I-35W密西西比河大橋（I-35W密西西比河大橋）

歷史

這座橋是明尼阿波利斯市的重要交通樞紐。它位于明尼蘇達(dá)州35號(hào)州際公路上，連接著該市密西西比河兩岸的中心繁華街道和社區(qū)，河邊還有明尼蘇達(dá)大學(xué)以及體育場(chǎng)館，是美國(guó)有名的繁忙大橋。這座桁架橋1964年動(dòng)工興建，1967年11月建成通車。最初設(shè)計(jì)的日通車量為66000輛，但是時(shí)至2007年，車流已經(jīng)超過(guò)141000輛。設(shè)計(jì)壽命為50年，不幸的是，該橋在它40歲的時(shí)候整橋坍塌。

1990年，美國(guó)聯(lián)邦政府以I-35W密西西比河大橋支座有嚴(yán)重腐蝕，將該橋評(píng)為有“結(jié)構(gòu)缺失”（structurally deficient）。結(jié)構(gòu)缺失并非意味橋梁有立即性的危險(xiǎn)，而是應(yīng)該進(jìn)行定期檢查及修繕工作，當(dāng)時(shí)全美總共有超過(guò)七萬(wàn)座橋梁被評(píng)為此一等級(jí)。

2001年，明尼蘇達(dá)大學(xué)土木系的一份報(bào)告指出I-35W大橋縱梁已扭曲變形，還發(fā)現(xiàn)該橋桁架疲勞的證據(jù)；該報(bào)告同時(shí)指出：一旦桁架承受不了龐大車流，I-35W大橋恐將崩塌。

崩塌

美國(guó)中部標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間2007年8月1日下午6:01，正值交通高峰時(shí)段，該橋突然坍塌。橋面坍塌造成13人死亡，145人受傷。據(jù)估計(jì)事故發(fā)生時(shí)橋上有50-100輛機(jī)動(dòng)車輛，是美國(guó)自1983年以來(lái)最嚴(yán)重的非天災(zāi)或外力因素所造成的橋梁崩塌事件。

事故當(dāng)時(shí)，橋上車流受限于車道管制而緩慢前進(jìn)，橋梁南端突然開始崩塌，中段及南段橋面緊接著崩落河面及河岸，幾秒鐘之后北段橋面亦隨之崩落，超過(guò)60輛以上的車輛及其駕駛、乘客以及數(shù)名結(jié)構(gòu)技師隨著崩塌的橋面跌落河中或河岸。

I-35W密西西比河大橋

事故發(fā)生后，消防車、救護(hù)車僅6分鐘就抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，19分鐘后明尼阿波利斯市就組建了事故緊急行動(dòng)中心，并即刻全盤接手事故救援指揮、協(xié)調(diào)工作。

調(diào)查及分析

2007年8月4日，美國(guó)總統(tǒng)小布什宣布，將和州政府聯(lián)合進(jìn)行事故調(diào)查；8月5日，聯(lián)邦調(diào)查局取證團(tuán)隊(duì)和美國(guó)海軍潛水員也在同日抵達(dá)，對(duì)事故展開獨(dú)立調(diào)查；8月7日，事故技術(shù)檢測(cè)工作全面展開，為此動(dòng)用聯(lián)邦調(diào)查局兩艘無(wú)人深潛器和海軍水聲專用設(shè)備；8月18日，水下探測(cè)工作基本結(jié)束；8月21日，最后一具遇難者遺體被發(fā)現(xiàn)，橋梁殘?bào)w開始被拆除。

聯(lián)合調(diào)查組要求，拆除時(shí)盡量保存材料完整，以利調(diào)查。2007年10月底，拆除工作完成，拆下的材料被小心存放在明尼蘇達(dá)的雅富頓，并由聯(lián)邦政府、國(guó)家運(yùn)輸安全委員會(huì)責(zé)成NTSB材料實(shí)驗(yàn)室等進(jìn)行材料結(jié)構(gòu)分析，同時(shí)對(duì)目擊者進(jìn)行走訪，并分析當(dāng)天恰好拍攝到的橋梁倒塌視頻。

進(jìn)一步的調(diào)查工作由國(guó)家運(yùn)輸安全委員會(huì)、明尼蘇達(dá)州運(yùn)輸局、州和市兩級(jí)政府、專門委托的獨(dú)立咨詢公司W(wǎng)iss Janney Elstner聯(lián)合調(diào)查組進(jìn)行，當(dāng)?shù)鼐揭矃⑴c了調(diào)查。一周后，警方排除了人為破壞的可能性，但事故成因的分析卻進(jìn)行了整整18個(gè)月。

為了弄清事故原因，聯(lián)合調(diào)查組不僅查詢了所有能夠找到的分析文獻(xiàn)、論文，還由聯(lián)邦公路管理局專門在弗吉尼亞州麥克林設(shè)立的橋梁公路研究中心，進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬分析。

2008年1月15日，國(guó)家運(yùn)輸安全委員會(huì)發(fā)表初步調(diào)查結(jié)果，認(rèn)定橋梁桁架結(jié)構(gòu)的鋼角撐板設(shè)計(jì)強(qiáng)度不夠，長(zhǎng)度不足，這一先天不足隨著時(shí)間和負(fù)荷的增加而被放大，最終導(dǎo)致事故發(fā)生。3月17日，該委員會(huì)公布最新調(diào)查報(bào)告，拿出了修正后的數(shù)據(jù)，并提供了詳細(xì)的數(shù)字圖像分析和建模。最終論證報(bào)告直到2009年2月才拿出。

早在1990年，這座編號(hào)為9340號(hào)的大橋就已被聯(lián)邦公路總署（FWHA）列入“結(jié)構(gòu)性缺陷”的黑名單中。當(dāng)時(shí)的報(bào)告顯示，在橋梁支座和橋架接合處附近有腐蝕跡象，在引橋橋段處也出現(xiàn)疲勞損傷。然后聯(lián)邦公路總署對(duì)這份報(bào)告的處理意見是:I-35W

預(yù)定于2020年被更換

美國(guó)聯(lián)邦公路總署的一名高級(jí)官員解釋說(shuō)，列為“結(jié)構(gòu)性缺陷”只表示橋梁個(gè)別部分需要修護(hù)和經(jīng)常性的檢查，并不意味著橋梁本身就不安全，或者需要更換。美國(guó)每年對(duì)每座大橋的情況進(jìn)行評(píng)估，評(píng)分方式以最差的0分一直到最好的9分為參考，而在去年的評(píng)估中，I-35W大橋是4分，雖然屬于“情況較糟糕”這一等，但離最低等級(jí)還差得很遠(yuǎn)。

2001年明尼蘇達(dá)大學(xué)做的報(bào)告表明，盡管I-35W大橋在引橋段出現(xiàn)很多疲勞痕跡，但在整個(gè)應(yīng)力系統(tǒng)（tension system）中最重要的主橋段上，并未發(fā)現(xiàn)有疲勞裂紋（fatigue cracking）。

2005年一份類似報(bào)告的結(jié)論是:“I-35W橋?qū)⒉粫?huì)因?yàn)槠诹鸭y而產(chǎn)生任何問(wèn)題，所以不必提前更換，以避免為這一巨大工程而支付大筆開銷?！?/p>

I-35W大橋興建于1967年，當(dāng)時(shí)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)的是美國(guó)公路運(yùn)輸協(xié)會(huì)的前身美國(guó)公路協(xié)會(huì)。

明尼蘇達(dá)州交通部的橋梁工程師多爾根分析說(shuō)，憑當(dāng)時(shí)的橋梁知識(shí)，工程師根本沒有想到

金屬疲勞

大橋建成僅三年，當(dāng)初設(shè)計(jì)上的問(wèn)題便開始凸顯。1970年，一份利哈伊大學(xué)的研究報(bào)告表明，I-35W大橋所承受的壓力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)之前的想象。盡管金屬富有彈性，但持續(xù)的壓力會(huì)使金屬變脆受損。工程師們這才開始慢慢意識(shí)到問(wèn)題的嚴(yán)重性。

專家還紛紛指出，I-35W在結(jié)構(gòu)上沒有“

冗余

鑒于二戰(zhàn)后昂貴的鋼鐵價(jià)格，當(dāng)時(shí)的造橋理念是以輕巧為宜，盡可能地節(jié)約材質(zhì)，使結(jié)構(gòu)的承重能力達(dá)到極限狀態(tài)。于是，I-35W大橋就和那一時(shí)期建造的很多鋼橋一樣，沒有“冗余”保護(hù)。由此也埋下了一個(gè)重大隱患：只要結(jié)構(gòu)中哪怕某一個(gè)極小的部分出了問(wèn)題，都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的坍塌。

重慶交通大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院院長(zhǎng)楊渡軍教授在接受南方周末記者采訪時(shí)指出，橋梁本身也有壽命。隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，橋梁技術(shù)已經(jīng)發(fā)生了很大的更新。以前的橋梁設(shè)計(jì)，在認(rèn)識(shí)上和保險(xiǎn)方面的不足，日后會(huì)不可避免地顯露出來(lái)。

此外，這批早期建造的大橋在設(shè)計(jì)時(shí)重要的參照之一就是通過(guò)橋面的汽車載重量。時(shí)隔幾十年，如今的交通狀況早已今非昔比。這批根據(jù)當(dāng)年的汽車載重量建造的橋梁自然“跟不上時(shí)代”。

“大橋坍塌是幾十年后多種變數(shù)一起發(fā)生作用的結(jié)果?！睏疃绍娊淌谡f(shuō)。

教訓(xùn)與行動(dòng)

然而更令人擔(dān)憂的恐怕還是美國(guó)的整體橋梁狀況。根據(jù)聯(lián)邦公路總署公布的數(shù)據(jù)，目前與I-35W設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)類似的橋梁多達(dá)756座。

坍塌事故發(fā)生的第二天，交通部秘書長(zhǎng)彼特斯立即向各州下達(dá)緊急通知，要求對(duì)全國(guó)所有和I-35W設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)相似的大橋進(jìn)行“徹底全面”的檢查。在嚴(yán)峻的形勢(shì)下，加利福尼亞州交通局緊急招回正在休假的檢查人員，對(duì)州內(nèi)69座鋼桁梁橋進(jìn)行大檢查。在密蘇里州，當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)人員立刻關(guān)閉了位于圣·路易郡郊區(qū)的一座九十多歲的大橋。

為了弄清橋梁是否存在先天性設(shè)計(jì)問(wèn)題及這種問(wèn)題是否具有普遍性，聯(lián)合調(diào)查組建議各州全面檢查了700座結(jié)構(gòu)相同的橋梁，并最終發(fā)現(xiàn)了桁架結(jié)構(gòu)連接中的一個(gè)重大隱患；該重大隱患被確認(rèn)后，當(dāng)局要求對(duì)同類橋梁進(jìn)行全面補(bǔ)救，并要求認(rèn)真調(diào)查研究，為何如此明顯的漏洞，在各地累計(jì)不下40次的全面檢查中竟次次蒙混過(guò)關(guān)。

在隨后的這幾年中，美國(guó)的橋梁專家、金屬學(xué)和建筑學(xué)專家都大忙特忙。由于不斷對(duì)檢驗(yàn)出問(wèn)題的橋梁進(jìn)行修整，建筑公司也人手緊張。這幾年差不多媒體報(bào)道交通堵塞的嚴(yán)重路段，都有老橋因?yàn)槭┕ねｑ偦虬腙P(guān)閉。

重建

2007年11月1日，新的跨河大橋正式動(dòng)工興建。新橋依然是鋼筋混凝土的桁架式橋，橋體的強(qiáng)力和彈力都超過(guò)了舊橋。新橋高為37米，寬55米，橋下主航道限高21米，設(shè)計(jì)壽命為一百年。

新橋在設(shè)計(jì)時(shí)，吸取了上世紀(jì)60年代普遍存在的橋梁加固材料使用不足的教訓(xùn)，而且依照國(guó)家運(yùn)輸安全委員會(huì)專家的建議，對(duì)所有數(shù)據(jù)反復(fù)核實(shí)，增加了保險(xiǎn)系數(shù)。橋上還安裝了323個(gè)傳感器，將隨時(shí)測(cè)試整橋不同部位的動(dòng)態(tài)、壓力和溫度，所得數(shù)據(jù)都將送到明尼蘇達(dá)大學(xué)，由專業(yè)人員進(jìn)行分析研究。這些傳感器不僅僅能跟蹤記錄，以備橋梁養(yǎng)護(hù)之需，而且在明尼蘇達(dá)州嚴(yán)寒的冬日里，它們還可以監(jiān)測(cè)天氣狀況，并自動(dòng)啟動(dòng)橋上的防結(jié)冰系統(tǒng)，以防路面結(jié)冰。新橋堪稱美國(guó)最“智能”的一座橋。

值得一提的是，明州交通部在工程招標(biāo)時(shí)，沒有聘用報(bào)價(jià)低廉的施工公司，而是選中了經(jīng)驗(yàn)豐富，以往質(zhì)量聲譽(yù)都很高的弗拉提論建筑公司和梅遜公司。

2008年9月18日5時(shí)，由建筑商負(fù)責(zé)人、當(dāng)?shù)伛v軍部隊(duì)和明州交通部組成的大型卡車隊(duì)伍緩緩駛過(guò)橋面，宣布開通。

美國(guó)國(guó)務(wù)院發(fā)行的《美國(guó)參考》中，提到“明尼蘇達(dá)州從中汲取的最重要的教訓(xùn)是，對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的定期保養(yǎng)事關(guān)重大?！?/p>

倒塌紀(jì)念公園

2011年8月1日，事故四年之后，在離新橋不遠(yuǎn)的地方，建立了倒塌事故的紀(jì)念公園，紀(jì)念這次事故。紀(jì)念碑上這樣寫著：

“我們的生命不僅被

所發(fā)生

面對(duì)所發(fā)生的行為

不僅被

生命帶給我們

我們帶給生命

悲劇事件內(nèi)

無(wú)私的行為和悲憫

原文：

Our lives are not only defined by what happens,but by how we act in the face of it,

not only by what life brings us,but by what we bring to life.

Selfless actions and compassion create enduring community out of tragic events.

I-35W密西西比河大橋