Análise rastreia rachadura na viga da ponte do rio Mississippi até a fabricação

Sep 06, 2023

Esta foto do relatório conduzido por Wiss, Janney, Elstner Associates mostra a fratura parcial da viga de amarração identificada em maio de 2021. (Foto cedida pelo Departamento de Transportes do Tennessee)

A rachadura em uma viga de aço que forçou uma paralisação de emergência de três meses da ponte Interestadual 40 Hernando De Soto, no rio Mississippi, no início deste ano, provavelmente se originou há quase 50 anos, durante a fabricação do componente, de acordo com uma análise forense divulgada recentemente e encomendada pela o Departamento de Transporte de Arkansas.

Descoberto durante uma inspeção de rotina acima do convés da estrutura de 3,3 milhas de comprimento em maio, uma placa de flange superior de ½ pol. de espessura e uma placa vertical de 1-3/8 pol. A viga foi totalmente rompida, com a fratura estendendo-se por quase metade da placa do flange inferior. Além disso, 9 pés da solda conectando a alma interna com o flange superior também se separaram.

A seção da viga contendo a rachadura foi removida da ponte durante o esforço acelerado de reparo de $ 10 milhões liderado pelo Departamento de Transportes do Tennessee, que é co-proprietário da estrutura com a ARDOT e supervisiona seu trabalho de manutenção. Transportado para Northbrook, Illinois, laboratório de Wiss, Janney, Elstner Associates, Inc. (WJE), a seção foi submetida a uma bateria de exames fractográficos e metalográficos para determinar a causa da fratura e outros fatores contribuintes. A equipe de investigação também testou o material para determinar se o aço estava em conformidade com os requisitos relevantes da ASTM, conforme especificado nos requisitos originais do desenho da fábrica.

O exame metalográfico da WJE das superfícies de fratura identificou dois reparos de solda de fabricação em pontos de transição de espessura de vigas que, segundo o relatório, "eram muito mais amplos e continham uma sequência de depósito de metal de solda que diferia de outras soldas de transição de espessura de placa lateral na ponte". Esses reparos levaram à formação de duas grandes trincas de hidrogênio "como resultado da restrição inerente, pré-aquecimento inadequado e/ou uso de eletrodos de soldagem contaminados comumente associados a reparos de solda realizados sem um plano de controle de fratura".

O relatório sugere que as trincas de hidrogênio escaparam da detecção durante a fabricação e não foram detectadas durante uma inspeção de teste ultrassônico de 1982. Anos de cargas vivas na ponte e baixas temperaturas do ar ambiente aumentaram gradualmente as tensões nas vigas de amarração, desestabilizando as trincas de solda de reparo. A fratura provavelmente se tornou evidente primeiro na placa lateral vertical interior de 1 3/8 de espessura da viga, depois se espalhou gradualmente em fases para as placas de cobertura superior e inferior. Nenhuma evidência de crescimento de trincas por fadiga foi encontrada, acrescenta o relatório.

Por causa da vida útil de 48 anos da ponte e dos esforços para resolver anomalias em aproximadamente 40 outras soldas de transição de espessura de vigas de amarração, o relatório WJE concluiu que uma fratura importante semelhante é "altamente improvável". O relatório recomenda a continuação de inspeções críticas de fraturas bianuais regulares, bem como a realização de testes ultrassônicos em intervalos de dez anos.

Questões do Programa de Inspeção Permanecem Embora visível em imagens confirmadas como tendo sido tiradas no início de 2016, a fratura não foi relatada por várias inspeções anuais da ARDOT. O inspetor que supervisionou essas avaliações, um funcionário de 15 anos da agência, foi demitido após uma investigação interna logo após o fechamento. A pedido da ARDOT, a Federal Highway Administration realizou uma revisão das políticas, procedimentos e práticas operacionais padrão da agência estadual.

O relatório da FHWA, divulgado em 9 de novembro, fornece 18 recomendações para melhorar a qualidade e melhorar a eficácia das inspeções de pontes e ações de acompanhamento. Eles incluem atualizações nos procedimentos de controle e garantia de qualidade, requisitos de treinamento e certificação reforçados e procedimentos de inspeção aprimorados.

Um dia depois, a ARDOT emitiu seu próprio relatório pós-ação sobre o reparo e inspeção de emergência. Ele observou que, embora os funcionários tenham expressado preocupação com o desempenho do trabalho do inspetor agora demitido, a falha da administração em agir com base nesses relatórios "perpetuou uma cultura em que os membros da equipe não sentiam que tinham autoridade ou apoio para questionar os procedimentos ou a eficácia de um inspetor principal".