@ 2017.05.03 , 16:00

桥梁断裂的风险被低估了

美国正在考虑一项1万亿的预算草案,更新基础设施,包括那些老旧的桥梁。据一项发表在基础设施系统杂志的新研究称,目前的桥梁评估方法可能会低估其易损性,导致不能合理利用相应经费。

加利福尼亚的标志性的大苏尔海岸边的一个桥梁就是一个典型例子,这座桥梁在三月初断裂了。虽然最近加州的史无前例的大暴雨可能损坏了结构,但标准的风险评估方法还是很难鉴定哪座桥梁最易受损。

斯坦福地球系统科学教授、斯坦福森林环境研究所高级研究员Noah Diffenbaugh说道:“加利福尼亚的上个冬季凸显了我国基础设施的缺陷。下一步的基础设施更新中不仅要进行修复工作,而且还要应对全球变暖带来的极端天气事件。”

更加频繁的洪水

大苏尔受损的菲佛峡谷大桥了预示了未来的情况。由于气候和土地利用的变化,洪水爆发得越加频繁和严重,美国50万架跨水桥梁受损也将越来越多。

由于桥梁会受到多种复杂自然因素的作用,很难提出准确的受损估计,但根据地区和国家的研究预计,可能气候造成的直接损失达2500亿美元。这一估计只是代表气候变化对桥梁造成的损失的量级估计,包括由此造成的商业损失和通勤损失。

桥梁断裂的风险被低估了
credit: 煎蛋画师dealter

美国的风险评估通常假设桥梁如果遭遇百年一遇洪水就会坍塌,其中百年一见意味着任何一年洪水流速和流量超过该标准的概率是1%。论文作者发现,由于这种假设没有考虑所有可能造成桥梁受损的洪流情况,低估了风险。

新模型

在新研究中,研究者考虑可能造成桥梁受损的洪水的所有变量,而不仅仅是先前考虑的百年一见。最终,他们发现桥梁受损风险对潜在的洪水频率的变化更加敏感。这一结果似乎支持应考虑多种洪水情形的观点,而不只是百年一见这个单单的阈值。

桥梁断裂的风险被低估了
credit: 123RF

的确,在所分析的35座桥梁中,23座都被估计为会在强度低于百年一见的洪水中坍塌。研究者还注意到这些桥梁在较低流量中坍塌的主要原因是这些桥梁大部分都是在现代设计标准之前建造的。大部分美国的桥梁,以及大部分基础设施,都是在现代设计标准之前修建的,这表明极端天气事件对美国基础设施造成的风险更加普遍。

美国土木工程协会将美国桥梁评定为C+,估计需要1230亿美元才能完全修复。

弗吉尼亚理工学院暨州立大学土木与环境工程助理教授、第一作者Madeleine M. Flint说道:“为了平衡修复历史遗留隐患和增强气候适应性之间的资金,桥梁管理者需要更加鲁棒的坍塌风险数据。我们的研究就是其中的一小步。”

本文译自 phys,由译者 CliffBao 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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