Bauingenieure haben seit Jahren erkannt, dass Brücken ein Problem haben: Viele von ihnen sind nicht dafür ausgelegt, den Stößen der Frachtschiffe standzuhalten, die regelmäßig ihre Gewässer durchqueren. Diese Bedenken spitzten sich am Dienstag mit dem verheerenden Einsturz der Francis Scott Key Bridge in Baltimore, Maryland, zu. Dies ist die Art von Misserfolg, die Ingenieure seit Jahrzehnten zu verhindern versuchen – und auch heute noch wissen sie nicht, ob die verfügbaren Lösungen ausreichen.
„Wir können uns die tödliche Kraft, die ein solcher Einschlag erzeugt, nicht vorstellen – Millionen Pfund“, sagt Atorod Azizinamini, Professor für Bau- und Umweltingenieurwesen an der Florida International University. Die Kante. „Der Einsturz hat wirklich nichts mit der Art der Brücke zu tun … Redundanz oder Inspektion.“
Die Key Bridge war nach der Astoria-Megler-Brücke, die Oregon und Washington verband, die zweitlängste durchgehende Fachwerkbrücke in den Vereinigten Staaten. Doch diese Woche kollidierte das riesige Frachtschiff MV Dali mit der Stützsäule der Key Bridge und verursachte innerhalb von Sekunden einen vollständigen Zusammenbruch. Zwei Bauarbeiter kamen ums Leben, vier weitere werden vermutlich getötet.
„Die kontinuierliche Beschaffenheit der drei Spannweiten führt dazu, dass bei der Zerstörung des Hauptpfeilers durch das Schiff die beiden direkt betroffenen Spannweiten eine ihrer Hauptstützen verloren“, erklärt Douglas Schmucker, Professor für Bau- und Umweltingenieurwesen an der University of Utah. Die Kante. „Als das mittlere Feld einstürzte, riss es im Wesentlichen auch das dritte Feld mit, da es ganzheitlich darauf ausgelegt war, zusammenzuarbeiten und nicht isoliert.“
Dies ist nicht der erste katastrophale Brückeneinsturz dieser Art. Im Jahr 1980, drei Jahre nach der Fertigstellung der Key Bridge, stürzte ein großer Teil der Sunshine Skyway Bridge in Florida ein, als ein Frachtschiff gegen einen ihrer Stützbalken prallte und 35 Menschen tötete. Im Unfallbericht des National Transportation Safety Board wurde das Fehlen eines Pierschutzsystems, das „einen Teil der Aufprallkraft hätte absorbieren oder das Schiff umleiten“ können, als Faktor für das Versagen der Brücke identifiziert. Beim Wiederaufbau des Sunshine Skyway entschieden sich die Ingenieure für die Installation von Delfinen – Betonkonstruktionen rund um die Pfeiler der Brücke –, um die Auswirkungen einer Kollision abzufedern und gleichzeitig zu verhindern, dass das Boot direkt auf die Brücke prallt.
Als Reaktion auf die Sunshine Skyway-Tragödie führte die American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) neue Spezifikationen für die Gestaltung von Autobahnbrücken im Falle einer Schiffskollision ein. Die neuen Normen besagen, dass Ingenieure Wasserstraßen entwerfen müssen, „um einen Einsturz der Aufbauten zu verhindern, indem sie die Größe und den Typ des Schiffes, die verfügbare Wassertiefe, die Geschwindigkeit des Schiffes und die Reaktion der Struktur berücksichtigen“.
Allerdings weist Schmucker darauf hin, dass die Verabschiedung dieser neuen Regeln in der Regel einige Jahre dauern wird. „Das hätte leicht in den 2000er Jahren passieren können, bevor wir eine speziell gebaute Brücke sahen“, sagt Schmucker. „Das liegt an dem langwierigen Verfahren, das wir für große Brücken auf Wasserstraßen anwenden. Sie sind teuer … und ihre Integration in die Umgebung kann schwierig sein.
Als Brückenbauer begannen, die Schiffskollisionsrichtlinien der AASHTO zu übernehmen, sahen wir den Bau von Brücken wie der von Arthur Ravenel Jr. in South Carolina. Sie wurde 2005 fertiggestellt und ersetzte eine ältere Brücke, die als strukturell instabil und nicht hoch genug für die Durchfahrt von Frachtschiffen galt. Die Ravenel-Brücke verfügt über ein Hektar große Felsinseln, die jeden ihrer Pfeiler umgeben. Wenn also ein Frachter in der Nähe der Brücke die Kontrolle verliert, läuft er auf Grund, bevor er mit dem Pier kollidiert.
Ältere Brücken waren nicht dafür ausgelegt, Kollisionen mit Frachtschiffen der Größe Dali standzuhalten. Die Key Bridge in Baltimore wurde 1977 fertiggestellt, der Bau kostete damals etwa 110 Millionen US-Dollar. Es überspannt den Patapsco River, grenzt an den geschäftigen Hafen von Baltimore und wird jedes Jahr von etwa 11,3 Millionen Fahrzeugen passiert. Die Key Bridge trug nicht nur dazu bei, den Verkehr vom Baltimore Harbor Tunnel abzulenken, sondern diente auch als kritische Route für Fahrzeuge, die gefährliche Güter transportieren, die nicht in nahegelegene Tunnel einfahren dürfen.
Beamte sagen Die New York Times dass bei der Key Bridge im Fluss Betonbarrieren installiert waren, die „ein außer Kontrolle geratenes Schiff ablenken oder verlangsamen sollten“. Allerdings liegen sie weit entfernt von den Stützbalken der Brücke und bieten daher keinen wirklichen Schutz bei einem direkten Aufprall.
Selbst wenn die Träger der Key Bridge von Betoninseln umgeben wären, hätte dies möglicherweise nicht ausgereicht, um die Auswirkungen einer Kollision mit einem so massiven Frachtschiff wie der MV Dali abzumildern. „Ich bin mir nicht sicher, ob ein praktisches System (oder auch nur eine Sanierung der Brücke) wirksam oder überhaupt praktisch gewesen wäre, um diese Katastrophe zu verhindern“, sagte Khalid M. Mosalam, Bauingenieur und Professor für Bauingenieurwesen an der Universität. aus Kalifornien. Berkeley, erzählt Das Baltimore-Banner.
Das fast 1.000 Fuß lange MS Dali war erst halb voll, als es auf die Key Bridge aufschlug. Es wiegt rund 95.000 Tonnen, die 4.700 Container, die es transportierte, nicht mitgerechnet. Das von der Reederei Maersk gecharterte Schiff ist fast so lang wie der Eiffelturm – und es ist bei weitem nicht das einzige dieser Größe.
In den letzten zwei Jahrzehnten ist die durchschnittliche Größe von Frachtschiffen erheblich gestiegen, da die Reedereien einer weltweiten Nachfrage nach Gütern ausgesetzt sind. Nach Angaben der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung werden mehr als 90 % der gehandelten Güter auf dem Seeweg transportiert, und das Seehandelsvolumen wird sich bis 2050 voraussichtlich verdreifachen. Der Grund, warum Reedereien begonnen haben, sich für „Megaschiffe“ zu entscheiden, ist einfach: Die Je größer das Schiff, desto mehr Fracht kann es auf einer einzigen Reise von Einzelhändlern wie Amazon, Target und Walmart befördern.
Aber auch größere Schiffe bergen ihre eigenen Risiken. Im Jahr 2021 lief die 1.312 Fuß lange Ever Given im Suezkanal auf Grund und blieb dort fast eine Woche lang fest. Die Häfen mussten Anpassungen vornehmen, um den gestiegenen Schiffsgrößen Rechnung zu tragen. Im Jahr 2017 wurde das Panamakanal-Erweiterungsprojekt abgeschlossen, um „der wachsenden Nachfrage nach Seehandel mit größeren Schiffen gerecht zu werden“. Im Jahr 2019 wurde die Bayonne-Brücke, die New York und New Jersey verbindet, um 64 Fuß erhöht, damit Schiffe unter ihr hindurchfahren können.
Auf einer Pressekonferenz diese Woche gab US-Verkehrsminister Pete Buttigieg zu, dass einige moderne Brücken „mit unterschiedlichen Merkmalen konstruiert sind, um Stöße abzumildern und ihre Pfeiler zu schützen“. Er stellt jedoch auch fest, dass Unsicherheit über ihre Wirksamkeit besteht. „Im Moment gibt es meiner Meinung nach in der Ingenieursgemeinschaft eine große Debatte darüber, ob eines dieser Merkmale in einer solchen Situation eine Rolle gespielt haben könnte.“
Der Einsturz der Key Bridge wird wahrscheinlich einige Städte dazu veranlassen, die Schutzmaßnahmen an ihren Brücken neu zu bewerten. Letztes Jahr startete New Castle, Delaware, ein 93-Millionen-Dollar-Projekt zur Installation von Delfinen rund um die Pfeiler der Delaware Memorial Bridge. Während die Stadt die Initiative ergriffen hat, die Brücke proaktiv zu stärken, könnten Bundesbehörden bald andere Städte dazu zwingen, dasselbe zu tun.
Azizinamini erwartet, dass das National Transportation Safety Board die aktuellen Vorschriften „sehr sorgfältig“ prüfen wird, um herauszufinden, ob es bessere Möglichkeiten gibt, die Brücken des Landes zu schützen. „Das erste, was wir als Ingenieur lernen, ist, dass die öffentliche Sicherheit oberste Priorität hat“, sagt Azizinamini.