Sherif El-Tawil是密歇根大学土木与环境工程教授。
2024年3月26日，一艘984英尺、10万吨的MV Dali货船在离开巴尔的摩港时撞上了弗朗西斯·斯科特基桥，导致桥的一部分倒塌。
在一次采访中，密歇根大学土木工程师Sherif El-Tawil解释了船只与桥梁碰撞的频率，如何保护桥梁免受碰撞，以及1980年在佛罗里达发生的类似灾难是如何改变了桥梁的建造方式的-就在基桥开通三年后。
这是一个极其罕见的事件。据我所知，在过去的65年里，大约有40起左右的记录事件涉及船只对桥梁造成的类似损害。所以它们似乎平均每一年半到两年在世界范围内发生一次。当你考虑到世界上有数百万座桥梁——其中大多数跨越水道——你可以想象这是多么罕见。
最具影响力的案例是1980年佛罗里达州阳光高架桥碰撞事故，该事故促使联邦政府采取行动，制定船舶碰撞桥梁设计指南。到20世纪90年代初，这些规定被发展并纳入桥梁设计规范，即AASHTO规范。美国国家公路和交通官员协会制定了美国所有桥梁必须遵守的设计规范。
有人员伤亡。就像巴尔的摩的情况一样，一场车祸可能会导致一座桥倒塌，这一事实引发了人们的担忧:我们能做点什么吗?这些规格最终被纳入了国家设计文件。
这些规范说的是，你要么根据船所能承受的冲击力来设计桥梁要么你必须保护桥梁不受冲击力的影响。所以你必须有一个保护系统。这就是为什么我很惊讶这座桥没有一个保护系统，某种类型的屏障，围绕着它。我还没有看过这座桥的结构图。我所能看到的只是网上发布的照片，但如果他们在那里，保护系统将非常明显和可识别。
我估计，根据公布的达利号的速度和重量，冲击力在3000万磅左右。这是一个巨大的力量，你需要一个巨大的结构来承受这种力量。但如果你有一个巨大的码头，这是可行的。这可能决定了这座桥的设计和外观。它很可能不是一座桁架桥。它可能是一座斜拉桥，有一个非常大的塔，能够承受这种负荷。
如果您不能针对该负载进行设计，那么您必须考虑其他替代方案。说明书上是这么说的。他们对此非常清楚。这些替代方案可以是在码头或石墙周围建造一个岛，或者在河床上放置海豚——独立的结构——靠近它，或者安装挡泥板来吸收能量，这样船就不会那么快地进入。所有这些都是减轻影响的方法。
工程师在设计结构时——桥梁也不例外——考虑到一定的失败概率，因为如果我们不这样做，成本将是令人望而却步的。从理论上讲，你可以建造一个永远不会失败的结构，但你必须投入无限的资金。对于这种类型的关键桥梁，我们认为可以接受的失败概率是1 / 10000。
根据公开的信息，我试图计算出这种事件发生的概率，结果是十万年左右发生一次。船径直向易受攻击的码头驶去。看到如此罕见的事件发生真是令人震惊。
桥的当局一定考虑过保护它，而这种情况发生的可能性很低，这一定在他们是否会投资于保护措施方面发挥了作用。因为任何在水中或水上的建筑都是非常昂贵的。
我想是的。对他们中的一些人来说，这可能是像岛屿这样的低科技想法。它可能会使用岩石或混凝土构件来阻止船只到达码头。
这是一艘船头呈喇叭形的巨轮。船的下半部分，超出了船首，我相信是撞上了基础系统，但是船首到达了码头。桥墩像一个A形，所以船首折断了A形的一边，另一边无法支撑桥梁的重量，所以整个桥就塌了。如果有人从你脚下踢你的脚，你就会掉下去。事实就是如此。
我不知道具体数字，但我知道这类桥梁，大跨度的桥梁，像这样的主要桥梁，可能不到美国桥梁的0.1%，其中一些不一定跨越水道，所以这是一个子集，占比更低。所以这是一种罕见的桥梁发生的罕见事件。
我希望如此，因为存在规模经济。更大的船运输货物会更便宜。但我无法想象50年前这座桥的设计者会想到这么大的一艘船会撞击这座桥。我相信他们会采取措施解决这个问题。他们只是没有想过。
如果这座桥按照现在的规格设计，我相信它会幸存下来的。一艘船会产生这样的力有两个原因:它移动得太快或者太重。在设计时考虑了这两个因素。因此，如果我们明确考虑到这些因素，那么一艘更大的船，是的，它的力量更大，我们会为此而设计。
但让我们再往前走50年，想象你有一艘更大的船诞生了。到那时，桥梁将被设计为更小的船只，你会再次遇到同样的问题。很难预测这些事情会发展到什么程度。你可以为现在的船只设计，但随着它们的发展，很难预测未来的许多年。
这座桥的损失，除了生命损失的悲剧性之外，将持续数月甚至数年。这不是一个简单的过程去替换一座如此大小，跨度如此长的桥。这需要大量的计划和大量的资源，才能回到我们以前的位置。
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