【环球时报综合报道】巴尔的摩撞桥事件发生后,诸多评论都认为,“弗朗西斯·斯科特·基”大桥建成数十年以来没有更新安全防护措施,缺乏抵御大吨位船舶撞击能力,是导致这次惨剧的重要原因之一。但《科学美国人》网站3月30日的分析称,单纯靠强化桥梁的防护能力来抵御失控船只撞击,在经济上是不可承受的,或许借助其他科技手段能够取得更好的效果。
报道称,约翰·霍普金斯大学土木和系统工程师本杰明·谢弗表示,当代集装箱船的规模相对于大部分桥梁来说“令人望而生畏”。近几十年来,为了降低运输成本和减少环境污染,现代集装箱船的尺寸显著增大。例如1956年第一艘现代集装箱船仅能装载58个集装箱,如今最大的集装箱船可装载超过1.2万个集装箱。当出现紧急情况时,吨位更大的船舶会带来更大的破坏效果,并对保护港口和桥梁免受船舶撞击提出更大的挑战。
目前为保护桥梁和其他航道上的基础设施免受船舶撞击,通常会安装俗称“海豚”的“重定向和保护系统”。伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的结构工程师巴塞姆·安德鲁斯表示,根据相关设计,“海豚”可以将船舶撞击桥梁的能量削弱60%。但如果失控船只的吨位足够庞大或速度足够快,它们仍可能越过“海豚”撞到桥梁。他表示,想要杜绝这类风险,就要为所有港口设施和桥梁建造足够大的屏障以承受最大吨位的船只撞击,这在经济上是不可承受的。
报道称,美国现有约60万座桥梁,其中很大部分已有50多年的历史,而且维护不足。凯斯西储大学土木和环境工程师阿里表示,如今的货船除了体积更大之外,航行速度也比50年前更快,因此它们在撞击时会产生更大的破坏性能量。“大多数关键桥梁的设计和保护都无法抵御这些大型货船的巨大冲击载荷。”此外,旨在防御超大型货船撞击的保护措施,还会产生另一个后果:保护设施往往会占据大片水域,进而减少了航道宽度,可能反而增加碰撞风险。也有专家建议采用限制船速和增加拖船护航作为解决方案,但它们都需要付出降低港口作业效率的代价。
谢弗表示,美国国家航空航天局(NASA)的经验或许能提供借鉴。NASA在2022年成功使用控制“双小行星重定向测试”航天器撞上一颗直径160米的小行星,进而改变了它的飞行方向。谢弗说,这次任务表明,如果在距离危险物体(例如小行星或巨型船舶)足够远的距离施加推力,改变其航向就只需相对较少的能量。按照这种思路,如果保护设施能在远距离外改变船只航向避免正面撞击,就不需要太高的防护等级。
报道建议,未来可以部署改进后的自动预警系统,通过放置在船只、桥梁和其他港口基础设施上的传感器提供船只的航向等数据,加快警报和控制措施的反应速度。远程监控能力能在危急情况下进行干预,包括远程引导船只离开桥墩或向附近的船只发出警告。其他专家还建议使用传感器来检测快速或失控的大型船舶,例如通过触发明亮的闪烁灯和警报器以提醒桥梁操作员,设置在桥墩上的其他传感器可以提前检测到具有潜在破坏威胁的船舶。
此外,报道还建议进一步研究使用更具延展性的建筑材料来保护桥墩免受严重撞击。报道称,形状记忆合金已经用于制造生物医学和航空航天部件。此类材料受到冲击时会反弹而不是垮塌,瑞士、德国和欧洲其他地方的桥梁正在对此进行测试。(陈山)