NTSB UPDATE ON THE MINNEAPOLIS BRIDGE FAILURE ANALYSIS（２／３）ＮＴＳＢ（米国家運輸安全委員会）はミネアポリスの橋梁事故の事故解析を改訂した （２／３）By Charles C. Roberts, Jr., Ph.D., P.E.The conventional, post news conference, wisdom suggested that a design flaw in the structure was the cause of the collapse. This may be a premature conclusion because of the following: 記者会見で、権威筋は、この構造形式の設計上の欠陥が崩壊の原因であることを示唆した。 This may be a premature conclusion because of the following: これは、次の理由の早期に解明される可能性がある： 1. This bridge survived for a period of 40 years without collapsing. １．この橋は、40年の期間にわたってが崩壊せずに使命を果たしてきた。 If the apparent design flaw was so influential in the collapse, then why did the structure not collapse sooner. もし現状の設計が崩壊に明らかに影響を与えるものであったとしたら、なぜ当該の構造物が早期に壊れなかったのかが疑問になる。 The answer lies possibly in an understanding of what the AASHO “Standard Specification for Highway Bridges” means. その答えはおそらくAASHOの「高速道路橋標準仕様書」のの意味することをを理解することにある。 It is essentially a calculation procedure with considerable safety margin to account for variability and uncertainties in design. それは本質的に構造設計計算というのもは、設計における不確実性と荷重や材料強度のばらつきを考慮して行うからだ。 For instance, axial tension is limited to 27,000 pounds per square inch (psi) in the gusset plates, yet the high-strength-low-alloy structural steel (HSLA) from which they are made has yield strengths of around 50,000 psi or higher. 例えば、ガセットプレートの場合は、面内張力に対しては27,000(psi)[ポンド/平方インチ]を限界としているが、高強度低合金構造用鋼（HSLA）の場合は降伏応力は約50,000 Psiかそれ以上になるからである。 Gusset Plate U10 calculated axial tension was 39,500 psi (Reference 1), which is higher than that allowed (27,000 psi) but lower than the yield strength of the material. Despite the apparent design error, a safety margin still existed in the design of this gusset plate. U10ガセットプレートの面内張力は（参考1）によれば39,500 Psiであるが、これは許可応力である27,000 psiよりは大きいが、この鋼材の降伏強度よりも低い。明白な設計ミスがあったにしても、このガセットプレートの設計には、安全側のマージン（余力）があることになる。 2. The bridge has experienced two construction projects that have, according to the NTSB, added significant weight to the structure. ２．NTSBによれば、当該橋梁は構造物の重大な重量増加につながる２度の大きな建設プロジェクトを経験している。 Why didn't the bridge collapse after the addition of these dead loads? これらの固定荷重（自重）の追加があったのに、なぜすぐの橋の崩壊が起こらなかったのか？ The answer lies in the suggestion that despite the apparent design error, significant safety margin existed (that is built into the AASHO calculation procedures), and the bridge accommodated the additional loading. その答えは、提案では、明らかな設計ミスがあったにもかかわらず、AASHO計算過程組み込まれた重要な安全マージン（余力）の存在が当該橋梁に荷重の追加があったのを許容したのではないかという指摘がなされている。 3. Corrosion has been evident throughout the bridge structure. ３．腐食という問題もこの橋梁を脆弱化し続けていたことも明らかである。 Figure 3 is a view of corrosive pitting found at the L11 gusset during an inspection in June, 2006. 図3はL11接合部に2006年６月の検査時に発見された腐食の模様である。 (Reference 3) Gusset L11 was one of the gussets that was apparently under-designed according to the NTSB. （参考3）ガゼットL11は、NTSBによると明らかに過小設計とされたガセットの一つである。 Widespread cracking in the structure was found, much of it due to metal fatigue.
構造物の中には、その多くが金属疲労に起因する溶接ひび割れである。  Figure 3 |
ミネソタ高速道路橋崩落事故
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一昨年の夏に、米国ミネソタで高速道路橋が一瞬にして崩落した事故から2年になりますが、あの事故の反省がしっかりなされているかと言えば、「のど元過ぎれば熱さ忘れる」で、事故原因報告書が米国ＮＴＳＢ 国家運輸安全委員会から去年の1月に公表されましたが、あの悲惨な事故の原因が「設計ミス」とされた事をご存じですか？
報告書を読んでみて、簡単に「設計ミス・計算ミス」でかたづけて良い問題なのか疑問に思っています。
�，呂犬瓩�ら、強度不足なら、なぜ４０年近く持ちこたえたのか
�∪澤彭�時の構造計算のトラス解析は、今のようなマトリックス法が開発される以前の計算法で「クレモナ図法」と呼ばれる図式解法であったり、「切断法」という簡便法であったから、今の計算結果とは自ずと違う応力が計算されたのではないか？
��接合部も、現在の様な高力ボルトではなく、リベット接合であった
�だ楾臧瑤侶彁惨霆爐�現在用いられているものとは違う、もっと簡便なものであった等が読み取られます。
報告書を読んでみて、簡単に「設計ミス・計算ミス」でかたづけて良い問題なのか疑問に思っています。
�，呂犬瓩�ら、強度不足なら、なぜ４０年近く持ちこたえたのか
�∪澤彭�時の構造計算のトラス解析は、今のようなマトリックス法が開発される以前の計算法で「クレモナ図法」と呼ばれる図式解法であったり、「切断法」という簡便法であったから、今の計算結果とは自ずと違う応力が計算されたのではないか？
��接合部も、現在の様な高力ボルトではなく、リベット接合であった
�だ楾臧瑤侶彁惨霆爐�現在用いられているものとは違う、もっと簡便なものであった等が読み取られます。
土木・建築インフラに用いられる巨大構築物は、長年にわたって使用されるものですから、
十分な余力と保守性を考慮した設計であるべきだと思います。
十分な余力と保守性を考慮した設計であるべきだと思います。
コメント（1）
NTSB UPDATE ON THE MINNEAPOLIS BRIDGE FAILURE ANALYSIS（１／３）ＮＴＳＢ（米国家運輸安全委員会）はミネアポリスの橋梁事故の事故解析を改訂した （１／３）By Charles C. Roberts, Jr., Ph.D., P.E.On January 15, 2008 the National Transportation Safety Board (NTSB) released an interim finding regarding the failure analysis of the I-35W bridge in Minneapolis. 2008年1月15日米国家運輸安全委員会（NTSB）は、ミネアポリスのＩ−３５Ｗ橋の故障解析について、暫定的な所見を発表した。 According to the report (1), investigators found that certain gusset plates that connect bridge structural members were under-designed according to American Association of State Highway Officials (AASHO) “Standard Specifications for Highway Bridges,” レポート（1）によると、捜査下にあったに設計された米国州道路当局（AASHO）の規定する「高速道路橋標準仕様」に準拠すれば、当該橋の構造部材の接続に用いられた幾つかのガセットプレートが過小設計であった事を指摘している。 This resulted in several gusset plates installed with a ½ inch thickness instead of some larger thickness. これは、いくつかのガセットプレートが本来もっと厚みのあるべきものが½インチの厚さで混在していた結果だと結論している。 Although the NTSB indicated that this was a design error, the chairman indicated that the federal probe into the bridge collapse is by no means final and that the cause has yet to be found. ＮＴＳＢが、これは設計ミスだと説明したにしても、同委員長は、橋の崩壊への連邦政府の調査の最終的という意味では、原因はまだ発見されていないことを示唆した。 Figure 1 is a view of the bridge showing gusset plates U10 and L11, which the NTSB found to be the most severe violators of the AASHO standard and most deficiently designed. 図1は、当該橋梁のU10用とL11ガセットを示しているが、これがAASHO標準に照らして最も深刻な基準批判で最も不完全なガセットプレートの位置を示している。  Figure 1 Figure 2 shows the approximate location of these plates in a post failure photograph.図２は事故後の写真でこれらのガセットプレートのおおよその位置を示すものである。 Figure 2 It was also mentioned that approximately 300 tons of construction equipment was located over gusset plates U10 and U11 in the southbound lanes (green area Figure 1). また、約300トンの建設機械が事故当時、下り車線のU10用およびU11のガセット・プレートの付近（緑のエリアを図1に位置していた）に設置されていたことも言及された。 According to the NTSB, all 16 of the under-designed gusset plates were found to be fractured while the remaining were typically intact. NTSBによると、過小設計であった１６個のガセットプレートが崩壊し、残りは、通常はそのままだったことが判明した。 The original design calculations made by the bridge designers (Sverdrup and Parcel) could not be found. 当該橋梁の初期設計時に作られた(Sverdrup and Parcel社の)構造計算書は見つからないだろう。 Accordingly, the NTSB could not determine how the apparent calculation error occurred. No deficiencies were found in the steel or concrete that could have caused a failure. したがって、NTSBはこの崩壊事故をもたらした明らかな計算ミスがなされたのかを断定できないだろう。また鋼材やコンクリートに欠陥でこの崩壊が起こった可能性も見出すこともできないだろう。 The I-35W bridge was designed before 1964 and was completed in 1967 with additional dead (weight) loads added over time (1977 and 1998), which included a median barrier, larger outside walls and increased thickness of the concrete deck. I - 35W橋は1964年前に設計され、1967年に竣工したが、後年（1977年〜1998年）たび重ねて追加の固定荷重（自重）が加えられ、荷重の増加が時間の経過に従って当該橋梁に追加されたことになる。具体的には床版や側壁の厚さが荷重の増加に含まれている。 According to the NTSB, this added significantly to the weight of the structure. NTSBによると、これらの回収は大幅に構造体の重量に追加したことになる。 No bridge design analyses could be found regarding the acceptability of the additional dead loads. 当該橋梁の固定荷重の増加が許容範囲であったかどうかの解析結果も見つかっていない。 |
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  Support posts in construction on the north bank in January 2008 Box girder sections formed in the casting yard in May 2008 Last segment of northbound lanes in place July 5, 2008. Piers take shape on north shore in May 2008 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！！！ |
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。 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） |
