Katastrofa na moście Loddon

Trzy skrzyżowania A329 (M) przez Loddon, na zdjęciu w 2011 r. Jezdnia w kierunku wschodnim, tutaj najbardziej po prawej, zawaliła się w trakcie budowy. Na pierwszym planie widać rzekę Loddon.

Zdjęcie z 2016 r. Przejazdu A329 (M) Loddon, zrobione z mostu kolejowego na południu. Jezdnia w kierunku wschodnim jest najdalszym z trzech mostów zbudowanych w latach 70. XX wieku, zamaskowana przez konstrukcje jezdni w kierunku zachodnim i zachodnim.

Katastrofa mostu Loddon Bridge polegała na zawaleniu się szalunków podczas budowy żelbetowego pomostu na moście Loddon autostrady A329 (M) w Berkshire w Anglii w dniu 24 października 1972 r. Zginęły trzy osoby, a dziesięć innych zostało rannych. Uważa się, że błąd projektowy doprowadził do tego, że część szalunku, przechodzącego między pokładem a wieżami wsporczymi, była niewystarczająca i zawiodła w wyniku wyboczenia lub skręcenia. Częściowo zalany pokład wpadł do rzeki poniżej. Upadek został zbadany przez Inspektorat Fabryki Jej Królewskiej Mości a wykonawca, Marples Ridgway, przyznał się do naruszenia przepisów budowlanych podczas procesu w Bracknell i został ukarany grzywną w wysokości 150 funtów (równowartość 1930 funtów w 2021 r.).

Upadek doprowadził do powstania Komitetu Doradczego ds. Falseworku , któremu przewodniczył rektor Uniwersytetu Brunela Stephen Bragg , iw konsekwencji znany jako Raport Bragga . Komitet, którego raport końcowy opublikowano w 1975 r., wydał szereg zaleceń dotyczących zmian w sposobie projektowania, budowy i demontażu szalunków. Stanowiły one podstawę brytyjskiego standardu 5975 The Code of Practice for Falsework, opublikowanego w 1982 r. Raport Bragga miał szerszy wpływ na sposób zarządzania pracą tymczasową w Wielkiej Brytanii, w tym na ustalanie procedur i stanowisko koordynatora prac tymczasowych.

Projekt tła i prac tymczasowych

Most był częścią wiaduktu zbudowanego przez wykonawcę Marples Ridgway w Reading , Berkshire, jako część autostrady A329(M) , łączącej autostradę M4 na wschodzie. Jezdnie w kierunku wschodnim i zachodnim oraz oddzielna pochylnia prowadząca do jezdni w kierunku zachodnim zostały zbudowane na oddzielnych konstrukcjach wiaduktów z betonu sprężonego . Wiadukt w kierunku zachodnim został ukończony na początku 1972 roku.

Wiadukt w kierunku wschodnim składał się z 13 przęseł między żelbetowymi filarami. Przęsło nad rzeką Loddon , która się zawaliła, mierzyło 93 stopy (28 m) między filarami o szerokości 35 stóp i 6 cali (10,82 m). Pokład miał 4 stopy (1,2 m) grubości pośrodku, zwężający się na zewnętrznych krawędziach, ze średnią głębokością 1 stopy (0,30 m). Był przechylony w planie, o około 37 stopni od kąta nabrzeża i miał wbudowany spadek poprzeczny 1:29,25.

Pomost uformowano z betonu wylewanego na miejscu, ułożonego na drewnianym szalunku wspartym na systemie szalunków . Ten składał się z serii 26 kratownicowych kratownic pod pokładem. Mierzyły one 98 stóp 4 cale (29,97 m) długości (rozciągały się do sąsiedniego przęsła) i były wykonane z czterech sekcji kratowych połączonych ze sobą rusztowaniem . Kratownice były niemieckiego systemu zbudowanego na licencji przez Rapid Metal Developments.

Kratownice były wsparte na 24-stopowych (7,3 m) wieżach kozłowych przylegających do każdego mola. Kratownice były połączone z wieżami za pomocą wahaczy . Były one wspierane przez dwuwarstwową kratę z dwuteowników . Górna warstwa została utworzona z uniwersalnych sekcji kolumn o wymiarach 10 na 10 cali (250 mm × 250 mm) biegnących prostopadle do jezdni. Były one podparte przez dolną warstwę, utworzoną z uniwersalnych belek o wymiarach 12 na 6,5 cala (300 mm × 170 mm), biegnących równolegle do jezdni. Dolna warstwa rusztu była podtrzymywana przez 16 par wideł na szczytach wież. Wieże wyprodukowała francuska firma Indumat.

Zawalić się

W sierpniu 1972 r. Podpory, które podtrzymywały wylewanie pomostu jezdni w kierunku zachodnim, zostały przeniesione na jezdnię w kierunku wschodnim. Obie konstrukcje były oddzielone szczeliną zaledwie 2 stóp 10 cali (0,86 m). Fałsz został przeciągnięty po tymczasowym torze. Przed oddaniem do użytku został poddany przeglądowi i usunięto pewne usterki. Pojawiły się pytania, czy szalunek był naprawdę pionowy, ale prace trwały.

Beton na jezdnię w kierunku wschodnim wylano 24 października 1972 r. Oszacowano, że potrzebne będzie około 750 jardów sześciennych (570 m ³ ) betonu, z czego 500 jardów sześciennych (380 m ³ ) na powierzchnię rzeki Loddon system szalunków, a pozostała część na sąsiednich przęsłach. Dostarczono cztery pompy do betonu i używano czterech grup robotniczych, łącznie 30 mężczyzn, z 14 wibrującymi wibratorami. Układanie betonu rozpoczęło się o godzinie 8:30 z szybkością około 84 jardów sześciennych (64 m ³ ) na godzinę, spadając do 50 jardów sześciennych (38 m ³ ) na godzinę później tego ranka, zanim ponownie wzrośnie do 88 jardów sześciennych (67 m ³ ) na godzinę.

O 13:35 wschodni koniec szalunku spadł o około 6 cali (150 mm). Kilka sekund później cały pokład zanurzył się w rzece poniżej. Wieże kozłowe na wschodnim krańcu przęsła przewróciły się i spadły na pokład, chociaż te na zachodnim krańcu pozostały. Trzech pracowników zginęło, a 10 zostało rannych, w tym 7 ciężko.

Dochodzenie

Upadek został zbadany przez Inspektorat Fabryki Jej Królewskiej Mości . Dochodzenie było trudne, ponieważ szalunek zawalił się do koryta rzeki i został pokryty betonem, który na nim osiadł. Inspektorzy stwierdzili, że kraty wsporcze belek stalowych na wschodnim krańcu były mocno skręcone i wygięte. Uznano, że działająca na nie siła pozioma spowodowała deformację, która doprowadziła do stopniowego zawalenia się. Testy wykazały, że układ rusztu miał współczynnik bezpieczeństwa zaledwie 1,3 przy uwzględnieniu idealnych warunków i obciążeń pionowych. Uważali, że należało zastosować większe belki lub przyspawać usztywnienia do belek (zauważyli, że tam, gdzie usztywnienie zostało przyspawane do belki z powodu uszkodzenia przed zalaniem, opierało się deformacji). Stwierdzono, że rozmiar belki był błędem w obliczeniach projektowych; należało określić belki o 50 procent większe. Nie zostało to wykryte podczas kontroli projektu.

Inspektorzy stwierdzili, że fundamenty pod szalunki były zadowalające. Uważali, że wieże, które były wolnostojące, powinny były opierać się o sąsiednie filary, ale nie sądzili, że to była bezpośrednia przyczyna zawalenia się. Inspektorzy zauważyli, że ten sam układ szalunków wystarczył do wylania pokładu w kierunku zachodnim, który był pod większym obciążeniem. Uznali, że szalunek mógł zostać uszkodzony podczas przenoszenia, zauważając, że niektóre nogi kozłów zostały później naprawione.

Jako sprawy drugorzędne stwierdzili, że niektórych śrub użytych do montażu szalunku brakowało lub były zbyt krótkie, aby pomieścić pełną nakrętkę. Odkryli również, że końce niektórych belek dwuteowych grilla zostały zwężone przez cięcie płomieniem, zmniejszając ich efektywną powierzchnię środnika o około 30 procent. Inspektorzy uznali, że chociaż między kratownicami wsporczymi zastosowano pewne stężenia, było to niewystarczające, gdy uwzględniono siły poziome i dynamiczne. Układ łożysk pod kratownicami również uznano za niespełniający norm. Łożyska były szorstkie i niesmarowane, zapewniając opór obrotowy, którego nie uwzględniono w projekcie robót tymczasowych (uznającym łożysko za idealne połączenie kołkowe ). Podkładki pod łożyskami były tylko lekko przymocowane do uniwersalnych kolumn w kratce, co nie było idealne, gdy spodziewano się obciążenia poziomego.

Test

Marples Ridgway byli ścigani na podstawie przepisów budowlanych zawartych w ustawach fabrycznych w sądzie magistrackim w Bracknell . Konsultant składający zeznania stwierdził, że obciążenie nałożone na ruszt było szczególnie trudne do oszacowania i projektanci powinni byli to rozpoznać i wzmocnić belki, na przykład za pomocą płyt usztywniających przyspawanych do środnika. Sąd stwierdził, że brak sprawdzenia projektu doprowadził do zawalenia się poprzez wyboczenie belek. Marples Ridgway został ukarany grzywną w wysokości 150 funtów i musiał zapłacić 150 funtów kosztów po przyznaniu się do winy.

Raport Bragga

W wyniku katastrofy 13 marca 1973 r. Maurice MacMillan , Sekretarz Stanu ds. Zatrudnienia i Geoffrey Rippon , Sekretarz Stanu ds. projektowanie, produkcja, montaż i konserwacja szalunków, w szczególności przy budowie mostów. Miało to w szczególności na celu zidentyfikowanie wszelkich braków w aktualnej wiedzy, standardach i praktykach; sporządzić tymczasowe kryteria do stosowania przed publikacją normy brytyjskiej na ten temat i przedstawić zalecenia dotyczące dalszych badań. Komitetowi przewodniczył Stephen Bragg , rektor Uniwersytetu Brunel , w skład którego weszli duński inżynier Povl Ahm z Ove Arup and Partners , FM Bowen ze Scott Wilson Kirkpatrick and Partners , S Champion, inżynier konsultant w branży rusztowań, LC Kemp, krajowy sekretarz Transportu i Ogólnego Związku Pracowników , JCS Mott z French Kier oraz sekretarze oddelegowani z Zarządu BHP i Departament Środowiska.

Komisja wydała raport tymczasowy w kwietniu 1974 r., A raport końcowy (powszechnie znany jako raport Bragga) w 1975 r. Komisja zbadała zawalenie się mostu Loddon Bridge. Nie byli w stanie znaleźć żadnych obliczeń Marplesa Ridgewaya dotyczących odporności na wyboczenie lub skręcanie belek rusztowych. Uznali, że projektant powinien był przewidzieć obciążenia poziome wprowadzane do rusztu poprzez uginanie się kratownic pod obciążeniem. Odkryli również, że grubość niektórych sekcji belek dwuteowych w ruszcie była bardzo zróżnicowana z powodu błędu produkcyjnego. Bragg rozważał również zawalenie się przęsła Second Narrows Crossing w 1958 roku w Kolumbii Brytyjskiej zawalenie się szalunku w 1966 r. na wiadukcie drogowym Welshpool w Australii Zachodniej, zawalenie się szalunku w 1966 r. na moście Heron Road Bridge w Ontario w Kanadzie, zawalenie się szalunku w 1971 r. na wiadukcie Birling Road Overbridge w hrabstwie Kent; zawalenie się mostu Arroyo Seco Bridge (Route 210) w 1972 r. w Kalifornii i zawalenie się Skyline Towers w Wirginii w 1973 r.

Komitet wydał szereg zaleceń, m.in.

Kontrole przeprowadzane przez klientów w zakresie kompetencji wykonawców wyznaczonych do projektowania i montażu robót tymczasowych
Aby formalne wytyczne projektowe zostały wypełnione przez wykonawcę w celu wydania projektantowi szalunków, aby zawierały szczegóły dotyczące metody pracy wykonawcy. Brief do sprawdzenia przez projektanta pod kątem kompletności informacji.
Aby sprawdzić projekty szalunków, komisja zauważyła, że zawalenie się Heron Road doprowadziło do formalnego wymogu sprawdzania w Kanadzie przez zatwierdzonych projektantów, ale taki sztywny system może nie być konieczny w Wielkiej Brytanii. Zasugerowali, aby wykonawca sprawdził projekt lub przekazał go do sprawdzenia oddzielnemu projektantowi, zauważając, że podobny wymóg został zalecony przez Aleca Merrisona ds. Projektowania stalowych mostów z dźwigarów skrzynkowych.
Aby projektant robót stałych korzystał z prawa wynikającego z Warunków Kontraktowych ICE , powszechnie stosowanych w przypadku robót inżynierii lądowej i wodnej, do żądania i weryfikowania projektów robót tymczasowych. Komisja zauważyła, że prawo to nie było dozwolone w umowie Joint Contracts Tribunal, która była wówczas powszechna w umowach budowlanych.
W przypadku modyfikacji szalunków na budowie powinien to sprawdzić projektant robót tymczasowych
Dokonywanie przez wykonawcę ciągłych kontroli podpór na wszystkich etapach robót
Umieszczenie punktów obserwacyjnych podczas pierwszego obciążenia szalunku w celu obserwowania wszelkich nietypowych ugięć oraz stosowanie urządzeń ostrzegawczych lub tensometrów do pomiaru ruchu szalunku
Projekty szalunków uwzględniają kolejność obciążania, a wszelkie odstępstwa od niej muszą być zatwierdzone przez projektanta
Aby zminimalizować obecność ludzi pod obciążonymi szalunkami
Wyznaczenie przez wykonawcę Tymczasowego Koordynatora Robót (TWC) w celu zapewnienia, że wszystkie procedury i kontrole zostały przeprowadzone. TWC byłaby odpowiedzialna za wydanie zezwolenia na załadunek wszelkich szalunków w ciągu 24 godzin od wylania oraz zezwolenia na strajk, aby umożliwić rozpoczęcie demontażu. Komitet zalecił, aby TWC był dyplomowanym inżynierem z doświadczeniem w budowie szalunków i uczestniczył w krajowym kursie szkoleniowym, który proponował komitet. Zalecili, aby TWC zajęła się innymi tymczasowymi pracami, takimi jak mosty dostępowe, a także tylko szalunkami.

Raport doprowadził do opracowania w 1982 r. British Standard 5975 The Code of Practice for Falsework , pierwszego dotyczącego fałszywych prac. Norma BS 5975 wymagała wyznaczenia koordynatora robót szalunkowych na budowach, które byłyby zobowiązane do przypisania odpowiedzialności za projekt i zapewnienia sprawdzenia projektu. Od czasu przyjęcia standardu w Wielkiej Brytanii nie doszło do awarii systemów szalunków na dużą skalę.

Ustalenia komisji miały szeroki wpływ na projektowanie i budowę wszystkich prac tymczasowych, poza szalunkami. Procedury w BS 5975, które zostały przyjęte zgodnie z zaleceniami Bragga, zostały przyjęte przez sektor prac tymczasowych brytyjskiego przemysłu budowlanego. Zostało to sformalizowane w 2008 r., Kiedy norma została przemianowana na „Kodeks postępowania w zakresie procedur robót tymczasowych i projektowania naprężeń dopuszczalnych szalunków”, a rola koordynatora robót szalunkowych stała się rolą koordynatora robót tymczasowych, zgodnie z pierwotną propozycją Bragga.