『構造工学の薦め』 〜「秋迎え 向日葵色を 還しけり」

識らないこと以外は何でも識っている 『薄学』 阿奉さんが語る自然界構造形態と人工の構造形態の類似性。還暦2歳!ブログ再開!

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I-35W Saint Anthony Falls Bridge〜Construction

崩落したI-35W橋は、事故後4ヶ月後に再建工事が始まり、去年 2008年9月に竣工した。
橋の名称はI-35W St. Anthony Falls Bridgeと言い、
今度は、ポストテンション形式の鉄筋コンクリート橋(Post-Tensioned Precast Concrete box girder)である。
     http://oxblue.com/archive/26ad48202aa6551f06c3c5532e18a86e/800x600.jpg
           竣工開通後2009年冬の橋の全景

橋梁概要

Official name   I-35W St. Anthony Falls Bridge[1]
Carries   10 Lanes of I-35W; light-rail or bus-way-ready[2]
Crosses   Mississippi River
Locale       Minneapolis, Minnesota, U.S.
Maintained by   Minnesota Department of Transportation (Mn/DOT)
ID number   NBI 27410 (Northbound), 27409 (Southbound)
Design       Post-Tensioned Precast Concrete box girder[3]
Longest span   504 feet (154 m)[3]
Total length   1,216 feet (371 m)[3]
Width       180 feet (55 m)[2]
Height       120 feet (37 m)[2])estimated
Clearance below   70 feet (21 m)[3]
AADT 1 41,000 (2005 estimates)
     http://projects.dot.state.mn.us/35wbridge/images/thumbnails/ElevationWithPiers.jpg
        新橋梁の概要PDF
このPDFファイルが素晴らしい、素人でも分かるように、この橋の構造から、建設方法、工事記録写真が満載されている。興味がある方は是非ダウンロードしてみて欲しい。

工事期間

Beginning date of construction October 30, 2007[1]
Opening date September 18, 2008[4]

       
          Youtubeには建設記録の動画もUPされている
Minnesota Public Radio reporter Dan Olson checks in on the progress of the construction of the new 35W bridge in Minneapolis 
それにしても驚かされるのは、この再建工事に関するミネアポリス道路交通局の情報開示の丁寧さだ。インターネットで微に入り細に入り計画概要から、工事計画、工事の途中の写真まで公開している。
     http://projects.dot.state.mn.us/35wbridge/images/tribune.jpg
              工事概要説明図
       https://blogs.yahoo.co.jp/IMG/ybi/1/a7/6e/srfch485/folder/1508733/img_1508733_58543970_0?1250212500
Support posts in construction on the north bank in January 2008
       https://blogs.yahoo.co.jp/IMG/ybi/1/a7/6e/srfch485/folder/1508733/img_1508733_58543970_2?1250212624
Box girder sections formed in the casting yard in May 2008
     https://blogs.yahoo.co.jp/IMG/ybi/1/a7/6e/srfch485/folder/1508733/img_1508733_58543970_3?1251227335
Last segment of northbound lanes in place July 5, 2008.
     https://blogs.yahoo.co.jp/IMG/ybi/1/a7/6e/srfch485/folder/1508733/img_1508733_58543970_1?1251227152
Piers take shape on north shore in May 2008
     https://blogs.yahoo.co.jp/IMG/ybi/1/a7/6e/srfch485/folder/1508733/img_1508733_58543970_5?1251226983
Bridge nearing completion, August 30, 2008.

MnDOT maintained a project page that tracked all activities associated with the construction of the bridge including weekly updates, traffic impacts, construction photos, animations, and virtual walk tours. On December 17, 2007, the first slab of concrete, 200 feet (61 m) long, 13.5 feet (4.1 m) wide, and 4.5 feet (1.4 m) thick, was poured off-site, which begun to shape the bridge. Pilings sunk 100 feet (30.5 m) into the earth support the ends of the bridge,[24] which contains 50,000 yards (45.72 km) of concrete.[25]

The bridge construction progressed more quickly than expected. Construction work was performed in shifts with as many as 400 workers during the day, and 200 at night.[26] On April 8, 2008 Mn/DOT announced the half way point of construction had been reached, and predicted that completion might be ahead of schedule by as much as three months.[27]

This prediction was borne out by events, as the Minnesota Department of Transportation opened the bridge to traffic at 5:00 in the morning on September 18, 2008.[4] Minnesota State Patrol cars at both the north and south ends allowed rush hour traffic to build up behind them. Once the construction barricades were removed at 5:00 am the First Responders, State Troopers, and Mn/DOT trucks slowly crossed the bridge with rush hour traffic in tow, officially opening the bridge. Flatiron-Manson is expected to earn $27 million in bonuses for accelerated performance.[28]

日本の高速道路橋、あまたあれども、これほどの情報開示がなされている例を見たことがない・・・恐るべしアメリカ!!!

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州は賠償金で幕引き図る

            「日経コンストラクション」ケンプラッツ より、2009/04/21、米ミネアポリス落橋事故

国家運輸安全委員会が2008年11月にまとめた最終報告書では、崩落の原因として以下の三つを挙げた。

 まず、上流側と下流側にあるトラスの格点のうち、ガセットプレートの鋼板の厚さが計8カ所で、必要な厚さの半分程度しかなかったこと。設計ミスが原因だった。

 次に、橋が完成した後に、何年かかけて床版の上面を5cmほど増し厚したこと。床版の劣化を防ぐのが目的だった。しかし、増し厚によって橋の自重が20%も増えた。

 最後に、崩落時に実施していた床版の補修工事だ。工事用の重い資機材を、ガセットプレートが薄く、橋の弱点となっていた格点のほぼ真上の床版に置いていた。
      https://blogs.yahoo.co.jp/IMG/ybi/1/a7/6e/srfch485/folder/1508733/img_1508733_58536387_0?1250573981
赤丸がガセットプレートの厚さが不足していた格点。P5、P6、P8の橋脚はローラー支承、P7橋脚だけ固定支承となっていた(資料:日経コンストラクション)
      https://blogs.yahoo.co.jp/IMG/ybi/1/a7/6e/srfch485/folder/1508733/img_1508733_58536387_3?1250574300
P6橋脚付近。米国家運輸安全委員会では「格点U10のガセットプレートの破断が崩落の引き金になった恐れがある」としている(写真:ミネソタ州交通局)
      https://blogs.yahoo.co.jp/IMG/ybi/1/a7/6e/srfch485/folder/1508733/img_1508733_58536387_1?1250574500
破断したガセットプレート。
建設当初に設計ミスを犯したスベルドラップアンドパーセル社は既に解散しているうえ、時効が成立したので提訴できない(写真:米国家運輸安全委員会)
      https://blogs.yahoo.co.jp/IMG/ybi/1/a7/6e/srfch485/folder/1508733/img_1508733_58536387_2?1250574133
崩落する2時間15分前に旅客機から偶然、撮影された橋。床版の補修工事のために、多くの資機材が載っていたことがわかる(写真:米国家運輸安全委員会)

 国家運輸安全委員会は、「橋が崩落する瞬間に、P6橋脚のローラー支承が動く状態にあったかどうかはわからない」と話している。

 ミネソタ州議会は2008年5月、崩落事故の賠償金として総額3800万ドル(約37億円)を確保する法案を可決した。犠牲者1人当たり最高で40万ドルを支払う。賠償金の受け取りと引き換えに、州やプログレッシブコントラクターズ社などへのあらゆる訴えを取り下げることが条件となっている。メサリー弁護士は、幕引きを図る州に抗戦する構えだ。

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維持管理の怠慢か当初の設計ミスか

            「日経コンストラクション」ケンプラッツ より、2009/04/21、米ミネアポリス落橋事故
同橋の支承が腐食して十分に動かない恐れがあることは、米国の建設コンサルタント会社であるURS社が2006年までに実施した調査で判明していた。さらに、トラスの格点で部材同士を連結するガセットプレートと呼ぶ鋼板の一部が湾曲していることもわかっていた。しかし、橋の健全度を評価する業務を州から受託した同社は、橋が崩落する危険まで指摘していなかった。

 「支承の腐食やガセットプレートの湾曲などから、URS社は橋の崩落を予想できたにもかかわらず、州に報告しなかった。補修工事を実施していたプログレッシブコントラクターズ社にも責任がある」と、メサリー弁護士は言う。2009年8月までに州の裁判所に提訴する考えだ。
       https://blogs.yahoo.co.jp/IMG/ybi/1/a7/6e/srfch485/folder/1508733/img_1508733_58536376_0?1250195674
湾曲したガセットプレート。URS社が橋の健全度調査の際に撮影した。このガセットプレートは崩落後の調査で、必要な厚さの半分しかないことが判明した(写真:米国家運輸安全委員会)

メサリー弁護士は「維持管理を怠ったことが崩落につながった」と訴える。この主張は、「建設当初の設計ミスが最大の原因だ」と結論付けた米国家運輸安全委員会の見解とは大きく異なる。

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ローラー支承の腐食が原因か、米ミネソタ州の落橋事故で新見解

            「日経コンストラクション」ケンプラッツ より、2009/04/21、米ミネアポリス落橋事故

       https://blogs.yahoo.co.jp/IMG/ybi/1/a7/6e/srfch485/folder/1508733/img_1508733_58536370_0?1250195603
ミシシッピ川に崩落した州間高速道路35W号線の橋。中央径間がほぼ真下に落ちたのに対し、右岸のP6橋脚付近では、トラスの部材がねじれるように崩れた。写真右上に見えるのは、1929年に完成した10番街橋(写真:ミネソタ州交通局)
       https://blogs.yahoo.co.jp/IMG/ybi/1/a7/6e/srfch485/folder/1508733/img_1508733_58536370_1?1250195603
 ローラー支承がさびて、動かなかったことが崩落を招いた――。2007年8月に米ミネソタ州ミネアポリス市で起きた州間高速道路35W号線の橋の崩落事故をめぐり、新たな原因を指摘する声が上がっている。
       https://blogs.yahoo.co.jp/IMG/ybi/1/a7/6e/srfch485/folder/1508733/img_1508733_58536370_2?1250195603
P6橋脚に据え付けられていたローラー支承。2003年6月に撮影(写真:ミネソタ州交通局)
主張しているのは、ミネソタ州のクリス・メサリー弁護士だ。2009年3月下旬に明らかにした。メサリー弁護士は、事故の遺族や負傷者の訴訟代理人を務めている。

 崩落したのは、ミシシッピ川をまたぐ橋長324mの鋼3径間連続トラス橋。13人が死亡し、145人が負傷した。メサリー弁護士は事故原因を究明するため、構造設計を得意とするTomasetti ソーントン・トマセッティー社に独自調査を依頼していた。

 ソーントン社は、橋の設計図や点検記録、崩落時の映像などのデータを構造解析プログラムに入力して分析した。

 その結果、P6橋脚にあるローラー支承が動かなかった場合、夏の日差しや高温で膨張しようとするトラス部材が自由に動けず、部材内に想定外の応力が発生。さらに、床版の補修工事のために床版上に置いていた計260tの資機材の偏荷重が加わり、崩落の引き金になることがわかった。中央径間にあるトラスの下弦材の格点が、最初に破断した可能性があるという。

        http://kenplatz.nikkeibp.co.jp/article/const/news/20090421/532153/ph002.jpg
2006年5月に撮影した崩落前の橋の様子。写真手前にあるP6橋脚のローラー支承付近にさびが見える(写真:Todd Murray)

橋はなぜ落ちたのか〜その1シシッピー川高速道路橋崩落事故から2年

ミシシッピー川高速道路橋崩落事故から2年経つ。
       
すでに米国では報告書もだされ、崩壊原因は設計時の設計ミス・強度設計ミスとされた。

ところで本題のこの事故の原因究明・・・

米運輸安全委員会(NTSB)は2008/01/15、この崩落原因は建設過程での誤りや維持を怠ったためではなく、設計ミスによって強度不足の鋼板が使われていたためだったと発表した。

米ミネソタの橋崩落 原因は設計ミス 2008.1.16 12:58

 2007年8月、米中西部ミネソタ州ミネアポリスで起きた橋崩落事故で、米運輸安全委員会(NTSB)は15日、崩落原因は建設過程での誤りや維持を怠ったためではなく、設計ミスによって強度不足の鋼板が使われていたためだったと発表した。

 橋の骨組鋼材をつなぎ、補強するガセットプレートと呼ばれる鋼板が、あるべき厚さの半分しかなく、強度が不足していた。NTSBのローゼンカー委員長によると、橋の南端部で問題がある同プレートが20枚以上見つかり、うち計16枚のプレートが破断していた。

 崩落事故では通り掛かった車の運転手ら計13人の死亡が確認された。(共同)

あれだけ大きく報道された事故なのに、我が国ではその事故原因が何であったのか、どんな計算ミスが有ったのか詳しく報道されていない。のど元過ぎれば、熱さをを忘れる・・?

       
       http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e9/I35W_Bridge.jpg

これが、当該の鉄橋が健全だった時の写真である。なかなか優雅なワーレン・トラス橋である。

建設は40年前、設計ミスならなぜ、これまで問題なく高層工藤路と言う「大動脈」を支えてこられたのか?疑問が残る。

このコラムで、事故原因報告書を精読して、事故原因を私なりに分析してみたい。

            I-35W bridge over the Mississippi in Minneapolis

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