案例库 · 工程与运营 · 技术决策 · 1964–2007
I-35W 大桥在高峰时段坍塌——0.5 英寸厚的节点板，一个 40 年之久的设计错误
一个 1960 年代的设计错误使用了厚度仅为所需一半的节点板。2007 年 8 月 1 日，大桥坍塌落入河中，13 人死亡，145 人受伤。
Minnesota Department of Transportation · URS Corporation · Sverdrup & Parcel · 2007-08
怎么回事
I-35W 密西西比河大桥是一座钢桁架桥，设计于 1960 年代初期，1967 年通车，是明尼阿波利斯市的重要交通动脉，每日通行 14 万辆车辆。原始设计包含一个致命错误：连接桁架构件的节点板厚度仅为 0.5 英寸——大约是该桥所承受载荷所需厚度的一半。该设计符合 1961 年 AASHTO 规范，但该错误在设计审查、施工或四十年的检查中从未被发现。
到 2007 年 8 月 1 日，该桥承载的负荷远超原始设计。多年来混凝土桥面重量增加了 20%。当天下午，在重新铺装工程期间，四个封闭车道内放置了 578,000 磅的沙土、水箱、车辆和施工设备。下午 6:05（北美中部夏令时间），高峰时段，两个桁架节点处南侧的节点板同时失效。整座 1,907 英尺长的桥跨在数秒内坠入河中——13 人死亡，145 人受伤。
NTSB 调查结论认为，主要原因在于 1960 年代原始节点板的设计错误。该桥自 1990 年起因支座腐蚀被评为结构缺陷，并接受年度检查——但检查员检查的是单个构件，从未关注节点板厚度。MnDOT 曾计划于 2006 年 12 月进行加固工程，但两个月后取消了。替代桥梁于 2008 年 9 月 18 日通车，耗资 2.34 亿美元，比计划提前三个月。
为什么会这样
- 该桥 0.5 英寸厚的节点板仅为所需厚度的一半。这个 1960 年代的设计错误从未被发现——在设计、施工或 40 年的年度检查中都没有。
- 到 2007 年，该桥承载的混凝土重量比设计多 20%，加上重新铺装期间的 578,000 磅施工设备——节点板无法承受这一组合载荷。
- 该桥自 1990 年起被评为结构缺陷，每年接受检查，但检查员从未关注节点板——他们检查的是单个构件，而非构件之间的连接。
- MnDOT 于 2006 年 12 月计划加固工程，但在坍塌前两个月取消了。13 人死亡，145 人受伤，这场灾难本完全可以避免。
教训
一座桥的强度不在于单个构件，而在于它们之间的连接。四十年的检查错过了节点板。你不检查的东西可能会让你丧命。
后来呢
I-35W 大桥坍塌是美国基础设施安全的一个里程碑。NTSB 调查历时 15 个月，建议在全国范围内对类似桁架桥的节点板进行检查。替代桥梁在 13 个月后通车，比计划提前三个月。MnDOT 以 5,200 万美元解决了受害者诉讼。该坍塌加速了全国关于 5 万亿美元延期基础设施维护的讨论，并成为全国范围更新检查标准的催化剂。
资料来源
- Wikipedia — I-35W Mississippi River bridge (designed 1960s, opened 1967; 0.5-inch gusset plates; collapsed Aug 1, 2007; 13 dead, 145 injured; 578K lbs construction load; NTSB found design error primary cause; $234M replacement opened Sept 2008)
- NTSB — Highway Accident Report: Collapse of I-35W Highway Bridge, Minneapolis, Minnesota, August 1, 2007 (NTSB/HAR-08/03, 2008)
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