انفجار جسر القرم: الخبراء يقيمون الضرر

في وقت مبكر من يوم السبت بالتوقيت المحلي ، هز انفجار هائل جسر القرم (المعروف أيضًا باسم جسر كيرتش). تم عرض صور مروعة لجسر السكك الحديدية المحترق وجسر الطريق المنهار في جميع أنحاء العالم.

لكن روسيا لديها انتقل بسرعة لإعادة الجسر إلى العمليات ، على الرغم من أنه يبدو متضررًا بشكل كبير.

وبقي المراقبون يتساءلون: ما هو تأثير الانفجار والنار على عناصر الجسر الباقية ، وما هي الإصلاحات التي يمكن أن تكون مطلوبة ، ومتى يكون من الآمن إعادة فتح الجسر بعد مثل هذا الحدث؟

بصفتنا خبراء في سلامة الجسور وهندسة الانفجارات ، لدينا (بعض) الإجابات.

الجسر

شيدته روسيا بتكلفة حوالي 3.7 مليار دولار أمريكي بعد ضم شبه جزيرة القرم في عام 2014 ، ويعد جسر القرم أطول جسر في أوروبا ، ويربط روسيا بشبه جزيرة القرم عبر مضيق كيرتش.

يعتبر الاتصال الذي يبلغ طوله 19 كيلومترًا شريانًا حيويًا للروابط الاقتصادية والاجتماعية ، ومنذ الغزو الروسي لأوكرانيا ، أصبح أيضًا أحد الأصول العسكرية الهامة للإمدادات والاتصالات الروسية.

على الرغم من الاسم ، فإن جسر القرم هو في الواقع جسرين: أحدهما للطريق والآخر للسكك الحديدية. جسر الطريق هو في حد ذاته هيكلين جسرين مستقلين ، في حين أن جسر السكك الحديدية عبارة عن هيكل جسر واحد يدعم مسارين للسكك الحديدية.

تتوفر بعض الرسومات والمعلومات العامة حول الجسر على الإنترنت.

الهجوم

يقع القسم المهاجم بين جزيرة توزلا وكيرتش ، القرم ، على اتجاه شرق-غرب ، وهو في منتصف الطريق بين الجزيرة وامتداد القوس الرئيسي فوق الممر المائي الصالح للملاحة.

في هذه المرحلة ، تكون جسور السكك الحديدية والطرق على شكل مماثل من أشكال البناء ، يُعرف باسم “جسر العوارض المصنوعة من الألواح الفولاذية ذات الألواح المركبة على سطح السفينة” ، ويمتد حوالي 64 مترًا. هذا يعني أن هناك لوحًا خرسانيًا بطول 20 سم مصبوب على ألواح فولاذية مسطحة ، مقوى بأضلاع فولاذية ، وكلها مدعومة بعوارض من الألواح الفولاذية بعمق حوالي 3.2 متر.

من المهم معرفة ذلك لأن تأثير الانفجار والجحيم والإصلاح اللاحق والأمان المحتمل للهيكل حساس للغاية لشكل البناء.

أعقاب

تسبب الانفجار في تمزق إحدى الجسور في منتصفها. ظل الامتداد المجاور على جانب القرم سليمًا ، لكن تم سحبه من محامله وانهار أيضًا في البحر. لا يزال الامتداد الثالث على جانب Tuzla ثابتًا ، بينما سقط الامتداد التالي من محامله البعيدة.

يبدو أن العوارض مستمرة فوق الأرصفة ، مع وجود فواصل تمدد كل أربعة امتدادات فقط. تمامًا مثل التقاط مفرش طاولة في المنتصف ، فإن القوة العمودية الهائلة الناتجة عن الانفجار ستسحب نهايات العوارض الفولاذية المستمرة ، مما يؤدي إلى فصلها عن دعاماتها.

أشعل الانفجار ما يُفترض أنه وقود في قطار صهريج على جسر السكك الحديدية المجاور ، مما تسبب في جحيم احترق لمدة ساعة على الأقل. انسكب الوقود المشتعل على الجانب الجنوبي من الجسر ، وعاد في اتجاه الشمال بفعل الرياح ، مما أدى إلى تعريض جميع الأسطح الفولاذية للنيران.

ما يمكن أن يكون سبب ذلك؟

هناك الكثير من الجدل حول سبب الانفجار. من الواضح أنها نشأت عند جسر الطريق ، وأدى الانفجار إلى اندلاع حريق في قطار الوقود على جسر السكك الحديدية القريب. ليس من الواضح ما إذا كان قد نشأ فوق سطح الجسر أو تحته.

تُظهر صور الفيديو شاحنة نصف مقطورة على الجسر في ذلك الوقت ، وتوضح زاوية أخرى ما قد يكون موجة ناتجة عن قوس قارب أسفل الجسر. كان من الممكن أن يكون أي منهما مصدر الانفجار.

بعد الانفجار مباشرة ، ظهرت الكثير من الشرر. قد يشير هذا إلى استخدام مادة الثرمايت في المتفجرات ، والتي تحترق في درجات حرارة عالية بما يكفي لإتلاف الفولاذ والتسبب في حرائق في الأجسام القابلة للاشتعال المحيطة.

ما هي التأثيرات الهيكلية؟

هناك تاريخ طويل من أعطال الجسور بسبب أضرار الحرائق والانفجارات. يمكن أن تضعف درجات الحرارة المرتفعة كلاً من الفولاذ والخرسانة ، بينما يمكن أن تؤدي موجات الصدمة للانفجار إلى كسور عنيفة.

في حين أن الفولاذ يمكن أن ينحني تحت حمولة عالية دون أن ينكسر ، وقد تكون العوارض الباقية من جسر القرم قابلة للاستخدام ، فمن المحتمل أن يكون الانفجار قد تسبب في أضرار موضعية شديدة. لتحديد مقدار الحياة المتبقية في جسر الطريق الباقي ، يجب على الباحثين إجراء عمليات تفتيش مفصلة وأخذ عينات معدنية.

من المحتمل أيضًا أن يكون حريق الوقود قد أضعف العوارض على جسر السكة الحديد ، وكذلك تلك الموجودة على جسر الطريق (كما كانوا على الجانب المواجه للريح من الجحيم). يظهر الرصيف الخرساني أيضًا علامات احتراق واسعة النطاق ، وبالتالي ستضعف الخرسانة ، ويكون التعزيز داخلها أكثر عرضة للتآكل على المدى الطويل.

هل يمكن إصلاحه؟

يمكن استبدال أقسام الهيكل العلوي للسكك الحديدية وجسور الطرق. هناك رافعات عائمة ذات قدرة كافية على رفع أعمال الفولاذ الجاهزة البديلة.

يمكن بعد ذلك إعادة تركيب الأسطح الخرسانية للطرق والسكك الحديدية والتجهيزات. مثل هذا العمل من شأنه بالطبع أن يجعل الجسر غير صالح للعمل لفترة طويلة.

هل الجسر آمن؟

في الهندسة الإنشائية ، السلامة ليست اقتراحًا أو اقتراحًا. يتم قياسه على سلسلة متصلة تُعرف باحتمالية الفشل ، أو بشكل أكثر إيجابية ، مؤشر موثوقية الهيكل.

توجد إرشادات حول مستويات الأمان المقبولة لأنواع مختلفة من الهياكل ، وتكاليف مختلفة لتوفير السلامة. يصمم المهندسون جسورًا جديدة للمعايير التي تهدف إلى توفير احتمال ضئيل جدًا لحدوث الفشل.

عند تقييم الجسور الحالية للسلامة ، يهدف المهندسون إلى توفير نفس المستوى من الأمان للجمهور.

بالنسبة للجسور العادية ، المحاطة بشبكة طرق كثيفة من الطرق البديلة ، ليست هناك حاجة لتقليل مستوى الأمان الذي يعتبر مقبولاً. ومع ذلك ، بالنسبة للجسور الرئيسية مثل جسر القرم ، قد يكون من المعقول قبول مستوى منخفض من الأمان عندما تكون التكاليف المرتبطة بالاضطراب عالية جدًا.

هذه الاعتبارات للاستخدام المدني العادي. للأغراض العسكرية ، تختلف مستويات السلامة أو المخاطر المقبولة على حياة الإنسان اختلافًا كبيرًا. المنطق المستخدم في الوضع المدني العادي لا ينطبق.

من أين من هنا؟

تمت إعادة فتح جسر الطريق المتبقي لحركة مرور السيارات فقط. قد يكون هذا معقولاً ، حيث أن الوزن الذي تضيفه السيارات لا يُذكر مقارنة بوزن الجسر نفسه – ويبدو أن اتخاذ القرار السياسي حول مستويات الأمان المقبولة خارج عن المألوف.

رافعات تم عرضها رفع حطام عربة صهريج الوقود عن خط السكك الحديدية المتجه لشبه جزيرة القرم. يبقى أن نرى كيف ستؤدي العوارض الفولاذية أثناء السفر بالقطار. من المحتمل أن يُطلب من القطارات أن تسير ببطء لتقليل التأثيرات الاهتزازية ، ولن يتم تحميل العربات بالكامل.

في ظل الظروف العادية ، سيؤدي الانفجار والأضرار التي رأيناها إلى إغلاق ممتد وأعمال إصلاح. لكن من الواضح أن الظروف بعيدة عن أن تكون طبيعية.