لماذا انهار جسر بالتيمور بهذه السرعة؟ يكشف المهندسون كيف انهار الهيكل “الواهٍ” مثل بيت من ورق بعد أن صدمته سفينة حاويات دالي

تم الإعلان عن حدث “خسائر جماعية” في بالتيمور بعد أن اصطدمت سفينة حاويات بجسر فرانسيس سكوت كي وانهار في نهر باتابسكو.

وبينما لا يزال المستجيبون الأوائل يبحثون عن ناجين، يتساءل الكثيرون عن كيفية انهيار الجسر بهذه السرعة، بعد أن ظل قائماً منذ عام 1977.

وفي حديثهم إلى MailOnline، أوضح المهندسون أنه على الرغم من أن الجسر لم يكن غير آمن بطبيعته، إلا أن هيكله “الواهٍ” يعني أنه كان عرضة للانهيار في حالة تلف الدعامات.

وقال جوليان كارتر، زميل معهد المهندسين المدنيين، لـ MailOnline، إن تدمير عمود الدعم كان له نفس تأثير انهيار منزل من ورق.

وقال: “عندما تنزع أحد الدعامات، فإنك تحصل على فشل كارثي لأن جميع الأجزاء المترابطة تصبح فجأة محملة فوق طاقتها”.

انهار جسر بالتيمور في الساعة 1:30 صباحًا بالتوقيت المحلي بعد أن اصطدمت سفينة شحن قادمة من ميناء قريب بعمود دعم.

يعد جسر فرانسيس سكوت كي، أو الجسر الرئيسي كما هو معروف، بمثابة رابط نقل بالغ الأهمية وهو واحد من ثلاث طرق فقط لعبور ميناء بالتيمور.

تم افتتاح جسر كي في عام 1997 ليحمل الطريق 65، ويمتد لمسافة 1.6 ميل (2.6 كم) من نهر باتابسكو.

ما جعل الجسر فريدًا جدًا هو الأطوال الكبيرة بين أعمدة الدعم.

مع أطول فجوة بين الدعامات، أو الامتداد، والتي تمتد لمسافة 1200 قدم (366 مترًا)، جعلها هذا ثالث أطول امتداد للطريق غير المدعوم في العالم.

ولسوء الحظ، ربما تكون هذه الميزة الفريدة نفسها قد ساهمت في سرعة انهيارها.

وكما يوضح السيد كارتر، فإن الجسر الرئيسي عبارة عن جسر متواصل من الجمالون، مما يعني أنه يتم تثبيته بواسطة عوارض مرتبة في أشكال مثلثة تسمى “الدعامات”.

عندما يتم تطبيق وزن المركبات على الجسر، تنتشر هذه القوة عبر الهيكل بأكمله حيث تأخذ كل دعامة جزءًا من الحمل.

وانهار الجسر في ثوانٍ بعد الاصطدام، مما أدى إلى سقوط قطع كبيرة من الفولاذ والسائقين في الماء

يقول الخبراء أن الجسور الجمالونية مثل الجسر الرئيسي غير قادرة على النجاة من التأثيرات على ركائزها الداعمة

نظرًا لأن الفجوات بين الأعمدة كبيرة جدًا، يجب أن تكون هذه الدعامات خفيفة قدر الإمكان حتى لا ينهار الجسر تحت ثقله.

وقال كارتر: “لديهم القليل جداً من التكرار، وهذا يعني أن كل جزء صغير منهم يعمل بجد كبير”.

“هذا على وجه الخصوص لديه مسافات طويلة ومتواصلة وهذا يعني أنه من جانب واحد من الدعم إلى الجانب الآخر، فإن جميع الأجزاء متصلة.”

مجتمعة، تعني هاتان الميزتان – الأجزاء المترابطة والتكرار المنخفض – أنه إذا حدث خطأ ما، فإن النتائج تصبح كارثية بسرعة كبيرة.

وقال كارتر لـ MailOnline إن إزالة عمود الدعم كان له نفس تأثير انهيار منزل من ورق.

وأوضح: “لقد اعتمد هذا الهيكل حقًا على القوة من جانب إلى آخر، وبمجرد أن تم التخلص منه انهار”.

بمجرد اصطدام العمود، تم إعادة توزيع وزن الجسر فجأة مما أدى إلى زيادة التحميل على الهيكل. أدى هذا إلى انهيار سريع

ويصف الدكتور أندرو بار، وهو مهندس مدني وإنشائي من جامعة شيفيلد، هذا بأنه مثال على “الانهيار التدريجي” حيث يؤدي فشل قطعة واحدة إلى فشل القطع الأخرى أيضًا.

وقال الدكتور بار: “في هذه الحالة، تسبب انهيار الرصيف في انهيار الجمالون غير المدعوم فوقه وسقوطه”.

وهذا ما يفسر أيضًا سبب ظهور لقطات الانهيار للامتداد الشمالي للجسر وهو يرتفع في الهواء قبل أن ينهار.

نظرًا لأن كل شيء متماسك معًا في هيكل واحد، فقد دار الجمالون على رصيف الدعم المتبقي مثل الأرجوحة قبل أن تصبح القوى كبيرة جدًا وينهار الامتداد.

يقول الخبراء أن سفن الشحن الحديثة مثل دالي (في الصورة) أكبر بكثير مما كان من الممكن أن يتم بناء كي بريدج لتحمله

يقول الخبراء إنه كان من المستحيل تقريبًا أن ينهار الجسر بعد اصطدامه بهذه الطريقة نظرًا لأن الأعمدة لم يتم تصميمها أبدًا لتحمل القوة الكاملة للسفينة.

وفقًا للخبراء، كان من شبه المؤكد أن تأثيرًا كهذا سيؤدي إلى تعرض الجسر الرئيسي لانهيار كارثي.

قال باني الجسور والمهندس المدني إيان فيرث: “الدعم عبارة عن هيكل واهٍ للغاية نسبيًا عندما تنظر إليه، إنه نوع من هيكل الركائز بأرجل فردية”.

وقال فيرث لبي بي سي: “لذلك، انهار الجسر ببساطة نتيجة لقوة الاصطدام الكبيرة للغاية”.

وبالمثل، يقول الدكتور مسعود حياة داودي، وهو مهندس مدني ومهندس بحري من جامعة دندي، إنه “ليس هناك شك في أن الجسر سينهار بسبب الاصطدام بالأعمدة”.

وأضاف الدكتور حياة داودي: “الجسور ليست مصممة لتحمل الأحمال الجانبية من السفن على أعمدتها. في حين أنها قد تكون قادرة على تحمل الأحمال الجانبية المماثلة لتيارات المياه وأحمال الرياح من قارب صغير، فإن القوة التي يمارسها تأثير سفينة الحاويات أكبر بكثير.

ومع ذلك، ليس من الضروري أن يكون الجسر الرئيسي وغيره من الجسور الجمالونية خطرة بطبيعتها أو سيئة التصميم.

بدلاً من ذلك، لم يتم تصميم Key Bridge أبدًا لتحمل الاصطدام المباشر من سفينة حاويات في العصر الحديث.

ولا تزال الشرطة وفرق الإنقاذ تبحث في المياه عن ناجين، لكن الشرطة تقول إنه من المعتقد أن سبعة على الأقل سقطوا في النهر.

كانت السفينة التي اصطدمت بجسر كي هي دالي، وهي سفينة حاويات ترفع علم سنغافورة والتي انطلقت من محطة سيجيرت مارين في الساعة 12:30 تلك الليلة.

يبلغ طول هذه السفينة حوالي 1000 قدم (300 متر) وعرضها 158 قدمًا (48.2 مترًا)، ويمكن بسهولة أن يكون حجمها ضعف حجم تلك التي كانت موجودة قبل 50 عامًا.

وقال توبي موترام، الأستاذ الفخري والمهندس الإنشائي في جامعة وارويك: “على الرغم من تلبية معايير التصميم والسلامة التنظيمية في السبعينيات، ربما لم يكن جسر بالتيمور كي مجهزًا للتعامل مع حجم تحركات السفن التي نشهدها اليوم”.

بالنسبة لمعظم الأشخاص الآخرين الذين يستخدمون الجسور الجمالونية، لا يوجد سبب للخوف من احتمال انهيار الجسر الخاص بك إلا في حالة اصطدامه أيضًا بسفينة حاويات.

ورغم أن الأمر قد يبدو بعيد المنال، إلا أن كارتر قال لـ MailOnline إن الخطر يمكن مقارنته بالكارثة النووية في فوكوشيما.

وأضاف: “هذا أحد تلك الأحداث التي تحدث من حين لآخر، مثل فوكوشيما، حيث استبعد العاملون في الصناعة مخاطر معينة لأي سبب كان.

“الآن، حدث ذلك فجأة، لذا يتعين على الناس إعادة ضبط إدارة الممرات المائية وإدارة حركة المرور.”