明尼阿波利斯大桥塌陷事故调查

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8

3、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

5、些严格的检查涉及到 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疽他声称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

6、进行无损检测检查，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、W

7、issJanney Elstner（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

8、项工程将投 资2.5亿美元，其中部分资金将会用于覆盖 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。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