مقدمة: قصور في الهياكل الأساسية الكارثية

وفي 14 آب/أغسطس، شهد مدينة جنوا، إيطاليا، أحد أكثر الجسور تدميراً في التاريخ الحديث، وفي حوالي الساعة 11:36 من الزمان المحلي، وخلال عاصفة رعدية ثقيلة، كان هناك قطاع من الطموحات العالمية يبلغ 210 متر، وترك جسر موراندي (بونتي موراندي)([حادثة جسر بريدجي: 1]) طريقاً إلى إرسال عشرات المركبات التي تقل عن مسارها التراكمي إلى المباني.

وتدرس هذه الدراسة كل بُعد من أبعاد الانهيار - من فلسفة تصميم الجسر وتقنيات البناء الأصلية إلى سنوات من التدهور التي أدت إلى وقوع الحادثة القاتلة، وهي تبطل الدروس الهندسية الرئيسية التي أعادت تشكيل بروتوكولات التفتيش ومعايير الصيانة ومعايير تصميم الجسور التي تقام على بُعد في جميع أنحاء العالم، وبالنسبة للمهندسين ومديري الهياكل الأساسية وواضعي السياسات، فإن كارثة جنوا تُذكِّر باستمرار بأن سلامة البنية التحتية ليست إنجازاً مستمراً.

معلومات أساسية عن جسر موراندي

التصميم والتشييد

جسر موراندي كان رسمياً اسمه فيادوتو بوليفارا بعد النهر الذي امتدت له، وقد صمم بواسطة مهندس مدني ايطالي مشهور Riccardo Morandi ، وهو رائد في تكنولوجيا الجسر التي تُستخدم برقية بآلة صناعية متميزة، بدأ البناء في عام 1963 واكتمل في عام 1967، في وقت كان فيه اقتصاد إيطاليا يزدهر بعد الحرب

تصميم المورندي كان غير معتاد، على عكس الجسور التي تُثبت بكابل والتي تستخدم مروح أو ترتيباً للكابلات، استخدم المورندي نظاماً مبتكراً من الصلب، كان مُعداً في نهاية المطاف،

التاريخ التنفيذي والشواغل المبكرة

وقد أدت جسر الموراندي وظيفته على نحو موثوق به منذ عقود، حيث كان يحمل عشرات الآلاف من المركبات يوميا، ومع ذلك، فقد ظهرت في أواخر القرن العشرين علامات على وجود مشاكل، وتشير سجلات الصيانة إلى أن الجسر يتطلب إجراء إصلاحات متكررة لملاءمة الخرسانة للمسافات، مما أدى إلى كسر الشق وقطع الشوارع، وأن موقع الجسر فوق وادي البوليفيرا، مع التعرض للرش البحري من محرك البحر الزاوي الذي لوحظ فيه وجود كلوريد.

ورغم هذه الشواغل، لم يجر تفتيش شامل على نحو متكرر لطلب بروتوكولات الأمان الحديثة، وقد أبرز تقرير صدر عن وزارة النقل الإيطالية في عام 1979 بعض أوجه الضعف الهيكلية، ولكن أعمال الإصلاح الرئيسية أُرجئت مرارا بسبب القيود المفروضة على الميزانية وشواغل تعطيل حركة المرور، كما أن الجسر قد تعرض لزيادة حمولات حركة المرور على مر السنين، ولا سيما من شاحنات الشحن الثقيلة التي تخدم ميناء جنوا، كما أن الأثر التراكمي لاختيارات التصميمية والإجهاد البيئي والإعالة المهملة قد حدد مرحلة الكارثة.

مناسبة الإنهيار: خط زمني وفوري بعد الولادة

يوم الكارثة

14 آب/أغسطس 2018، كان يوم الأسبوع، وكان الجسر يتدفق باستمرار من حركة النقل بالسفن والشحن، على الرغم من العاصفة الشديدة التي كانت تصطدم بالمنطقة، وفي الساعة 11:36، لم تكن هناك أي علامات إنذار مسبقة مرئية لراكبي السيارات أو نظم الرصد (لم يكن لدى الجسر معدات رصد هيكلية في الوقت الحقيقي)، تمزقت فجأة المباني الرئيسية التي كانت تعمل بالكابل على البر الغربي 210.

ووصفت حسابات شهود العيان رواية صمّية تليها سحابة من الغبار، وبدأت عمليات الإنقاذ على الفور، ولكن حقل الحطام كان هائلا ومتشابكا، وعمل محاربو الحرائق والشرطة والمتطوعون بلا كلل لأيام لاستعادة المتوفى والبحث عن الناجين، وفي نهاية المطاف، فقد 43 شخصا حياتهم، بمن فيهم عدة مواطنين أجانب، وتأثر مئات آخرون بشكل غير مباشر، وتسببت في اختلال اقتصادي حاد في إغلاق ميناء جنوا.

التحقيق والتوصل إلى النتائج

قامت السلطات الإيطالية بإجراء تحقيق متعدد الوكالات فوراً، واتهم مكتب المدعي العام عدة أفراد وشركات بتهمة القتل العمد والإهمال في السلامة، وفي الوقت نفسه، تم تعيين لجنة تقنية مؤلفة من مهندسين هيكليين رئيسيين من إيطاليا وخارج لتحديد السبب الجذري للفشل، وقد حدد تقريرهم في عام 2019 ] الإرتباطات الأولية للبراميل الصلبة داخل أماكن الإقامة المحددة.

كشف التحقيق أن قطع الفولاذ في البرج الغربي قد تكبدت خسارة كبيرة بسبب كسر الإجهاد وتشريد الهيدروجين، وقد تفاقم هذا التدهور بسبب التصميم: فقد كان الهدف من ذلك هو حماية الفولاذ المحاصر فعلاً، وسمحت لقطع كلوريد التخصيب على مدى عقود، وعلاوة على ذلك، تم تصميم مع وجود طبقة من الوقت الحرجى.

وشملت العوامل الثانوية [(FLT:0)] عدم كفاية الصيانة ] (لم تنفذ توصيات إصلاح موثقة قط)، عدم وجود نظام تفتيش حديث [(FLT:3)] (لم يستخدم أي اختبار غير تدميري مثل الانبعاث الصوتي أو اختبار الموجة المصحوبة بمرشدين) و[التصميم الحرفي للشحنة المتوسطة الأجل]

الدروس المستفادة

الفلسفة: مدى القابلية للتنقُّب

أحد أكثر الدروس إيلاماً من جسر موراندي هو أن تصميم التحمل ليس كافياً، بل يجب أيضاً تصميم الهياكل للتفتيش .

وتستخدم الجسور الحديثة التي تُستخدم برقية الآن مواهب غير مُربَعة أو شبه مُزدحمة ] مع مستويات متعددة من الحماية التآكلية، مثل غلاف الشحوم، وخناق البوليثيلين المُلَصَّلة بالشمع، والأغطية الخارجية، وتتيح هذه النظم إجراء تفتيش دوري واستبدال سلالات فردية.

External link: Read about modern cable-stay design principles on Wikipedia: Cable-stayed bridge - Wikipedia].

علوم المواد: تعقب الإجهاد وتشريد الهيدروجين

فشل جسر موراندي كان حالة كلاسيكية من التآكل المضغوط الذي يتجاوز 500 1 بي بي بي إيه، ولكن مثل هذه الفولاذية معرضة بشدة لبيئة كلوريدية عدوانية

Lesson:[FLT:] المهندسين يجب أن ينظروا في الأداء الكامل لدورة الحياة للمواد الخاضعة للتعرض البيئي الواقعي.() وفي البيئات الساحلية أو المزيلة من الملح، ينبغي الاستعاضة عن الفولاذ ذي السعة العالية بـ

External link: Information on corrosion mechanisms from National Physical Laboratory: Corrosion of steel in concrete - NPL].

التحليل الهيكلي: إعادة التوحيد والروبوت

وقد كان لبريد موراندي نظام هيكلي غير مقصود لبقائه الرئيسي، وقد يؤدي إزالة أو فشل أحد الإقامة مباشرة إلى انهيار عالمي - لم يكن هناك طريق بديل للشحن، إذ أن الرموز الهيكلية الحديثة (مثلاً، مكتب تنسيق الشؤون الاقتصادية والاجتماعية، منظمة آسيتو) تؤكد الحاجة إلى تآكل وتعزيز حتى لا يؤدي الفشل في تركيب أي سد من الكوابل إلى:

Many legacy bridges lack such redundancy, and the Morandi collapse prompted widespread reassessments of similar structures. For example, several concrete cable-stayed bridges built in the 1960s and 1970s (like the Maracaibo bridge in Venezuela, also designed by Morandi) have been retrofitted with additional stay cables or external prestressing. The principle fail-1]

التفتيش والصيانة: الفجوة الحرجة

ولعل الدرس الأكثر إلحاحاً من جنوا هو أن نظم التفتيش كانت غير كافية بشكل متعمد [(FLT:0]) ولم يخضع الجسر لتفتيش بصري شامل لكابلات الإقامة في أكثر من عقد من الزمن، كما أن التفتيش الخرساني جعل التفتيش التقليدي مستحيلاً، ولكن أساليب بديلة (مثلاً، التصوير الحراري، وأجهزة الرادار المجزأة، والمسح) لم تستخدم أيضاً.

وبعد الكارثة، سنت الحكومة الإيطالية تشريعات جديدة تستلزم استمرار رصد الصحة الهيكلية [FHM] ] لجميع الجسور الرئيسية، بما في ذلك استخدام مقاييس التسارع وقياسات الإجهاد وأجهزة الاستشعار التآكل، وقد اتبعت بلدان كثيرة معايير التفتيش الوطنية الخاصة بالجسر، وذلك لاشتراط إجراء دراسة أكثر تواتراً وشمولاً للأعضاء الذين يعانون من الكسور، ولا سيما تلك التكنولوجيات.

وتشدِّد إدارة أصول البنية التحتية الآن على نهج تكاليف دورة الحياة حيث تُدرج في الميزانية عمليات التفتيش والصيانة وإعادة التأهيل الدورية لحياة الخدمة بأكملها، ولا تعد عقلية البناء والنسيان مقبولة، ويجب على المهندسين أيضاً أن ينظروا في إمكانية الوصول المادي لكل عنصر من عناصر التفتيش والإصلاح في المستقبل.

External link: FHWA bridge inspection standards: Bridge Inspection - US Federal Highway Administration].

إدارة المخاطر: دور الحكومة والقطاع الخاص

لقد سلط انهيار المورندي الضوء على الفشل في الحكم والرقابة، فقد تعرض نظام مراقبة الشركة، الذي كان مسؤولا عن الصيانة، إلى انتقادات متكررة لعدم الاستثمار في الأمان، ووجدت محكمة إيطالية فيما بعد أن نظام الرصد الخاص بالشركة غير كاف، وأن العيوب المعروفة قد تم تجاهلها، وقد أثار ذلك تساؤلات أوسع بشأن تنظيم مشغلي البنية التحتية الخاصة والحاجة إلى إجراء تفتيشات مستقلة للسلامة.

الدرس: السلامة العامة لا يمكن أن تترك فقط لدوافع الربح الخاصة . ويجب على سلطات النقل الوطنية والإقليمية أن تجري مراجعات مستقلة للحسابات، وأن تنفذ معايير الصيانة، وأن تُبلغ عن شفافية الولاية؛ وقد أدت الكارثة إلى إنشاء هيئة تفتيش مخصصة للأشغال العامة في إيطاليا، وإلى إبرام عقود تساهل أشد صرامة.() وعلى الصعيد العالمي، عززت أهمية التدخلات القائمة على المخاطرة().

الابتكار المادي: نظم حديثة لحماية الممرات

In response to the Morandi failure, significant advances have been made in corrosion protection for prestressed structures. One notable development is the use carbon-fiber-reinforced polymer (CFRP) tendons, which are immune to chloride-induced corrosion. CFRP has been adopted in several new highprofile bridge

وثمة ابتكار آخر هو تطبيق ] حماية الكاثود ] على الجسور الخرسانية القائمة التي سبقت الإجهاد، والتي يمكن أن توقف التآكل المستمر إذا ما تم تركيبها على النحو الصحيح، واستخدام سلالات فولاذية مغلفة أو لا تطاق ] أصبح أكثر شيوعا في البيئات العدوانية، وهذه الابتكارات المادية، مقترنة بضوابط صارمة في مجال مراقبة الجودة.

Legacy of the Genoa Disaster: Policy and Practice Changes

الأثر التنظيمي الأوروبي والعالمي

وكان انهيار الموراندي لحظة مائية بالنسبة لسلامة الهياكل الأساسية في أوروبا، وأصدرت المفوضية الأوروبية مبادئ توجيهية لتقييم وإدارة الهياكل القائمة للطرق ، مع التأكيد على معايير التفتيش الموحدة في جميع الدول الأعضاء، ونشرت منظمة التعاون والتنمية في الميدان الاقتصادي دراسات حالة عن الدروس المستفادة في مجال إدارة الجسور، وفي بلدان كثيرة، أثارت الحكومات أولوية تجديد الهياكل الأساسية في تخطيط الميزانية، فعلى سبيل المثال، أطلقت فرنسا حملة وطنية لجرد الجسور وتفتيش بعد اكتشافها المتواضع حالة الجسور.

جسر الاستبدال: نموذج التصميم الحديث

وقد اكتملت Genoa San Giorgio bridge (Ponte Genova San Giorgio) في 18 شهراً فقط - جدول زمني ملحوظ تحقق جزئياً بسبب الضرورة السياسية وتبسيط المشتريات، وقد صممته شركة رينزو بيانو (وهو من السكان الأصليين في جنوز)، ويجسد الجسر الجديد الدروس المستفادة من المأساة.

  • Multiple load paths:] Redundant cable stays at each pylon, with the ability to replace any single stay without closing the bridge.
  • Inspectability:] Stay cables are attachedd in transparent tubes or provided with inspection walkways; internal voids are dehumidified to prevent condensation.
  • Sensors:] The bridge is uniformted with more than 100 optber fiber strain sensors, accelerometers, and anemometers, all feeding data to a central monitoring station.
  • Aesthetic integration:] The slim steel deck and elegant white pylons symbolize a fresh start for the city.

External link: Official site of the Genoa San Giorgio bridge: Ponte Genova San Giorgio] (Italian).

الاستنتاج: سلامة المباني في كل صفيحة

ولم يكن انهيار جسر الموراندي عملا مصيريا لا يمكن تجنبه، بل نتيجة عقود من الصيانة المؤجلة، والافتراضات التصميمية المعيبة، والفشل المنهجي في إعطاء الأولوية للصحة الهيكلية، حيث قضى 43 حياة وتسبب في حزن لا يمكن قياسه، ولكنه أدى أيضا إلى إعادة النظر على الصعيد العالمي في كيفية بناء وفحص وصيانة بنيتنا الأساسية، وتمتد الدروس إلى ما يتجاوز الجسور التي ترتكز على كابلات إلى كل هيكل من مواقع السيارات.

ويملك المهندسون اليوم الأدوات والمواد المضاف إليها، والتحليلات التنبؤية، والاختبارات غير المدمرة، ونظم الرصد القوية لمنع حدوث هذه الإخفاقات، ولكن هذه الأدوات لا تكون فعالة إلا إذا التزمت الحكومات والمشغلون الخاصون بالاستثمار المستمر في أمان يتطلبه الهيكل الأساسي، فكارثة المورندي تذكرنا بأن البنية التحتية هي ثقة عامة.

وفي الوقت الذي نتطلع فيه إلى المستقبل، ينبغي أن يكون تركة جنوا تحولا دائما في الثقافة الهندسية: من التصميم إلى القوة وحدها إلى تصميم للدوام، والتنقيب، والقدرة على التكيف، وعندئذ فقط يمكننا استعادة ثقة الجمهور بأن الجسور التي نعبرها آمنة.