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，是由密苏
2、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年提交
4、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。这些严格的检查涉
5、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，对桁梁进行无损检测
6、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、Wiss Janney El
7、stner(Wiss Janney Elstner 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。这项工程将投资 2.5 亿美元，其中部分资金将会
8、用于覆盖和革新明尼阿波利斯州现存公路上，以保证 15 万辆的日通车量。明尼苏达州交通局（MN/DOT）网站还指出这座新桥将采用承载能力较大的车道，该桥一共十车道。Sahebjam 认为，这座新桥的承包商将需要与调查者和 Carl Bolander & Sons 进行协调。 (Carl Bolander & Sons 是一家位于明尼苏达州圣保罗的承包商，从事该桥残骸移除工作。)“一旦调查队完成调查后，承包商就能到现场进行基本的残骸移除工作。 ”他期待新桥在 1218 个月内完成架设。这次坍塌使人们开始怀疑国家基础设施建设能力。在大桥坍塌的当天，2007 年多得哈格国家基础设施银行议案被引入国会。
9、这项议案称国家基础设施银行应该为制定一些工程规范提供资金。大桥坍塌后，彼得斯呼吁各州尽快对类似于 I-35W 大桥的所有钢桁梁桥进行检查，这项检查将覆盖全国 700 座桥梁。8 月，国家运输安全局宣布发现了一个潜在的裂缝与大桥的角撑板问题有关，彼得斯也在一则新闻简报中声明“考虑施工过程中大桥上额外的重力” 。在坍塌事故发生一星期后，众议院运输和基础设施委员会主席 Jim Oberstar 宣布将主动帮助大桥修补，复原和重建工作。一则新闻报道称这家委员会表示将成立信托基金以提供“结构不完善大桥的修补，复原和重建的专用资金”并且在“公共安全和需要”的基础上分配资金。在坍塌事故发生的 17 年前，I-35W 大桥被美国交通局分类为“结构缺陷”大桥。在这个国家中大约有 73784 座桥处于类似等级，钢桁梁桥的平均寿命预期为 50 年。
