Обрушение моста Шохари-Крик

Мост Шохари-Крик
Мост Шохари-Крик
Координаты	42 ° 55'51 ″ с.ш. 74 ° 16'41 ″ з.д. / 42,9308 ° с.ш. 74,2781 ° з.д.
Перекрещенный	Шохари Крик
NYSDOT БИН	1020940
Характеристики
Дизайн	Плоский балочный мост
Общая длина	540 футов (160 м)
Количество пролетов	5
История
Построено	Б. Перини и сыновья, Inc.
Начало строительства	11 февраля 1953 г.
Открыто	Октябрь 1954 г.
Свернутый	5 апреля 1987 г. ( 32 года

Обрушение моста Шохари-Крик
	Шохари-Крик и остатки моста после обрушения
	Викимедиа \| © OpenStreetMap
Дата	5 апреля 1987 г .; 37 лет назад
Расположение	Флорида, округ Монтгомери, Нью-Йорк , США
Координаты	42 ° 55'54 "с.ш. 74 ° 16'42" з.д. / 42,93167 ° с.ш. 74,27833 ° з.д.
Тип	Обрушение моста
Причина	Размыв моста из-за наводнения
Летальные исходы	10

Мост Шохари-Крик был автомагистралью штата Нью-Йорк ( I-90 ) через ручей Шохари-Крик возле форта Хантер и реку Могавк в штате Нью-Йорк . 5 апреля 1987 года он рухнул из-за после моста размыва фундамента рекордного дождя. В результате обрушения погибли десять человек. Новый мост был завершен и полностью открыт для движения 21 мая 1988 года. ^{[ 1 ]}

Разрушение моста Шохари-Крик послужило стимулом для улучшения конструкции мостов и процедур проверки в Нью-Йорке и за его пределами. ^{[ 2 ]}

Проектирование и строительство моста

Окончательный проект моста был одобрен в январе 1952 года Департаментом транспорта штата Нью-Йорк (ранее Департамент общественных работ штата Нью-Йорк). В проекте описывался переход длиной 540 футов (160 м), состоящий из пяти свободно опирающихся пролетов номинальной длиной 100 футов (30,5 м), 110 футов (33,5 м), 120 футов (36,6 м), 110 футов (33,5 м), и 100 футов (30,5 м). Мост поддерживался опорными рамами с устоями на каждом конце. Каркасы опор были построены из двух слегка конических колонн со связующими балками. Колонны были закреплены внутри слегка усиленного цоколя, расположенного на неглубокой усиленной опоре. Основание должно было быть защищено сухим слоем каменной наброски . ^{[ 3 ]}

Надстройка состояла из двух продольных главных балок с поперечными балками перекрытия. Каркас настила моста (толщиной 7,9 дюйма (200 мм)) состоял из стальных стрингеров.

Строительство началось 11 февраля 1953 года компанией B. Perini and Sons, Inc.

Услуга

Мост был частично открыт летом 1954 года, прежде чем строительство было завершено. Мост Шохари-Крик (NY 1020940, идентификационный номер моста в штате Нью-Йорк) начал полную эксплуатацию в октябре 1954 года.

Весной и летом 1955 года в постаментах опор начали появляться вертикальные трещины размером от 0,12 до 0,20 дюйма (от 3 до 5 мм) в результате высоких растягивающих напряжений в бетонном постаменте. Почти год спустя, 16 октября 1955 года, мост был поврежден наводнением . В 1957 году к каждому из четырех опор было добавлено усиление цоколя.

Крах

Утром 5 апреля 1987 года во время сильного весеннего паводка обрушился мост Шохари-Крик. Таяние снега в сочетании с количеством осадков в общей сложности 150 мм (5,9 дюйма) привело к наводнению в ручье, которое, по оценкам, продлилось 50 лет.

Третий пирс обрушился первым, что привело к постепенному обрушению третьего и четвертого пролетов. Девяносто минут спустя обрушились второй пирс и второй пролет. Через два часа первый пирс и первый пролет сдвинулись. Расследование Национального совета по безопасности на транспорте показало, что второй пирс обрушился, потому что обломки третьего пирса и двух пролетов могли частично заблокировать реку, перенаправив и увеличив скорость потока воды ко второму пирсу.

Шесть дней спустя, в 5 км вверх по течению, обрушилась большая часть моста Милл-Пойнт. Мост был закрыт после наводнения в качестве меры предосторожности, поскольку проверка показала, что его фундамент также подвергся эрозии. ^{[ 4 ]}

Потери

В момент обрушения один легковой автомобиль и один тягач - полуприцеп на мосту находились . Прежде чем дорогу удалось перекрыть, в пролом въехали еще три автомобиля. В течение следующих трех недель из реки извлекли девять тел. Тело 10-й жертвы было обнаружено в реке Могавк в июле 1989 года.

Анализ отказов

Очевидцы заметили, что первым обрушился третий от западного устоя опору (третий). На фотографиях, сделанных в день мероприятия, видно, что нос третьего пирса упал относительно его хвоста, который, казалось, остался на месте. Единственная бетонная колонна в носовой части третьего пирса потеряла опору, в результате чего эта колонна прогнулась, а два пролета, поддерживаемые третьим пирсом, упали в разбухший ручей. Спустя некоторое время очевидцы стали свидетелями того, как обрушился второй опор от западного устоя. Местная группа новостей записала это событие на видеопленку. На видео видно внезапное и катастрофическое падение в хвостовой части второго пирса. Это привело к тому, что пролет непосредственно к западу от второго пирса также упал в ручей.

Из-за высокого статуса этой катастрофы и гибели людей Национальный совет по безопасности на транспорте начал расследование сразу после аварии. Управление автомагистралей штата Нью-Йорк наняло консорциум, состоящий из сотрудников Wiss, Janney, Elstner Associates, Inc. и Mueser Rutledge Consulting Engineers, чтобы возглавить расследование от их имени. Водолазы начали убирать сталь со дна реки после того, как уровень воды понизился. Строительство перемычки вокруг участков участка позволило обеспечить осушение. Расследования показали значительную локальную эрозию русла ручья, которая произошла до обрушения, и, вероятно, дополнительный размыв из-за заграждающего характера настилов моста, которые упали в ручей после обрушения. Нос третьего пирса лежал в большой асимметричной яме в форме подковы. Наблюдаемый отказ нижнего (хвостового) конца второго пирса добавил путаницы в причинный анализ.

Чтобы изучить причины аварии, исследовательская группа инженеров заказала исследование физической модели в лаборатории гидравлики Университета штата Колорадо. Физическая гидравлическая модель регионального поля течения, построенная в неискаженном масштабе 1:50 с использованием чистой воды и песчаного слоя, позволила наблюдать за развитием разрушения. Ручей Шохари делает поворот примерно на 120 градусов влево, глядя вниз по течению в сторону места моста. Измерения поля потока при приближении к модели моста показали, что максимальная скорость совпала с местоположением третьей опоры, опоры со значительным погружением, ближайшей к внешней стороне изгиба. Модельное исследование ясно показало, что как только плоская поверхность раздвижного основания третьего пирса подверглась воздействию потока, он создал большой подковообразный вихрь , который усилил местное размывание вокруг носа пирса. Вторичный сток естественным образом возникает, когда река течет вокруг излучины. Поток с более высокой скоростью и более высоким импульсом сопротивляется искривлению излучины реки и движется к внешнему берегу. Поскольку этот поток существует у поверхности воды, он заставляет поток у дна двигаться внутрь изгиба. В результате течение у русла русла реки в районе проема моста имело угол относительно створа опоры 3. Это привело к перемещению компоненты скорости вблизи русла реки от опоры 3 в сторону опоры 2. Второй физический гидравлическая модель, построенная в масштабе 1:15 с соответствующей Угол атаки относительно оси пирса 3 позволил провести детальное феноменологическое исследование процесса размыва.

Расследование пришло к выводу, что мост обрушился из-за обширного размыва под третьим пирсом. Результаты исследований физической гидравлической модели показали, что, как только плоская носовая часть раздвижного фундамента оказалась под воздействием потока, интенсивный подковообразный вихрь извлек из носовой части этого пирса материал пласта. Как только глубина размыва в носовой части пирса превысила глубину растопыренного фундамента, начались подкопы. Из-за угла атаки, создаваемого вторичным потоком, размыв преимущественно затронул правую часть пирса, поскольку эродированный материал слоя уносился вниз по течению. С каждым последующим подрывом, идущим от носа пирса к хвосту, верхняя часть постамента испытывала все большее напряжение. Данные анализа обезвоженного участка после события показали, что подрыв опоры третьего пирса был обширным, значительно превышающим 50 процентов его длины, когда постамент внезапно рухнул. Это позволило носу третьего пирса упасть в яму. Конструкция однопролетного моста не могла противостоять возникающей боковой нагрузке на неподдерживаемую колонну, что приводило к внезапному, катастрофическому и прогрессирующему обрушению обоих пролетов, поддерживаемых опорой 3.

Первоначальный проект моста предусматривал отказ от стальных шпунтовых свай, установленных во время строительства для стабилизации строительной площадки у опор 2 и 3. Это должно было защитить эти опоры от размыва, но этого не было сделано. ^{[ 5 ]} Фундамент причала опирался на эродируемый грунт, состоящий из слоев гравия, песка и ила, переслаивающихся складчатыми и наклоненными тиллами. Это позволило высокоскоростным паводковым водам проникнуть в несущую толщу. Участок, оставшийся вокруг фундамента, не был заполнен каменной наброской, а был засыпан эродируемой почвой и сверху покрыт сухой каменной наброской. Защита от каменной наброски, проверка и техническое обслуживание были признаны неадекватными.

Расследование показало, что процесс очистки под опорами начался вскоре после постройки моста. Во время обрушения верхний конец пирса 3 упал в яму глубиной примерно 9,8 футов (3 м). По оценкам следователей, было подорвано от 25 до 30 футов (от 7,5 до 9 м) пирса.

Еще одним фактором, который способствовал разрушению, был вес каменной наброски, использованной при строительстве. Спецификация проекта предусматривала использование каменной наброски, в которой 50 процентов камней тяжелее 1,3 килоньютона (290 фунтов _силы ), а остальные - от 0,44 до 1,3 кН (от 99 до 292 фунтов _силы ). более тяжелый вес каменной наброски от 4,4 до 6,7 кН (от 990 до 1510 фунтов _силы Следователи обнаружили, что следовало указать ).

Другие соображения относительно причины обрушения включали конструкцию надстройки, качество материалов и конструкции, а также осмотр и техническое обслуживание. Расследование показало, что эти факторы не способствовали коллапсу. ^{[ 6 ]}

За двенадцать часов до того, как мост Шохари-Крик обрушился из-за сильного дождя, поток воды через гидроаккумулирующую электростанцию Бленхейм-Гильбоа в 40 милях (64 км) вверх по течению достиг исторического максимума. Чтобы справиться с перегрузкой, плотина сбрасывала воду в ручей Шохари в зависимости от скорости, с которой она поступала в водохранилище сверху по течению, увеличивая нагрузку на ручей. ^{[ 7 ]}

См. также

Ссылки

^ Кройл, Джонатан (4 января 2019 г.). «В этот день: мост Травэй обрушился на Шохари-Крик в 1987 году» . Сиракузы.com . Проверено 9 апреля 2020 г.
^ ЛеБо, Кири Х.; Вадиа-Фаскетти, Сара Дж. (2007). «Анализ дерева неисправностей обрушения моста Шохари-Крик». Журнал эффективности построенных объектов . 21 (4): 320–326. дои : 10.1061/(ASCE)0887-3828(2007)21:4(320) . ISSN 0887-3828 .
^ Фельд, Джейкоб; Карпер, Кеннет Л. (26 декабря 1996 г.). Строительный провал . Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья. ISBN 978-0-471-57477-4 .
^ «Hudson International Group — Обрушение моста Шохари-Крик — Консультанты и инженеры, судебная поддержка и услуги по страховым расследованиям» . Hudsonies.com . Проверено 30 июля 2010 г.
^ Управление автомагистралей штата Нью-Йорк (ноябрь 1987 г.). Обрушение автодорожного моста в Шохари-Крик . Олбани, штат Нью-Йорк: Висс, Дженни, Elstner Assoc. и инженеры-консультанты Mueser Rutledge. п. 217.
^ «Уроки обрушения моста Шохари-Крик» . Eng.uab.edu. Архивировано из оригинала 7 октября 2006 года . Проверено 30 июля 2010 г.
^ Хевеси, Деннис (7 апреля 1987 г.). «Перед обвалом. Рекордный прилив воды — Nytimes.Com» . Нью-Йорк Таймс . штат Нью-Йорк; округ Монтгомери (Нью-Йорк); Шохари-Крик (Нью-Йорк); Форт Хантер (Нью-Йорк); Дьюи, Томас Э., Thruway . Проверено 30 июля 2010 г.

Дальнейшее чтение

Бурстин, Роберт О. (1987). «Мост обрушился на автостраде, застряв в ловушке», The New York Times, 6 апреля 1987 г.; Том CXXXVI, № 47,101.
Хубер, Фрэнк. (1991). «Обновление: промывка моста». Гражданское строительство, ASCE, Vol. 61, № 9, стр. 62–63, сентябрь 1991 г.
Леви, Маттис и Сальвадори, Марио (1992). Почему рушатся здания. Нью-Йорк: WW Нортон и компания.
Национальный совет по безопасности на транспорте (NTSB). (1988). «Обрушение моста Нью-Йоркской автомагистрали (I-90) через ручей Шохари, недалеко от Амстердама, Нью-Йорк, 5 апреля 1987 года». Отчет о дорожно-транспортном происшествии: NTSB/HAR-88/02, Вашингтон, округ Колумбия.
Спрингер Нидерланды. «Обрушение моста Шохари-Крик: пример механики разрушения бетона», International Journal of Fracture, том 51, номер 1 сентября 1991 г.
Палмер Р. и Туркийя Г. (1999). «CAESAR: экспертная система для оценки размыва и стабильности потока». Отчет 426 Национальной программы совместных исследований автомобильных дорог (NCHRP), Вашингтон, округ Колумбия
Шеперд, Робин и Фрост, Дж. Дэвид (1995). Неудачи в гражданском строительстве: структурные, фундаментальные и геоэкологические исследования. Американское общество инженеров-строителей, Нью-Йорк, Нью-Йорк.
Торнтон, Ч. Х., Томасетти, Р. Л. и Джозеф, Л. М. (1988). «Уроки Шохари-Крик», Гражданское строительство, Том. 58, № 5, стр. 46–49, май 1988 г.
Торнтон-Томасетти, ПК (1987) «Обзорный отчет о расследовании обрушения моста Шохари-Крик на автомагистрали штата Нью-Йорк». Подготовлено для Комиссии штата Нью-Йорк по готовности к стихийным бедствиям, декабрь 1987 г.
Висс, Дженни, Elstner Associates, Inc. и инженеры-консультанты Мюзер Ратледж (1987 г.) «Обрушение моста автомагистрали в Шохари-Крик», окончательный отчет, подготовленный для Управления автомагистралей штата Нью-Йорк, ноябрь 1987 г.
Джонсон, Дайан М. Шохари. BookBaby, 2017. Роман.
Свенсон Д.В., Инграффеа АР. Обрушение моста Шохари-Крик: пример механики разрушения бетона. Межд. Дж. Фракчер, 51, 73–92, 1991.

Внешние ссылки

[1] Кройл, Джонатан (4 января 2019 г.). «В этот день: мост Травэй обрушился на Шохари-Крик в 1987 году» . Сиракузы.com . Проверено 9 апреля 2020 г.

[2] ЛеБо, Кири Х.; Вадиа-Фаскетти, Сара Дж. (2007). «Анализ дерева неисправностей обрушения моста Шохари-Крик». Журнал эффективности построенных объектов . 21 (4): 320–326. дои : 10.1061/(ASCE)0887-3828(2007)21:4(320) . ISSN 0887-3828 .

[3] Фельд, Джейкоб; Карпер, Кеннет Л. (26 декабря 1996 г.). Строительный провал . Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья. ISBN 978-0-471-57477-4 .

[4] «Hudson International Group — Обрушение моста Шохари-Крик — Консультанты и инженеры, судебная поддержка и услуги по страховым расследованиям» . Hudsonies.com . Проверено 30 июля 2010 г.

[NYThruway_Rpt-5] Управление автомагистралей штата Нью-Йорк (ноябрь 1987 г.). Обрушение автодорожного моста в Шохари-Крик . Олбани, штат Нью-Йорк: Висс, Дженни, Elstner Assoc. и инженеры-консультанты Mueser Rutledge. п. 217.

[6] «Уроки обрушения моста Шохари-Крик» . Eng.uab.edu. Архивировано из оригинала 7 октября 2006 года . Проверено 30 июля 2010 г.

[7] Хевеси, Деннис (7 апреля 1987 г.). «Перед обвалом. Рекордный прилив воды — Nytimes.Com» . Нью-Йорк Таймс . штат Нью-Йорк; округ Монтгомери (Нью-Йорк); Шохари-Крик (Нью-Йорк); Форт Хантер (Нью-Йорк); Дьюи, Томас Э., Thruway . Проверено 30 июля 2010 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

v т и Управление автомагистралей штата Нью-Йорк
Шоссе	Магистральная автомагистраль I-87 I-90 I-287 Беркширский соединитель I-90 Скоростная автомагистраль Кросс-Вестчестер I-287 Ниагара Траувей I-190 Автомагистраль Новой Англии I-95 Разъем Garden State Parkway И-84 (бывший)
Основные мосты	Каслтонский мост Мост Норт-Гранд-Айленд Мост Шохари-Крик Мост Южного Гранд-Айленда Мост Таппан Зи 1955–2017 2017 – настоящее время
Толлинг	E-ZPass Безналичный толлинг