I-5スカジット川橋の崩落

I-5 スカジット川橋
橋の崩落から約1時間半後、水上にはボートが浮かび、上空にはヘリコプターが飛んでいた。
座標北緯48度26分43.8秒 西経122度20分28.1秒 / 北緯48.445500度、西経122.341139度 / 48.445500; -122.341139
運ばれたI-5（4車線）
交差したスカジット川
ロケールワシントン州マウントバーノン
保守ワシントン州運輸局
ID番号0004794A0000000
特徴
デザイントラス橋
材料鋼鉄
全長1,112フィート（339メートル）
幅72フィート（22メートル）
スパン数4
歴史
オープン1955
崩壊2013年5月23日
統計
毎日の交通量70925
位置
地図
I-5 スカジット川橋のインタラクティブ マップ
参考文献
[ 1 ]

2013年5月23日午後7時頃（太平洋夏時間） 、米国ワシントン州のスカジット川にかかる州間高速道路5号線の橋脚が崩落しました。2台の車両に乗った3人が下流の川に転落しましたが、ボートで救助され、重傷を負うことなく無事でした。この壊滅的な崩落の原因は、橋脚の上部にある複数の支柱に過大な荷重が衝突し、最北端の支柱が即座に崩落したことと判明しました。 [ 2 ]

このトラス橋は1955年に建設され、スカジット郡のマウントバーノン市とバーリントン市を結び、ブリティッシュコロンビア州バンクーバーとシアトルを結ぶ重要な交通路となっています。構造的に独立した4つの連続径間で構成されています。最北端の径間のみが川に崩落し、隣接する径間も同じ車両による衝突被害を受けましたが、崩落に至るほどの深刻なものではありませんでした。2012年10月にも、上部の支持構造にトラックが衝突したことが分かっています。

事故の少し前まで、この橋は安全と評価されていました。構造上の欠陥はなかったものの、「機能的に時代遅れ」とみなされ、現在の設計基準を満たしていなかったのです。橋の設計は「破壊危険度が高い」ものでした。つまり、橋の支持部材の一つが破損した場合でも、構造の健全性を維持するための冗長な構造部材が備えられていなかったのです。

崩落から1ヶ月以内に、恒久的な橋の建設が進む間、崩落した支柱の上に2本の仮橋が架けられました。2013年9月には恒久的な橋脚が設置され、残りの3径間の同様の崩落を防ぐための作業が開始されました。

背景

崩壊前の橋

この橋は、ワシントン州マウントバーノンとバーリントンの間、スカジット川に架かる州間高速道路5号線（I-5）の一部区間を橋梁として架けており、シアトルの北約60マイル（97km）に位置しています。I-5号線は、シアトル都市圏とブリティッシュコロンビア州バンクーバーを結ぶ主要幹線道路です。崩落前は、毎日約7万1000台の車両が橋を通行していました。[ 3 ]

この橋は1955年に、州政府によるアメリカ国道99号線改良事業の一環として、州間高速道路システムが開通する1年前に建設された。橋は4車線で、各方向に2車線ずつが中央分離帯で区切られている。川にかかる部分は4径間が連続しており、それぞれの長さが160フィート (49 m) である。径間は三角形の鋼桁で構築されており、貫通トラス設計を使用しており、道路は左と右のトラスの間、および下部のトラスと上部のトラスの間を開いたトンネル内を通過する。上部のトラス部材があるため、車高の高い車両に対する道路の垂直方向のクリアランスは比較的限られている。隣接する径間は橋脚の基礎を共有しており、1つの連続した橋のように見えるが、4つの径間は実際には独立している。

この橋は、築58年にもかかわらず、最近、安全かつ良好な状態であると評価され、構造上の欠陥があるとは記載されていませんでした。この橋は、新しい高速道路橋の車線幅と垂直クリアランスに関する現在の設計基準を満たしていないため、機能的に老朽化していると分類されました。 [ 1 ] [ 4 ]この橋は、大幅な改修や交換の対象とはなっておらず、良好な状態で維持されていました。

貫通トラス設計

南行きの運転中、橋の湾曲したトラス構造が目に入った。この写真は崩落の2週間前に撮影された。

この鋼製トラス橋は、「破壊危険」設計を採用しており、構造全体の健全性維持に不可欠な、非冗長の荷重支持梁と接合部を備えていました。重要な部品の一つが（おそらくひび割れによって）最初に破損すると、他の部品に過負荷がかかり破損につながる場合があり、これが連鎖的にさらなる破損を引き起こし、橋梁全体の崩壊につながります。2007年、ミネアポリスのミシシッピ川I-35W橋は、サイズが小さく過剰な応力を受けたガセットプレート一枚にゆっくりとひび割れが生じ、突然崩壊しました。鋼鉄の場合、このような初期の破損は小さく始まり、危険なほど大きくなるまでには何年もかかります。ミネアポリスの事故を受けて、破壊危険橋梁におけるこのような経年劣化による災害は、2年ごとに義務付けられている徹底的な点検でひび割れを発見・修復することで回避されるようになりました。米国では1万8千の橋が（設計上）破壊危険と分類されており、ひび割れ点検が義務付けられています。[ 5 ] スカジット川橋は2012年8月と11月に最後に亀裂の検査が行われ、軽微な作業のみが必要であった。[ 6 ]

橋梁の重要な非冗長部材は、破損だけでなく、圧縮部材の座屈（引張部材のひび割れの逆）によって突然破損することもあります。トラス橋では、重要な圧縮部材は、橋の上部に沿って道路縁と平行に水平に走る上弦梁です。上弦梁は橋と交通の重量の大部分を支えています。弦は通常、垂直の支柱、斜材、および横方向のスウェイストラットによって整列・保持されています。上弦梁の接合部が何らかの理由でずれると、すぐに折れてしまいます。座屈損傷は累積的に発生しますが、経年劣化や腐食よりも、衝突による損傷や過度の応力によって発生することがほとんどです。[ 7 ]

車両の垂直方向のクリアランスは、ポータルと横向きのスウェイストラットによって制限されます。古い橋では、これらのクリアランスは比較的低いです。ワシントン州の橋では、スウェイストラットは外側の端で下向きに湾曲していることが多く、外側の車線と外側の路肩の上方のクリアランスが少なくなっています。そのため、背の高い荷物を積載する場合は、クリアランスを最大限に確保するために内側の車線を使用する必要があります。これらの橋は高さ超過車両による衝突に対して脆弱であり、そのような衝突は頻繁に発生していました。この橋では2012年10月22日に衝突事故が発生したことが知られており、調査員は過去にも複数の衝突の証拠を発見しました。[ 8 ] 1979年まで遡る橋梁検査報告書には、高さ超過車両による損傷が頻繁に記載されており、2012年末の検査報告書には、鋼材に3インチの裂傷が見られたと記載されています。[ 9 ]

シアトルのワシントン大学土木工学教授チャールズ・ローダー氏によると、1950年代には貫通トラス橋が一般的な橋梁設計だった（米国には10,200の貫通トラス橋がある）が、「上部の骨組みの一部を取り外すと、橋は安定性を失うことになる」とのことだ。[ 10 ]コンピュータが登場する前は、橋梁技術者は計算尺 を使ってトラス力を解析していたが、その計算には膨大な時間がかかっていた。冗長構造を解析できる有限要素法と塑性設計理論が最近になって確立され、時折使用されるようになっていたものの、静定構造のシンプルな計算方法よりもはるかに多くの計算が必要となり、冗長構造部材の使用は不可能だった。当時は多数の橋梁が設計されていたが、多くの橋梁を不定構造として設計できる設計技術者は不足していた。[ 11 ]

現在、中規模スパンの新設橋梁では、貫通トラス構造などの破壊リスクの高い設計は避けられています。3本以上の平行な主梁またはトラス構造を用いることで、単一の部材の破損にも耐えうる構造を実現しています。

事件

事故翌日の崩落現場の作業員たち

この崩落は、カナダからワシントン州バンクーバーへ特大の荷物を積んで南下していたセミトレーラートラックが、橋の最北端スパンの可動支柱を直接損傷し、間接的に頭上の鉄骨フレーム（トラス構造）の圧縮弦を損傷したことが原因であった。 [ 12 ]荷物が安全に通過できるように先導車を手配していたにもかかわらず、先導運転手は携帯電話で話しており[ 13 ]、スカジット橋を渡るのに問題があることをトラック運転手に無線で伝えることも、内側車線の余裕のある車線を使うようにトラック運転手に警告することもなかった。[ 14 ] [ 15 ]外側車線にある道路から上部のアーチ型梁までの垂直方向のクリアランスは14フィート7インチ（4.45メートル）で、特大の荷物を積んだトラックはすべて、クリアランスが約17フィート（5.2メートル）ある内側車線を走行することが想定されていた（事故後に修正された「破損が重大な」設計問題の一部）。しかし、特大トラックは外側車線から橋に進入し、2台目の大型トレーラーとBMWが内側車線を通過していた。[ 16 ]特大トラックは、幅広で高さのある荷物を15フィート9インチ（4.80メートル）の高さまで積載するための州の特大許可証を取得していたが、崩落後、「トラックで運ばれていた『特大荷物』の機器ケースの上部角のへこみと上部の擦り傷が目視できた」。[ 17 ]国家運輸安全委員会（NTSB）は、衝突後のトラックの高さを15フィート11インチ（4.85メートル）と測定した。[ 18 ]

大型トラックが橋を渡り終えると、すぐ後ろの第一径間が崩落した。大型トラックの運転手と先導車両は現場に留まり、捜査員に協力した。[ 19 ]

直接的な死者は出なかったが、3人が転落した車から救出され、地元の病院に搬送された[ 20 ]。車は川に転落した後、浸水した橋の床上に残っていた[ 21 ] [ 22 ] 。

マレン・トラッキング社に雇われたこのトラック運転手は、掘削機器のハウジングを含む特大の荷物を運んでいた。[ 23 ]同社の副社長エド・シャービンスキー氏は、ワシントン州から、ルート上のすべての橋の横断に必要な許可証が発行されていると述べた。[ 23 ]トラックは先導車両に先導されて橋を渡った。[ 24 ] [ 25 ]ワシントン州運輸局 の広報担当者は、橋までの横断高に関する警告標識はないと述べた。[ 26 ]ワシントン州では、高さ制限の事前掲示が必要となるのは、14フィート（4.3メートル）（通常の法的高さ制限）未満の横断高のみである。[ 27 ]

大型トラックは2径間のスタビライザー支柱にも損傷を与えましたが、崩壊を引き起こすほどではありませんでした。その後、この支間は修復されました。

調査

NTSBの調査官が橋に衝突したトラックを調べている。

ワシントン州警察と国家運輸安全委員会（NTSB）が事故を調査した。NTSBの報告書は、衝突の原因は、大型トラックが別の車線（橋の外側の車線）を走行していたこと、そして通過するトラックによって路肩に押し込められたことにあるとしている。また、橋の崩落は、衝突によって複数のスウェイブレースが破損し、重要な荷重支持部材（上弦材）の安定性が損なわれたことによるものとしている。[ 18 ]

訴訟

橋崩落の被害者3人のうち2人は、マレン・トラック社、トラック運転手、先導車運転手、先導車会社を相手取って訴訟を起こした。訴訟によると、トラック会社と先導車会社の過失が橋崩落の原因となった。ワシントン州運輸局（WSDOT）が、大型貨物のルートを計画するトラック運転手向けの高さ危険リストにスカジット川橋を記載していなかったという問題があったにもかかわらず、[ 9 ]被害者とその弁護士が税金を巻き込むことを望まなかったため、WSDOTは訴訟に名指しされなかった。[ 28 ]

対応と交換

ジェイ・インスリー知事は、交通と地域経済への混乱に対処するため、周辺3郡（スカジット郡、スノホミッシュ郡、ワットコム郡）に経済「非常事態」を宣言した。 [ 29 ] 州間高速道路5号線の交通は、上流のリバーサイド・ドライブ橋の崩落現場を迂回し、その地域で交通渋滞を引き起こした。[ 30 ]他の迂回路には、マウント・バーノンのダウンタウンとファー・アイランドを通る州道536号線が含まれていた。[ 31 ]

崩落した橋桁は、既存の橋脚の上にACROW社製の2車線橋2本で仮設され、6月19日に供用開始となった。[ 32 ] 2013年7月末に仮設橋桁の点検が行われ、仮設橋と本線道路の間のアスファルトを固定するL字型ジョイントの一部が緩んでいることが判明した。作業員がジョイントを溶接し直し、新しいアスファルトを敷設する間、橋の右車線は約2時間閉鎖された。

スポケーンの請負業者マックス・J・クニー建設社は、687万ドルの契約で恒久的な代替スパンの設計・建設を請け負った。[ 33 ]代替スパンは交通を中断することなく仮設スパンと並行して建設され、2013年9月14日から15日の夜間通行止め中に所定の場所に移動された。[ 34 ]

その後まもなく、橋の最大許容高さを上げるため、残りの3径間も改修が行われました。これには、湾曲した頭上支柱を直線支柱に交換することが含まれていました。この改修により、4車線全てに18フィート（5.49メートル）の垂直余裕が確保され、車高制限を超える車両が外側の車線を走行できるようになりました。工事は2013年11月中旬に完了しました。[ 35 ] [ 36 ]

この崩落事故は、ワシントン州運輸局（WSDOT）による大型車両の規制方法について疑問を投げかけました。他の多くの州ではルートが指定されているのに対し、ワシントン州運輸局（WSDOT）はドライバーに目的地までの安全なルートの決定を委ねています。しかし、WSDOTはドライバーに州内の危険箇所のリストを提供しているものの、スカジット川橋は危険箇所として挙げられていませんでした。外側車線の頭上支柱の高さが内側車線よりも2フィート5インチ（0.74メートル）も低かったにもかかわらずです。州議会は直ちに、州の大型車両に関する法律の改正を検討し始めました。[ 9 ]

崩落した橋の代わりに建設された橋は、警官ショーン・M・オコンネル・ジュニア記念橋と名付けられました。[ 37 ]州警官ショーン・オコンネルは迂回路で交通整理中にバイクがトラックに衝突して死亡しました。[ 38 ]事故の直後、3人の州議会議員が修復された橋を彼の名にちなんで改名する法案を提案しました。 [ 39 ]この変更はワシントン州運輸委員会によって承認されました。[ 40 ]

ワシントンのインフラ

橋の崩落に先立ち、アメリカ土木学会（ASCE）シアトル支部はワシントン州のインフラに関する2013年度報告書を発表した。同州の橋の評価は「C−」（各州の平均点）だった。ワシントン州には構造的に欠陥のある橋が400本あった。全橋の36%は築50年以上である。最も古い橋は、わずか50年の耐用年数を想定して設計されたため、安全を維持することはますます困難で費用もかさんでいる。[ 41 ]擁護団体「トランスポーテーション・フォー・アメリカ」の報告によると、ワシントン州の橋の5.1%が構造的に欠陥があり、これは全米で6番目に悪い数値である。[ 42 ]

参照

参考文献

  1. ^ a b連邦道路局(2012). 「NBI構造番号: 0004794A0000000」.国立橋梁目録. 連邦道路局.
  2. ^ 「I-5号線がスカジット川で崩壊、死者なし」シアトル：KING-TV Associated Press 2013年5月23日。2013年6月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2013年5月23日閲覧。
  3. ^ Ip, Stephanie (2013年5月23日). 「ワシントン州スカジット川でI-5橋が崩落、運転手らが水に浸かる」 . The Province . バンクーバー, BC.オリジナルより2013年6月15日時点のアーカイブ。 2013年5月23日閲覧。
  4. ^ 「WSDOT 構造的に欠陥のある橋梁」（PDF） .ワシントン州運輸省. 2011年9月1日. 2013年5月25日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2013年5月23日閲覧。
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  41. ^ 2013年ワシントンのインフラに関するレポートカード
  42. ^ 「私たちが直面する課題：私たちの橋の現状」 。 2013年5月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年5月30日閲覧。
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