10 เหตุการณ์สะพานถล่ม กลายเป็นบทเรียนครั้งใหญ่ด้านวิศวกรรม

10 เหตุการณ์สะพานถล่ม กลายเป็นบทเรียนครั้งใหญ่ด้านวิศวกรรม

สะพานเป็นหนึ่งในสิ่งก่อสร้างที่มนุษย์คาดหวังว่าจะต้องแข็งแรงและปลอดภัยที่สุด เพราะทุกวันมีรถยนต์ รถบรรทุก รถไฟ หรือคนจำนวนมากใช้โครงสร้างเหล่านี้ในการเดินทาง แต่ตลอดประวัติศาสตร์ที่ผ่านมา มีสะพานหลายแห่งที่พังถล่มลงมาอย่างรุนแรง และบางเหตุการณ์กลายเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญของวงการวิศวกรรม

 

สิ่งที่น่าสนใจคือ สาเหตุของการถล่มไม่ได้มีเพียง “สร้างไม่แข็งแรง” แต่มีตั้งแต่การคำนวณผิด แรงลม การกัดเซาะ การกัดกร่อน การชนของเรือ การตรวจสอบที่ไม่เพียงพอ ไปจนถึงปัญหาที่เกิดขึ้นระหว่างก่อสร้าง

 

1. สะพาน Angers ฝรั่งเศส — แรงสั่นสะเทือนกับสายเคเบิลที่เสื่อมสภาพ

 

วันที่ 16 เมษายน ค.ศ. 1850 สะพาน Basse-Chaîne หรือสะพาน Angers ในฝรั่งเศสพังลงขณะที่ทหารกำลังเดินข้ามสะพาน เหตุการณ์ครั้งนั้นมีผู้เสียชีวิตประมาณ 220 คน โดยข้อมูลของเมือง Angers ระบุจำนวนผู้เสียชีวิตไว้ที่ 223 นาย

 

การสอบสวนในเวลานั้นชี้ไปที่ปัญหาการเกิดออกซิเดชันของสายเคเบิล รวมถึงการสั่นของสะพานในช่วงที่เกิดพายุ

 

เหตุการณ์นี้กลายเป็นบทเรียนยุคแรก ๆ ว่า สะพานแขวนไม่ได้ต้องรับเพียงน้ำหนักของผู้ใช้งานเท่านั้น แต่ต้องพิจารณาพฤติกรรมของโครงสร้างเมื่อถูกแรงภายนอกมากระทำด้วย

 

หลังจากนั้นความเข้าใจเกี่ยวกับการสั่นของสะพานและความสำคัญของสายเคเบิลก็ได้รับความสนใจมากขึ้นอย่างจริงจัง

 

2. สะพาน Quebec แคนาดา — คำนวณผิดเพียงส่วนเดียว อาจพังทั้งโครงสร้าง

 

วันที่ 29 สิงหาคม 1907 สะพาน Quebec ในแคนาดาพังลงระหว่างการก่อสร้าง คร่าชีวิตคนงาน 76 คน

 

ก่อนเกิดเหตุ วิศวกรพบปัญหาชิ้นส่วนของโครงสร้างที่มีการโก่งตัวและไม่สามารถจัดตำแหน่งได้ตามที่ต้องการ แต่การก่อสร้างยังเดินหน้าต่อ

 

การสอบสวนพบปัญหาพื้นฐานเกี่ยวกับการออกแบบ และการตัดสินใจเปลี่ยนระยะระหว่างเสาหลักโดยไม่ได้ปรับการคำนวณใหม่อย่างเหมาะสม

 

สิ่งที่เกิดขึ้นกลายเป็นบทเรียนสำคัญของงานโครงสร้างขนาดใหญ่ เพราะการเปลี่ยนแปลงรายละเอียดเพียงบางส่วนของแบบก่อสร้าง ไม่ควรถูกมองว่าเป็นเรื่องเล็ก หากมันเปลี่ยนแรงที่กระทำต่อโครงสร้างทั้งหมด

 

ที่น่าตกใจกว่านั้นคือ สะพาน Quebec ยังเกิดการถล่มอีกครั้งในปี 1916 ระหว่างการก่อสร้าง ทำให้มีผู้เสียชีวิตเพิ่มอีก 13 คน ก่อนสะพานจะก่อสร้างสำเร็จในปี 1917

 

3. Tacoma Narrows สหรัฐฯ — สะพานที่สั่นจนพังเพราะแรงลม

 

วันที่ 7 พฤศจิกายน 1940 สะพาน Tacoma Narrows ในรัฐวอชิงตัน สหรัฐฯ พังถล่มเพียงประมาณ 4 เดือนหลังเปิดใช้งาน

 

สิ่งที่ทำให้เหตุการณ์นี้กลายเป็นตำนานคือภาพการสั่นและบิดตัวของสะพานก่อนที่โครงสร้างจะพังลงในที่สุด

 

แรงลมขณะเกิดเหตุอยู่ที่ประมาณ 42 ไมล์ต่อชั่วโมง หรือราว 68 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ซึ่งไม่ได้เป็นพายุระดับรุนแรง แต่รูปแบบโครงสร้างที่เพรียวมากทำให้สะพานมีพฤติกรรมทางอากาศพลศาสตร์ที่อันตราย

 

เหตุการณ์นี้เปลี่ยนแนวคิดการออกแบบสะพานแขวนอย่างมาก วิศวกรเริ่มให้ความสำคัญกับแรงลมและความเสถียรทางอากาศพลศาสตร์มากขึ้น รวมถึงการทดสอบในอุโมงค์ลม

 

บทเรียนสำคัญจึงไม่ใช่เพียง “สะพานต้องแข็งแรง” แต่ต้องรู้ด้วยว่า ลมสามารถทำให้โครงสร้างขนาดมหึมาเกิดการสั่นและบิดตัวได้อย่างไร

 

4. Silver Bridge สหรัฐฯ — รอยตำหนิเล็กนิดเดียวทำให้สะพานทั้งแห่งพัง

 

วันที่ 15 ธันวาคม 1967 Silver Bridge ซึ่งเชื่อมรัฐเวสต์เวอร์จิเนียกับโอไฮโอพังถล่มลงมาในช่วงที่มีการจราจรหนาแน่น

 

มีผู้เสียชีวิต 46 คน และรถจำนวนมากตกลงไปพร้อมกับสะพาน

 

การตรวจสอบพบว่าจุดเริ่มต้นของความล้มเหลวคือการแตกหักของชิ้นส่วน eye-bar ในระบบโซ่แขวน โดยมีตำหนิขนาดเล็กประมาณ 0.1 นิ้ว หรือ 2.5 มิลลิเมตร

 

เหตุการณ์นี้กลายเป็นจุดเปลี่ยนสำคัญของระบบตรวจสอบสะพานในสหรัฐฯ เพราะนำไปสู่การจัดตั้งมาตรฐานการตรวจสอบสะพานระดับชาติ หรือ National Bridge Inspection Standards

 

พูดง่าย ๆ คือ เหตุการณ์ครั้งนี้ทำให้วงการตระหนักว่า สะพานที่ดูแข็งแรงจากภายนอกอาจมีจุดเสียหายเล็ก ๆ ที่มีผลต่อความปลอดภัยทั้งโครงสร้างได้

 

5. Sunshine Skyway สหรัฐฯ — เรือชนเสาเดียว สะพานขาดเป็นช่วงยาว

 

วันที่ 9 พฤษภาคม 1980 เรือบรรทุกสินค้า M/V Summit Venture ชนเสารองรับของสะพาน Sunshine Skyway ในรัฐฟลอริดา

 

แรงชนทำให้โครงสร้างสะพานยาวประมาณ 1,297 ฟุต หรือเกือบ 395 เมตรพังตกลงสู่อ่าว และมีผู้เสียชีวิต 35 คน

 

สาเหตุสำคัญเกี่ยวข้องกับสภาพอากาศรุนแรง ฝนตกหนัก ลมแรง และการที่เรือสูญเสียการมองเห็นเส้นทางในช่วงสำคัญ แต่เหตุการณ์นี้ยังทำให้เกิดคำถามใหญ่เกี่ยวกับการป้องกันเสาสะพานจากการชนของเรือ

 

หลังการสอบสวน มีการผลักดันให้พัฒนามาตรฐานและระบบป้องกันเสาสะพานที่อยู่เหนือเส้นทางเดินเรือ เช่น ระบบกันชนหรือโครงสร้างป้องกันการชน

 

บทเรียนคือ การออกแบบสะพานต้องคำนึงถึงสิ่งที่อาจชนสะพานด้วย ไม่ใช่คำนวณเฉพาะน้ำหนักรถและแรงลมเท่านั้น

 

6. Mianus River Bridge — สนิมที่มองไม่เห็นกลายเป็นจุดเริ่มต้นของการถล่ม

 

วันที่ 28 มิถุนายน 1983 สะพานทางหลวง Interstate 95 เหนือแม่น้ำ Mianus ในรัฐคอนเนตทิคัตพังลงมาเป็นช่วงยาวประมาณ 100 ฟุต

 

สะพานส่วนหนึ่งตกลงมาประมาณ 70 ฟุต ทำให้มีผู้เสียชีวิต 3 คน และได้รับบาดเจ็บสาหัสอีก 3 คน

 

การสอบสวนของ NTSB พบว่าสาเหตุเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนตัวของชิ้นส่วนแขวนในระบบ pin-and-hanger ซึ่งได้รับผลจากแรงที่เกิดจากการกัดกร่อน ขณะเดียวกันระบบตรวจสอบและบำรุงรักษาสะพานของรัฐมีข้อบกพร่อง

 

เหตุการณ์นี้จึงสอนวิศวกรว่า สะพานเก่าไม่ได้ปลอดภัยเพียงเพราะเคยผ่านการตรวจสอบมาแล้ว แต่ต้องมีระบบตรวจสอบที่สามารถค้นหาความเสียหายซ่อนอยู่ในจุดสำคัญของโครงสร้าง

 

7. Schoharie Creek Bridge — น้ำกัดฐานรากจนสะพานขาด

 

วันที่ 5 เมษายน 1987 สะพาน I-90 เหนือ Schoharie Creek ในนิวยอร์กพังลงหลังจากตอม่อส่วนหนึ่งล้ม

 

สองช่วงแรกของสะพานตกลงไปในลำน้ำที่มีน้ำไหลแรง และประมาณ 90 นาทีต่อมา ตอม่ออีกต้นและช่วงสะพานเพิ่มเติมก็พังตาม

 

มีผู้เสียชีวิต 10 คน

 

NTSB ระบุว่าสาเหตุสำคัญคือการกัดเซาะของดินบริเวณฐานรากใต้ตอม่อ หลังระบบป้องกันหินรอบฐานตอม่อไม่สามารถป้องกันการกัดเซาะได้เพียงพอ ขณะเดียวกันยังมีปัญหาเรื่องการตรวจสอบและการกำกับดูแล

 

เหตุการณ์นี้ทำให้การประเมิน scour หรือการกัดเซาะรอบฐานรากสะพาน กลายเป็นประเด็นสำคัญมากขึ้น โดยเฉพาะสะพานที่ตั้งอยู่เหนือแม่น้ำและพื้นที่ที่มีน้ำหลาก

 

8. I-35W Minneapolis — แบบคำนวณผิดกับน้ำหนักที่เพิ่มขึ้น

 

วันที่ 1 สิงหาคม 2007 สะพาน I-35W เหนือแม่น้ำ Mississippi ในเมือง Minneapolis พังลงในช่วงการจราจรเย็น

 

เหตุการณ์ทำให้มีผู้เสียชีวิต 13 คน และบาดเจ็บ 145 คน

 

NTSB ระบุว่าสาเหตุหลักคือความสามารถในการรับน้ำหนักของ gusset plates ที่ไม่เพียงพอเนื่องจากข้อผิดพลาดในการออกแบบ และสถานการณ์ในวันเกิดเหตุยังมีน้ำหนักจากวัสดุและอุปกรณ์ก่อสร้างวางอยู่บนสะพาน รวมถึงน้ำหนักสะพานที่เพิ่มขึ้นจากการปรับปรุงในอดีต

 

บทเรียนสำคัญคือ เมื่อสะพานมีการปรับปรุง เพิ่มน้ำหนัก หรือเปลี่ยนสภาพการใช้งาน วิศวกรไม่ควรคิดเฉพาะสิ่งที่เพิ่มเข้ามา แต่ต้องประเมินว่า โครงสร้างเดิมยังรับน้ำหนักรวมได้เพียงพอหรือไม่

 

9. สะพาน Morandi อิตาลี — เมื่อการเสื่อมสภาพสะสมกลายเป็นหายนะ

 

วันที่ 14 สิงหาคม 2018 สะพาน Morandi หรือ Polcevera Viaduct ในเมืองเจนัว ประเทศอิตาลี พังถล่มลงมาบางส่วน

 

เหตุการณ์ครั้งนี้ทำให้มีผู้เสียชีวิต 43 คน

 

สะพานแห่งนี้มีโครงสร้างที่ซับซ้อนและใช้งานมาหลายทศวรรษ การสอบสวนและการตรวจทางเทคนิคภายหลังให้ความสำคัญกับการกัดกร่อนและการเสื่อมสภาพของส่วนประกอบสำคัญ รวมถึงประเด็นด้านการบำรุงรักษาและข้อบกพร่องจากการก่อสร้าง

 

กรณี Morandi กลายเป็นบทเรียนใหญ่ว่า สะพานไม่ได้มีความเสี่ยงเฉพาะวันที่สร้างเสร็จ แต่ต้องมีระบบติดตามสภาพโครงสร้างตลอดอายุการใช้งาน

 

โดยเฉพาะโครงสร้างเก่าที่มีส่วนประกอบซึ่งตรวจสอบได้ยาก การบำรุงรักษาและการประเมินสภาพอย่างต่อเนื่องจึงมีความสำคัญไม่แพ้การออกแบบตั้งแต่วันแรก

 

10. สะพานคนเดิน FIU สหรัฐฯ — สะพานยังสร้างไม่เสร็จก็พังลงมา

 

วันที่ 15 มีนาคม 2018 สะพานคนเดินของ Florida International University ในเมืองไมอามี รัฐฟลอริดา พังลงมาขณะกำลังก่อสร้าง

 

โครงสร้างช่วงหลักยาวประมาณ 174 ฟุต หรือ 53 เมตร ตกลงบนถนนที่มีการจราจรด้านล่าง ทำให้มีผู้เสียชีวิต 6 คน เป็นคนงานก่อสร้าง 1 คนและผู้ที่อยู่ในรถ 5 คน ขณะที่มีผู้ได้รับบาดเจ็บอีกหลายคน

 

NTSB ระบุว่าสาเหตุเกี่ยวข้องกับข้อผิดพลาดในการคำนวณน้ำหนักและความสามารถในการรับแรงของบริเวณจุดต่อสำคัญของโครงสร้าง รวมถึงปัญหาในกระบวนการออกแบบ การตรวจสอบโดยอิสระ และการตอบสนองต่อสัญญาณความเสียหายที่พบก่อนเกิดเหตุ

 

เหตุการณ์นี้จึงกลายเป็นบทเรียนว่า เมื่อพบ รอยแตกร้าวหรือสัญญาณผิดปกติบนโครงสร้าง ไม่ควรรีบสรุปว่าเป็นเพียงเรื่องเล็ก โดยเฉพาะเมื่อโครงสร้างยังอยู่ระหว่างการก่อสร้างและยังมีงานที่เปลี่ยนแรงภายในสะพาน

 

เหตุการณ์สะพานถล่มทั้ง 10 ครั้งจึงมีสาเหตุแตกต่างกันอย่างมาก ตั้งแต่แรงลม การกัดกร่อน การกัดเซาะ การชนของเรือ ไปจนถึงความผิดพลาดในการออกแบบและการก่อสร้าง แต่สิ่งหนึ่งที่เหมือนกันคือ ทุกเหตุการณ์กลายเป็นข้อมูลที่ทำให้วิศวกรรุ่นหลังต้องกลับมาทบทวนวิธีออกแบบ ตรวจสอบ และดูแลสะพานให้รัดกุมกว่าเดิม

 

บางเหตุการณ์นำไปสู่มาตรฐานตรวจสอบสะพานใหม่ บางเหตุการณ์เปลี่ยนวิธีคำนวณแรงลม บางแห่งทำให้ต้องให้ความสำคัญกับการกัดเซาะของฐานราก ขณะที่บางกรณีสอนว่าโครงสร้างที่ดูแข็งแรงจากภายนอกอาจมีจุดอ่อนซ่อนอยู่ภายใน

 

ท้ายที่สุด สะพานแต่ละแห่งไม่ได้เป็นเพียงสิ่งก่อสร้างที่พังลงมาเท่านั้น แต่ยังทิ้ง “บทเรียน” เอาไว้ให้กับวิศวกรทั่วโลกว่า ความปลอดภัยของโครงสร้างไม่ได้จบลงวันที่เปิดใช้งาน แต่ต้องเริ่มตั้งแต่การคำนวณ ออกแบบ ก่อสร้าง ตรวจสอบ และบำรุงรักษาไปตลอดอายุของสะพาน