社会インフラの崩落事故＜その３＞ 米の橋崩落 南側橋げたが起点か 北側に不備、負荷集中？

米の橋崩落　南側橋げたが起点か　北側に不備、負荷集中？

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　東京新聞 　　2007年8月4日 夕刊
　　　　　　　　　　　　　　　http://static.flickr.com/1433/980659682_291fdacd49.jpg

　【ミネアポリス（米ミネソタ州）＝石川保典】米ミネソタ州ミネアポリスで起きた高速道路の橋崩落事故で、事故原因を調査している米運輸安全委員会（ＮＴＳＢ）は三日、崩落を免れた南端の橋げたが東側に約十五メートルずれており、この橋げたが崩落の引き金になった可能性があるとみていることを明らかにした。

　ＮＴＳＢ当局者はさらに、北側の橋げたの構造上の不備が原因で、橋にかかる荷重の負荷が南側に集中し、崩落を招いた可能性も指摘した。

　一九六七年に完成した橋は、両端を除き橋げたの大半を鉄骨で支えるトラス構造。どこか一カ所でも破たんすると、相互につながったトラス全体が荷重に耐えきれずに崩壊に至るという。崩落の瞬間をとらえた付近の監視カメラのビデオ映像によると、橋はわずか三、四秒間で崩壊していた。

　鉄骨部分には、過去の検査で金属疲労によるひびや溶接部分の腐食などが多数見つかっており、連邦政府は「構造的に不十分」にランク付け。補修や将来の建て替えが必要としていたが、州は毎年検査を行う一方で、二〇二〇年までは安全性が保てると判断していた。

　米ピッツバーグ大のハリーズ教授（土木工学）は本紙の取材に「橋が一瞬で完全崩落する例はあまりない。検査では見えなかった鉄骨の金属疲労によるひびが主な原因ではないか」としている。

　この橋が完成した同年、米ウェストバージニア州で同種構造の橋が崩落し、四十六人が死亡。連邦政府は以後、こうした設計は禁止している。

　　　　　　　

写真を見る限り、圧縮材となる垂直部材も日本の橋梁と比較して、肉薄の鋼材から構成されているようだ。

　　　　　　　

また、コンクリートで建設されている下部構造ペデスタルに設置されている、支承（Shoo）も、比較的軽微な鋳鋼で建設されているように見える。

　　　　　　　　　　　　http://static.flickr.com/1411/979805513_71740a0a4d.jpg

当該橋梁の図面も無い状態で推測するのは大胆すぎるが、崩壊時の動画を観た印象では、この手前側の支承付近から鉄骨の崩落（落下）が始まると、この動画のように、向こう側が引きずられるように崩落する可能性が高いように思う。

　　　　　　　　　　　　http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9d/35wBridgecollapse.gif
　　　　　　　　　　　　事故の瞬間のムービー

日本国内の道路橋は、（幸いにして！？）地震に対して粘り強さが求められるため、この当該事故のI-35W橋梁の写真に比べて、ごつくできている。

　　　　　　　　　I-35W bridge collapses over Mississippi River; 7 dead

写真、よく見えませんが、ボルトがリベットっぽくないですか？

この橋梁が建設された１９６７年当時は、まだ高力ボルト（ハイテンションボルト）は使われておらずリベット接合であったと思われます。

定期的なリベットの打ち直しはやってるのでしょうけど？移動荷重による繰返し応力の疲労に一時的な過荷重？加えて腐食による断面の性能低下。繰り返しは想定内のはずですから、見えない接合部分に断面の不連続欠陥（当初からの設計ミスかも）？想像は膨らむばかりですね。

而今先輩、この橋梁 spandrel braced cantilever arch といゆ橋梁形式（トラスアーチ橋）に分類されるようですが、アーチのライズが浅く、下弦材にも引張力が働くことがあったのでは無いかと思うのです。

スパンドルの意味は全体を閉じ断面にして橋の偏荷重に対する捩り剛性を上げるため？（橋は素人なので）。ただ下弦財の引っ張りは連続梁では常態のように思えるのですが、普通は圧縮材？ですか。
ブレースには橋の捩りによる±の軸力が来るとは思えるのですが。ただ値は小さいでしょうけど。

[zen*92*1*]

このような構造の橋は、「やじろべぇ」のように左右の力が釣り合って、形を保っているのでしょうか。事故の瞬間のムービーを見ていると、そんな感じがします。俗に用心深いことを「石橋を叩いて渡る」と言いますが、素人は叩いても解りません。命を預けて渡るしかありませんが、怖いです。

而今先輩、スパンドレルは連続くらいの意味でしょうか、ぜんさんが指摘されているように橋の両側に張り出した片持ち梁の部分とヤジロべー的にバランスを取ることを意図しているように思われます。中央スパンの部分が「アーチ」といっている割には扁平で、いわゆるアーチ効果を余り期待できない形状になっているのが中途半端な印象を与えます。