，主跨在此处与桥墩相连，大桥共

3、8车道，包括2英尺（0.6米）的路肩。根据明尼苏达州交通局（MN/DOT）地铁区工程师哈尼所述，大桥坍塌发生在夜间大桥交通拥挤时段，当时工作人员正在对该桥的混凝土桥面和伸缩缝进行修理，往南方向的两条内车道被禁止通行，交通被引向已经被修理过的外车道。而往北的方向，当时外车道正在被修理，交通被引向内车道。在大桥塌陷事故发生之前，已经有几篇介绍大桥状态的报告发表，其中包括乌尔斯公司在2006年7月提交的针对大桥疲劳寿命评价和冗余分析的报告,﹙乌尔斯公司是一家位于旧金山的工程咨询公司﹚,明尼苏达州交通局（MN/DOT）2006年6月核查报告以及明尼苏达州大学研究者于2001年

4、提交的关于桥面桁梁疲劳寿命评价的报告。而2007年1月乌尔斯报告的补充也发布。2001年疲劳评估报告检查了该桥的疲劳裂纹，表明在主桁梁体系中存在冗余缺乏，意味着“如果一根杆件被疲劳裂纹切断，理论上讲，这个主桁梁平面将崩塌。”这项研究重点强调了主桁梁体系隔膜上拉力杆件和每两年检查一次的所有角焊缝。它也介绍了位于下弦杆上的拼接焊缝和六个月内桥面桁架对角线的检查结果。2006年6月明尼苏达州交通局报告由该局维修操作和大桥检查单位准备，它提出了几个长期建议，包括修复路面和整个结构的最终替换。在这份报告中也提出了五个立即维修保养的建议，包括引桥疲劳裂纹的详细检查和螺栓替换。这些

5、严格的检查涉及到引桥和贯穿整个上部附属结构的疲劳裂纹，其中有几个意见被搁置。2006年7月乌尔斯报告和2007年乌尔斯补充报告目的是为了决定哪一个上层附属结构的关键杆件易受破裂影响，如果检测到任何关键杆件失效，那就要么发展八个关键部分对其进行加固，要么改进冗余，将构架的张应力减到最小以代替桥面。根据明尼苏达州交通局（MN/DOT）桥梁工程师Dorgan所说，所有这些发现的结构疲劳裂纹都是在引桥上存在的，而且这些裂纹已经修补完成。他说，“在检测桁架跨度时没有发现任何疲劳裂缝。”他声称2007年1月乌尔斯研究的补充报告提出了3种做法：利用钢板加强52根桁梁杆件，对桁梁进行

6、无损检测检查，或者结合两种措施。明尼苏达州交通局（MN/DOT）选择对桁梁进行无损检测检查。2007年5月，明尼苏达州交通局（MN/DOT）对所有西侧桁梁的关键部位和东侧桁梁的部分关键部位进行了检查。在完成修补工程后,于9月进行了其余部位的检查。Dorgan指出尼苏达州交通局（MN/DOT）已经安排了一个会议，在8月20日与乌尔斯一起讨论5月检查的发现，总结出先前存在于拼接内隔膜箱型桁梁杆件中的定位焊裂纹没有任何改善。这些定位焊也是乌尔斯报告讨论关键点之一。调查者通过分析文件﹑录像﹑目击者的说法以及大桥的遗迹以确定事故的起因。这些调查者是由国家运输安全局、WissJa

7、nneyElstner(WissJanneyElstner是位于伊利诺斯州诺茨布鲁克的独立咨询公司，曾经受雇于明尼苏达州交通局)以及由美国交通局秘书玛丽.彼得斯组织的团队。美国交通局代表在新闻发布会上说“响应联邦号召，恢复重建。”玛丽.彼得斯也要求她的部门检察员对国家桥梁检查程序进行全面严格的评估，国家预期全面公开的检查将在数月后完成。由于这座大桥是明尼阿波利斯州的一条主要公路干道，根据明尼苏达州交通局（MN/DOT）网站报道，这个月将快速设计和建设一个相应工程以替代原有结构。布什总统审定并批准了这项投资计划,在本月集会时，国会也批准了这个计划。这项