science >> Wetenschap >  >> anders

10 redenen waarom bruggen instorten

FBI-agenten onderzoeken de ineenstorting van de I-35W-brug in Minneapolis, een ramp die blijkbaar wordt veroorzaakt door een inherente ontwerpzwakte. Zie meer brugfoto's. Scott Olson/Getty Images

Je denkt misschien niet aan de bruggen die je oversteekt op weg naar je werk, maar het zijn veel meer dan mooie constructies die uw woon-werkverkeer beheersbaar maken. Bruggen zijn cruciale vervoersverbindingen die weg- en spoorverkeer over rivieren vervoeren, kloven of andere wegen. Wanneer een brug instort of sluit voor reparatie, het kan enorme verkeersproblemen veroorzaken of mensen helemaal laten stranden, als ze op een eiland wonen.

Enkele van de meest omvangrijke en dure technische projecten in de geschiedenis hebben betrekking op het bouwen van bruggen. Hoewel de algemene fysica van het bouwen van bruggen al duizenden jaren bestaat, elke brug presenteert gecompliceerde factoren waarmee rekening moet worden gehouden, zoals de geologie van de omgeving, de hoeveelheid verkeer, weer en bouwmaterialen. Soms worden deze factoren verkeerd berekend, of er gebeurt iets dat de brugontwerpers niet hadden verwacht. Het resultaat kan tragisch zijn.

Terwijl we deze lijst met 10 redenen doornemen waarom bruggen instorten, houd er rekening mee dat de meeste instortingen van bruggen het gevolg zijn van meerdere factoren. Bijvoorbeeld, een overstroming die de pieren van de brug beschadigt, heeft misschien geen instorting veroorzaakt - behalve een ontwerpfout en slecht onderhoud. Verwijder een van die factoren en de brug is mogelijk rechtop gebleven. Anderzijds, soms botst een trein tegen een brug en valt hij gewoon naar beneden. We bekijken de mogelijkheden, beginnend op de volgende pagina.

Inhoud
  1. Aardbeving
  2. Vuur
  3. Treinongeluk
  4. Impact van de boot
  5. Overstroming
  6. Bouwongevallen
  7. Fabrieksfout
  8. Ontwerpfout
  9. Slecht onderhoud
  10. Vreemde gebeurtenissen

10:Aardbeving

Aardbevingen veroorzaken schade aan alle constructies, inclusief bruggen. Grote aardbevingen kunnen leiden tot het instorten van tientallen gebouwen, maar ingestorte bruggen zijn vaak de meest zichtbare tekenen van de verwoesting die een aardbeving kan aanrichten. Te midden van puin en verwoesting, de aanblik van een beschadigde brug vanuit tv-nieuwshelikopters valt op en wordt het iconische beeld van die specifieke ramp.

Dat is het geval met de aardbeving in Loma Prieta die in oktober 1989 de kuststeden Oakland en San Francisco trof in Californië. De aardbeving - genoemd naar een nabijgelegen berg - veroorzaakte 63 doden, en de meerderheid van hen vond plaats bij het instorten van twee bruggen:één persoon stierf toen een deel van de San Francisco-Oakland Bay Bridge bezweek, en 42 anderen kwamen om toen een groot deel van het Cypress Street Viaduct met de Interstate 880 instortte [bron:USGS].

Gelukkig, door aardbevingen veroorzaakte instortingen van bruggen zijn relatief zeldzaam. In aanvulling, bouwers kunnen bruggen bouwen in aardbevingsgevoelige gebieden om trillingen te weerstaan ​​- of op zijn minst het verlies aan mensenlevens te minimaliseren wanneer zich een aardbeving voordoet.

9:Vuur

Branden verwoesten bruggen niet vaak, maar ze kunnen veel schade aanrichten als ze dat doen. Vito Palmisano/Getty Images

Brand is misschien wel de zeldzaamste oorzaak van het instorten van een brug, maar vuur heeft in het verleden een paar bruggen neergehaald. In feite, het gebeurde veel vaker, toen bruggen nog van hout waren. Vooral treinbruggen waren gevoelig voor brand, omdat de stalen wielen van de trein op de stalen rails van het spoor regelmatig vonken op de brug afvuurden. Als het erg droog was of als de wind de vonken aanwakkerde, de brug kan vlam vatten en volledig afbranden [bron:Letchworth].

Brugbranden behoren niet tot het verre verleden, echter. Verschillende moderne bruggen zijn ook ingestort of zwaar beschadigd door brand. De oorzaak is meestal de crash van een tankwagen die een grote hoeveelheid van een licht ontvlambare stof zoals benzine vervoert. De crash veroorzaakt een explosie en een brand die zo hevig is dat het staal dat is gebruikt om de brug te bouwen, smelt. Eventueel, het verweekte staal kan de constructie niet meer dragen, en de brug valt.

Dit is precies wat er gebeurde in 2009 toen een tankwagen op de I-75 bij Detroit plotseling in brand vloog direct onder een brug. De resulterende inferno vernietigde de brug volledig en dwong de sluiting van de I-75. wonderbaarlijk, niemand werd gedood [bron:Guthrie].

8:Treinongeluk

Dit type instorting van een brug is buitengewoon zeldzaam, maar een van de ergste treinrampen in de geschiedenis, de treinramp in Eschede, was een instorting van de brug veroorzaakt door een treinimpact. In 1998, een hogesnelheidstrein die door Duitsland reed, had een mechanische storing aan een van de wielen. Het gebroken wiel raakte een schakelaar en verschoof het, volgende auto's op een ander spoor gooien. Bewegen met ongeveer 124 mijl (200 kilometer) per uur, de auto's ontspoorden en sloegen tegen de pijlers van een verkeersbrug die op dat moment over het spoor ging. Door de enorme impact kwam de brug rechtstreeks op de passagierswagons van de trein terecht, ze verpletteren. Als resultaat, 101 mensen stierven bij het ongeval [bron:Oestern]. Drieëntachtig mensen kwamen om bij een soortgelijke tragedie in de buurt van Sydney, Australië in 1977 [bron:ABC News].

Een meest ongewone vliegtuigcrash

Nog zeldzamer dan treinen die tegen bruggen botsen, zijn vliegtuigcrashes die bruggen vernietigen. De crash van Air Florida Flight 90 in 1982 trof de 14th Street Bridge over Interstate 395 nabij Washington National Airport, het doden van meerdere mensen in hun auto's. De brug stortte niet helemaal in, maar vereiste uitgebreide reparaties [bron:Wilber].

7:Botsimpact

New Orleans' Judge William Seeber Bridge in 2008. Mario Tama/Getty Images

Veel bruggen steken rivieren en andere wateren over. Boten die onder een brug door varen, gaan meestal vrij langzaam (vergeleken met treinen), maar boten hebben een ongelooflijke massa. Dit betekent dat zelfs een binnenschip, die meestal met zeer lage snelheden voortkruipt, kan enorme kracht uitoefenen als het botst met brugpalen of pijlers. Die kracht is in sommige gevallen voldoende om de brug omver te werpen.

Een voorbeeld van dit soort incidenten is de ineenstorting van de Judge William Seeber Bridge in New Orleans in 1993. De brug voerde het wegverkeer over een kanaal, en een schip dat onder de brug door voer, raakte een pijler die de brug ondersteunde en sneed het af. Bijna 46 meter van de brug stortte daardoor in. Een automobilist die op dat moment op de brug reed, stierf bij het ongeval [bron:NTSB]. Meer dan een dozijn grote instortingen van bruggen zijn de afgelopen 100 jaar veroorzaakt door bootbotsingen [bron:Wardhana].

6:Overstroming

Overstromingen veroorzaken instortingen van de brug op een paar verschillende manieren. Bij ernstige overstromingen kunnen rivieren en kreken overstromen, puin oprapen zoals bomen, auto's en delen van huizen. Als de rivier onder een brug doorgaat, de hoge waterstand slaat het puin in de brug. Als de impact de brug niet onmiddellijk vernietigt, het gewicht van de opgestapelde in combinatie met de kracht van het stromende water dat erop drukt, kan de brug naar beneden halen. Dit is wat er gebeurde met het Conemaugh Viaduct in 1889, toen de South Fork Dam in Pennsylvania instortte, het ontketenen van een enorme stroom water langs de Little Conemaugh River [bron:NPS].

Overstromingen kunnen bruggen op een veel verraderlijkere manier doen instorten - door geleidelijk de aarde rond en onder de brugpijlers weg te slijten. Van dit proces is bekend dat het ingenieurs overbrugt als: schuren , en komt voor wanneer brugfunderingen onder water worden geplaatst. De natuurlijke stroming van het water kan jarenlang schuren veroorzaken, maar bruggen zijn gebouwd om dat soort erosie te weerstaan. Engineering technieken zoals leggen riprap , of lagen van zware rotsen, kan schuren voorkomen. Echter, overstromingen zorgen voor een dramatische toename van de kracht en het volume van het water dat de brug beïnvloedt, en de schade aan sedimenten kan ervoor zorgen dat een brug onmiddellijk of zelfs dagen of maanden later instort. Een studie van de American Society of Civil Engineers heeft vastgesteld dat 53 procent van alle instortingen van bruggen wordt veroorzaakt door overstromingen en schuren [bron:Wardhana].

De Schoharie Creek Bridge is een voorbeeld van een instorting veroorzaakt door overstromingen en schuren. De brug droeg de New York State Thruway over de kreek. In 1987, voorjaarsoverstromingen veroorzaakten hoge waterstanden. Dit spoelde sediment weg van onder een van de brugpijlers, waardoor het in een gat van bijna 3 meter diep valt. Tien mensen stierven in de resulterende instorting van de brug [bron:Storey &Delatte].

5:Bouwongevallen

De Quebec-brug is tijdens de bouw twee keer ingestort voordat hij uiteindelijk werd gebouwd. Fox Photos/Hulton Archief/Getty Images

Een verrassend aantal bruggen stort in terwijl ze worden gebouwd. Je zou kunnen denken dat dit soort instortingen niet zo ernstig zijn omdat er op het moment van de instorting niemand op de brug reed. Helaas, enkele van de dodelijkste instortingen van bruggen in de geschiedenis hebben plaatsgevonden tijdens de bouw van de brug. Hoewel er op een functionele brug mogelijk maar een paar voertuigen staan ​​wanneer deze instort, er zijn honderden arbeiders nodig om een ​​brug te bouwen - die zich allemaal in gevaarlijke posities kunnen bevinden in geval van instorting.

De ineenstorting van de Quebec-brug in 1907 over de St. Lawrence-rivier in Quebec City laat zien hoe technische misrekeningen tot een ramp kunnen leiden. De brug is slechts gedeeltelijk gebouwd, maar delen waren al aan het buigen en breken door het gewicht van de brug zelf. Ingenieurs maakten zich zorgen, maar niet in staat snel genoeg actie te ondernemen. Toen het instortte, 74 arbeiders werden gedood [bron:Structurae]. wonderbaarlijk, toen de brug in 1916 werd herbouwd, het stortte weer in, het doden van nog 13 arbeiders. Het werd uiteindelijk voltooid in 1917 en is nog steeds in gebruik.

4:fabricagefout

Sommige instortingen van bruggen zijn mysteries wanneer ze voor het eerst gebeuren. Pas als een gedetailleerd onderzoek is voltooid, wordt de ware oorzaak onthuld. Over het wrak kammen, ingenieurs en ongevalsonderzoekers leggen de geschiedenis van de brug bij elkaar, kijken naar inspectierapporten en getuigenverklaringen van de ineenstorting. Soms, het simpele falen van een klein stukje van de brug veroorzaakte de hele ineenstorting. Soms werden laagwaardige of defecte materialen gebruikt, waardoor de hele brug te zwak is om de ontberingen van de tijd te weerstaan.

De ineenstorting van de Silver Bridge over de Ohio-rivier in 1967 bij Point Pleasant, W. Va. is berucht geworden vanwege zijn connecties met Mothman, een vreemd wezen dat vermoedelijk werd waargenomen in de buurt van Point Pleasant in de maanden voorafgaand aan de ineenstorting (de Richard Gere-film uit 2002 "The Mothman Prophecies, " schreef het verhaal op). In werkelijkheid, de ineenstorting was te wijten aan een fabricagefout in een van de stalen oogbalken die de brug omhoog hielden. Jarenlange corrosie verergerde het defect totdat het uiteindelijk faalde, resulterend in de dood van 46 mensen [bron:LeRose].

De ineenstorting van de Seongsu-brug in Korea in 1994 was te wijten aan staal van slechte kwaliteit in sommige delen van de brug en onjuiste lastechnieken in de constructie van de brug. 32 mensen kwamen om bij de ineenstorting [bron:Korea National Emergency Management Agency]. Het viaduct De la Concorde in Laval, Québec, Canada stortte in 2006 in, vijf doden. Uit het onderzoek is gebleken dat sommige aspecten van de constructie van de brug onjuist en niet volgens het ontwerp zijn uitgevoerd, en dat beton van inferieure kwaliteit te zwak werd om de constructie te dragen.

3:Ontwerpfout

Soms, bruggen bezwijken als gevolg van ontwerpfouten. Hulton Archief/Getty Images

Er zijn bruggen waarvan de instorting onvermijdelijk was voordat de brug ooit werd gebouwd. De fout ligt niet bij de constructie van de brug, maar het ontwerp zelf. De brug is gedoemd te mislukken vanaf het moment dat deze op een blauwdruk werd aangelegd.

Een van de ergste ongelukken in de Amerikaanse geschiedenis is de ineenstorting van de loopbruggen in het Kansas City Hyatt Regency hotel. De loopbruggen verbonden verschillende delen van de tweede, derde en vierde verdieping, met uitzicht op de hotellobby beneden - het waren in wezen voetgangersbruggen in het hotel. Op 17 juli, 1981, de loopbrug op de vierde verdieping stortte in, crashen op de tweede verdieping loopbrug die direct onder het was. Beide loopbruggen vielen toen op de lobby. Zowel de lobby als de loopbruggen waren vol met mensen die keken naar of deelnamen aan een avonddanswedstrijd. Bij de ineenstorting kwamen 114 mensen om het leven [bron:Associated Press].

Waarom gebeurde het? Een herontwerp van het oorspronkelijke plan zorgde ervoor dat de loopbruggen zo werden geconstrueerd dat structurele elementen uiteindelijk het gewicht van zowel de looppaden op de tweede als de vierde verdieping droegen, verdubbeling van de belasting op hen. Onderzoek wees uit dat zelfs het oorspronkelijke ontwerp veel te zwak was om aanzienlijke belastingen te ondersteunen - en het herontwerp maakte het probleem veel erger [bron:Martin]. Het was bijna onvermijdelijk dat ze op het slechtst mogelijke moment zouden instorten.

De ineenstorting van de I-35-brug over de Mississippi-rivier in Minneapolis in 2007, Minn. was ook te wijten aan een ontwerpfout. Stalen hoekplaten die de belangrijkste delen van de brugconstructie aan elkaar bonden, waren niet groot genoeg. Extra gewicht op de brug door betonvernieuwing en bouwapparatuur zorgde ervoor dat de platen knikten, en de hele brug stortte in, 13 doden [bron:NTSB].

2:Slecht onderhoud

Slecht onderhoud is een moeilijk te diagnosticeren probleem na het instorten van een brug. Veel instortingen van bruggen hadden voorkomen kunnen worden met strengere inspectie- en onderhoudsroutines, en veel instortingen die om andere redenen plaatsvinden, worden verergerd door slecht onderhoud. Wanneer een brug wordt ontworpen, de ingenieurs gaan uit van een bepaald onderhoudsniveau dat nodig is om de brug zijn beoogde levensduur te laten halen. Verroeste onderdelen moeten worden vervangen, afwateringsgebieden opgeruimd, nieuwe verflagen aangebracht en versterkingen toegevoegd als de verkeersdrukte is toegenomen.

Een brug met de Connecticut Turnpike over de Mianus-rivier stortte in het midden van de nacht in juni 1983 in. De ineenstorting was te wijten aan het falen van stalen pennen die waren gecorrodeerd. Onderzoekers oordeelden dat het ontwerp en de constructie van de brug niet de schuld waren - de ineenstorting werd toegeschreven aan uitgesteld onderhoud dat de verroeste pinnen zou hebben opgemerkt en vervangen [bron:NYCRoads].

1:Vreemde gebeurtenissen

Sommige instortingen van bruggen zijn gewoon niet te verklaren. Richard Koker/Getty Images

We hebben veel oorzaken van het instorten van een brug besproken, maar er zijn instortingen die niet werden veroorzaakt door een van de gebruikelijke factoren -- liever, ze werden veroorzaakt door gebeurtenissen die alleen als ongebruikelijk kunnen worden omschreven.

1958, Cuba hield de tweede Cubaanse Grand Prix. De legendarische racer Juan Fangio werd voor de race ontvoerd door socialistische revolutionairen. maar dat was niet het ergste van het evenement. De baan was niet omzoomd met vangrails of veiligheidshekken, maar met toeschouwers die aan de rand van de baan staan. Tijdens de wedstrijd, coureur Armando Garcia Cifuentes verloor de controle over zijn Ferrari en ploegde de menigte in, het vernietigen van een tijdelijke voetgangersbrug in het proces. Zeven mensen werden gedood [bron:Edmondson].

De Lacey V. Murrow Memorial Bridge in Seattle kruist Lake Washington. Het is een drijvende brug, opgehangen aan pontons. In 1990, een bizarre reeks constructiefouten vulde de pontons met water dat werd gebruikt om de brug weer aan de oppervlakte te brengen, samen met regen en meerwater van een storm. In de loop van enkele uren, de brug zonk naar de bodem van het meer.

De Winkley Bridge was een voetgangershangbrug in Arkansas. Het stond bekend om het zwaaien aanzienlijk onder belasting. In 1989, een groep die de brug overstak, begon hem opzettelijk te slingeren. Ze lieten de brug zo hevig heen en weer slingeren dat de draagconstructies het begaven en de brug instortte. vijf doden [bron:Bridgehunter].

Veel meer informatie

gerelateerde artikelen

  • Hoe bruggen werken
  • 5 ongelooflijke laatste pogingen om rampen te voorkomen
  • Hoe tunnels werken
  • Hoe lawines werken
  • Hoe aardbevingen werken

bronnen

  • ABC nieuws. 'Slachtoffers van Granville herinnerden zich.' 18 januari 2007. Betreden op 16 september 2011. http://www.abc.net.au/news/2007-01-18/granville-victims-remembered/2174440
  • Geassocieerde pers. "Levens zijn voor altijd veranderd door het instorten van de skywalk." Lawrence Journal-wereld, 15 juli 2001. Betreden op 15 september 2011. http://www2.ljworld.com/news/2001/jul/15/lives_forever_changed/
  • Bruggenjager. "Winkley-brug:Cleburne County, Arkansas." Betreden op 16 september 2011. http://www.bridgehunter.com/ar/cleburne/winkley/
  • Edmondson, Laurens. "Ontvoerd in Cuba." ESPN, 20 juli 2010. Betreden op 19 september 2011. http://en.espnf1.com/f1/motorsport/story/23608.html
  • Guthrie, Doug. "Tankerbrand legt I-75 stil, laat de Nine Mile Bridge instorten." The Detroit News, 16 juli 2009. Betreden op 15 september 2011. http://detnews.com/article/20090716/METRO/907160424/Tanker-fire-shuts-down-I-75--collapses-Nine-Mile-bridge
  • Korea National Emergency Management Agency. "Seongsu-brug instorten." Toegankelijk op 15 september 2011. http://eng.nema.go.kr/sub/cms3/3_9.asp
  • LeRose, Chris. "De ineenstorting van de Zilveren Brug." West Virginia Historical Society Quarterly, Okt. 2001. Geraadpleegd op 15 september 2011. http://www.wvculture.org/history/wvhs1504.html
  • Letchworth, Willem Pryor. 'Portage Bridge. De vernietiging ervan zoals beschreven door een ooggetuige. Een briljante vuurzee en een realistisch verslag ervan.' Buffalo Koerier, 7 mei 1875. Betreden op 15 september 2011. http://www.letchworthparkhistory.com/burningbridge.html
  • Martin, Rachel. "Hyatt Regency Walkway Collapse." Universiteit van Alabama in Birmingham. Toegankelijk op 15 september 2011. http://www.eng.uab.edu/cee/faculty/ndelatte/case_studies_project/Hyatt%20Regency/hyatt.htm#Causes
  • Dienst Nationale Parken. "Rennen voor je leven! De Johnstown Flood van 1889." Toegankelijk op 15 september 2011. http://www.nps.gov/history/NR/twhp/wwwlps/lessons/5johnstown/5johnstown.htm
  • NYC Roads. "Connecticut Turnpike." Toegang tot 19 september 2011. http://www.nycroads.com/roads/ct-turnpike/
  • Oestern, HJ. "Feiten over de ramp bij Eschede." Tijdschrift voor orthopedisch trauma, Kunnen, 2000. Betreden op 15 september 2011. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10898202
  • Verdieping &Delatte. "De ineenstorting van de Schoharie Creek Bridge." Proceedings van het 3e ASCE Forensics Congress, 19 - 21 oktober 2003. Betreden op 16 september 2011. http://www.eng.uab.edu/cee/faculty/ndelatte/case_studies_project/Schoharie.htm
  • Structuren. "Quebec Brug." Toegankelijk op 15 september 2011. http://en.structurae.de/structures/data/index.cfm?ID=s0000479
  • Geologisch Onderzoek van de Verenigde Staten. "De 17 oktober 1989, Loma Prieta, Californië, Aardbeving - geselecteerde foto's. 1999. Betreden op 16 september 2011. http://pubs.usgs.gov/dds/dds-29/
  • Wardana, Kumalasari en Hadipriono, Fabian C. "Analyse van recente brugstoringen in de Verenigde Staten." Journal of Performance van gebouwde faciliteiten, 17, 144 (2003).
  • Wilber, Del Quentin. "De onwaarschijnlijke impact van een crash." Washington Post, 12 januari 2007. Betreden op 19 september 2011. http://www.washingtonpost.com/wp-dyn/content/article/2007/01/11/AR2007011102220.html

Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Wat zijn emoties,
  2. Verschillende soorten brood Mold
  3. Wat zijn de 10 Major Body Systems?
  4. Ademhaling bij planten en dieren
  5. Moleculaire genetica (biologie): een overzicht
  6. Hoe de hormonen van de hypofyse te onthouden
  7. Het belang van DNA in de menselijke cel
  8. Hoe beïnvloeden je hersenen je overlevingskansen in de wildernis?
  9. Namen van de enzymen in de mond & slokdarm

Wetenschap