Klacci 凱樂奇交通運輸業解決方案
美國大約有 60 萬座橋樑。隨著 9/11 事件後世界國內和國際恐怖事件的數量和強度不斷增加，越來越多的人試圖保護它們。恐怖分子襲擊了關鍵基礎設施，那裡的人員傷亡和經濟後果可能很大。由於橋樑是運輸網路中不可或缺的一連體，對人類生命和經濟活動有影響，它們很可能成為恐怖分子的目標。公眾很容易使用橋樑，安全性最低，為大量傷亡和受傷提供了機會。
衝浪邊的影像。
2000 年發現的一份基地組織訓練手冊明，確認可「爆破和摧毀通往......城市的橋樑。」尖峰時段交通期間，橋樑或隧道坍塌可能會造成數百或數千人死亡。總體估計，在美國繁忙的州際公路走廊上，更換一座大型長跨度橋樑的成本，可能花費數十億美元，並阻礙或轉移當地和全國的商業、工業、農業和投資。
安全和保護
鑑於其重要性，以及此類襲擊的潛在經濟、心理和人類後果，交通和鐵路橋樑必須得到適當的保障和保護，使其免受破壞。然而，這樣做可能具有挑戰性。沒有簡單的安全措施，來防止對橋樑的恐怖襲擊。有了橋樑，道路或鐵軌必須保持開放，以允許交通流動。橋樑四面八方都暴露在外，使它們從上、下和水邊都變得脆弱。
橋樑安全，就像任何基礎設施資產的安全一樣，包括廣泛的問題，這些問題必須確保採取充分措施，來保護資產以及利用資產的人和貨物。根據美國聯邦公路管理局（FHWA）和美國州公路和交通官員協會（AASHTO）組建的一個小組，對橋樑的恐怖襲擊的後果可以表述如下：
‧ 對結構完整性的威脅（例如，導致設施更換或重大維修）。
‧ 長時間阻礙結構功能的損壞，例如設施關閉 30 天或更長時間。
‧ 基於上述威脅的攻擊造成的災難性失敗。
恐怖分子對橋樑的威脅可能包括：
‧ 火災（可能導致鋼樑彎曲和混凝土剝開）。
‧ 衝擊（可能導致碼頭損壞，導致上層建築坍塌和衣架失效，再次導致上層建築坍塌）。
‧ 機械切割裝置（可能導致切割衣架，導致上層建築坍塌）。
‧ 腐蝕性化學品。
‧ 爆炸或爆炸（可能導致結構嚴重損壞）。
今天，美國國土安全部（DHS）在橋樑安全方面，發揮著非常重要的作用。此外，運輸研究委員會（TRB）透過其合作研究專案，在9/11之前一直在解決這些安全問題，並在 9/11 事件後大幅擴大了努力。FHWA 繼續與 TRB 合作。
9/11 襲擊事件後，FHWA 開始對橋樑進行現場評估。與其他機構合作，它開始評估全國各地的這些結構，以評估其抵抗攻擊的能力。當時在主要橋樑上，還進行了幾個獨立贊助的評估研究和安全改造專案。
從所有這些中收集到的資訊有助於微調改造措施，並增加了對擬議對策的潛在限制。最初的重點是車載炸彈，但工程評估小組發現替代攻擊方法是可行的，因此研究人員在可能的情況下，將這些方法考慮在對策的制訂中。
實地調查有助於確定長期問題並重點實施。研究人員考慮的其他問題，包括對現有結構（特別是舊結構）的尺寸和重量限制；材料和幾何限制；施工、維護和檢查施加的實際限制；以及需要將改裝設計，和硬體與其他改裝的設計和硬體協調起來。
減輕損害
可以做些什麼來防止對橋樑的恐怖襲擊？有多種對策可以單獨或組合使用，以降低吸引力和/或脆弱性，或減少發生攻擊時的後果。對策通常分為行動或技術，以阻止攻擊、拒絕上橋、檢測存在、防禦設施或設計結構硬化，以將後果降至可接受的水準。
橋樑所有者和營運業者應考慮納入實體安全功能，包括交通和行人攝影機、增加照明、限制進入關鍵區域，以及橋墩、行人和腳踏車通道的障礙物。隨著結構缺陷橋樑的更新或更換，鼓勵公共安全人員（應急經理、規劃人員和其他人員）在規劃階段，與工程師和檢查員密切合作，以提供安全和應急考慮。
據美國國家情報局局長辦公室稱，以下特定於橋樑的可觀察指標，可能會產生一定程度的犯罪活動嫌疑。任何對可能非法意圖的確定，都應得到其他事實的支援，以證明合理懷疑是合理的。雖然一項活動本身可能微不足道，但這些指標應該「在總體情況下」進行觀察。當與其他可疑行為結合觀察時，任何產生強烈暴力懷疑的指標，都可能構成報告的依據。
注意：
‧ 未經授權的人進入限制區域或公眾，通常無法進入的區域。
‧ 結構或其元件被篡改、切割或其他損壞跡象的證據。
‧ 無人看管或被遺棄的袋子、包裹、容器或其他物品。
‧ 親自或遠端監控橋樑或其元件 —— 例如，使用無人駕駛飛機系統 —— 無需合理解釋。
‧ 車輛或水船徘徊或非法停放在橋樑或關鍵部件附近。
根據美國交通部的說法，在所有結構的設計階段應考慮以下行動。一般來說，公眾進入橋樑應僅限於通行路線。需要考慮的細節範例包括： 將箱樑檢修口定位在遠離橋台的地方，其中拱腹靠近地面；在甲板通道上提供鎖定機制；在橋台附近的拱腹通風口處放置屏風；防止進入橋台處的梁翼緣和維護走道。
抵禦攻擊
能否建造和改造橋樑，以更好地抵禦恐怖襲擊？在德克薩斯州交通部和其他七個州運輸機構資助的一項研究中，分析模型有助於調查各種橋樑的成本效益和不顯眼的設計和改造選項。研究人員與美國合作，陸軍工程兵團和私人顧問，專門從事橋樑設計和對爆炸載荷的結構反應處理。車輛炸彈是全世界首選的恐怖武器，也是公路橋樑的一個重大問題。透過對 16 個半比例橋柱的電腦模擬和爆炸測試，研究人員能夠看到這些關鍵橋元件，如何應對各種爆炸場景。
主要發現之一是，橋柱的形狀可以對橋的承受爆破壓力的良好影響，發揮重要作用。在實驗中，與相同大小的方形或矩形柱子相比，圓形柱子將橋樑上的爆破壓力降低了高達 34%。橋樑柱的尺寸，也對柱子承受近距離爆炸的能力產生了重大影響。因此，研究人員在設計指南中建議，橋柱的最小直徑為 30 英寸。
在容易發生地震的州，如加利福尼亞州，指導方針的影響沒有那麼大，因為那裡的橋樑已經設計和建造，可以承受地震的震顫。但在像德克薩斯州這樣幾乎沒有地震活動的州，橋樑建設可能需要改進柱子細節。在這些州，新指南可以在提高橋樑安全性方面產生重大影響。
美國陸軍工程師研發中心，提供橋樑反恐規劃師（ATP-Bridge）軟體提供幫助。這是一個快速執行的工程級程式碼，用於預測爆炸性、熱和機械威脅對橋樑部件的損壞。ATP-Bridge 能夠對現有橋樑進行快速脆弱性評估，並可以幫助設計師在新建築中納入保護設計。該軟體主要針對橋樑工程師，但也可以幫助執法或應急管理人員，評估選定的人為故意或意外危害，對橋樑基礎設施的可能損害。
使用此軟體，使用區域性損壞的經驗模型，和柱結構響應的顯式時間積分有限元程式碼的組合進行損壞預測。ATP-Bridge 中的模型，利用了十多年的實體測試和高保真模擬。直截了當的圖形使用者介面，允許使用者快速輕鬆地建立元件和威脅清單。可以建模的元件類型，包括具有圓形或矩形截面的鋼筋混凝土（R/C）柱、R/C 塔板、鋼塔板和電纜。
鐵路共享安全資訊
鐵路警報網路（RAN）的日常努力是鐵路行業致力於資訊共享的一個很好的例子。自 2002 年初實施安全計劃以來，鐵路行業一直維持由美國鐵路協會（AAR）管理的 RAN，作為北美鐵路的安全資訊中心。透過分析不斷變化的情報，RAN 透過及時釋出關於潛在恐怖策略、惡意網路活動、與鐵路相關的威脅和事件，以及其他可疑活動的諮詢和資訊簡報，來支援安全意識。鐵路公司定期在員工安全訓練和意識計劃中使用這些材料。RAN 還與美國和加拿大其他運輸方式的同行，以及政府安全官員，共享安全意識資訊。
大衛·瓦格納
監視
911 之後，橋樑監控系統充斥著市場，但許多州缺乏選擇橋樑的指導。FHWA 進行了一項研究，以確定最新的監控技術和安全實踐，並開發了一個協議來協助決策過程。
FHWA 領導了一個運輸集合基金的工作，專注於美國國內外當前和未來的監控和監測技術狀況。研究人員調查了橋樑和隧道相關管理單位，現有的監控和安全能力，包括他們使用這些技術的經驗。
該研究還包括現場訪問，以檢查現有系統。該研究產生了一份報告，即橋樑和隧道安全和監控技術，以及一個可用安全和監控系統的資料庫。目前，可以透過聯絡 FHWA 獲得該報告，長期計劃是透過國家技術資訊服務提供。
具有整合影像分析的智慧熱像儀，可以調查橋樑存在的惡劣戶外環境中的關鍵基礎設施，以保證它們的安全。
總部位於新澤西州普林斯頓的 SightLogix 的 SightSensors，幫助彌合安全挑戰，因為它們可以：
‧ 在有小動物、鳥類、流水或吹來的碎片的情況下，高度精確地檢測運動。
‧ 在橋樑結構本身以外的巨大緩衝區，提供入侵者的預警 —— 檢測入侵者並接近數百米外和寬的船隻。
‧ 在完全黑暗以及由太陽昇起或落下、大燈或水反射引起的眩光條件下操作。
‧ 採用自動穩定裝置來消除由過往的火車、交通和風引起的攝影機晃動。
‧ 確定入侵的確切位置，並自動 PTZ 攝影機，以即時追蹤動作。
展望未來，監控和更有效的檢測和預警系統，將有助於解決事件。改進設計和有效使用新材料有助於保護結構，並確保不可預防的損壞不會導致完全故障，這可能會對經濟造成重大破壞，並可能造成大量生命損失。
橋樑安全改裝選項的建議
‧ 加強焊縫和螺栓連線，以確保構件達到其全部塑膠容量（設計用於連線構件容量的 120%，以考慮到高速應變期間的強度增加）。
‧ 使用吸能螺栓來加強連線並減少變形。
‧ 在鋼構件上新增加固劑並加強橫向支撐，以防止在鋼構件達到完全塑膠容量之前出現區域性屈曲。
‧ 設計甲板部分「吹出」並建立一個通風口，以減輕支撐結構的壓力（可能在封閉效應中產生巨大壓力的基臺附近）。
‧ 在混凝土柱上新增碳纖維增強聚合物（CFRP）箍包，可以用縱向包加固，以增強混凝土封閉性，增加抗彎曲性和延展性，並增加防剝落保護（也可以用於彎曲和橫樑）。
‧ 用鋼殼（用高強度螺栓和環氧樹脂或一層灌漿料連線）包圍柱子，加強柱子的下部（或全高度），防止衝擊和區域性爆炸損壞。
‧ 在柱子上新增橫向支撐，允許它們在防止彎曲的同時發展塑膠鉸鏈。
‧ 為撞擊和對峙距離新增 360° 碼頭保護 —— 可能的替代方案包括混凝土屏障、固定擋泥板系統、海豚、旋轉保險槓系統，或彈性體能量吸收器。
‧ 用鋼纜限制橋的部分，以減少支撐處甲板坍塌的機會，包括防止甲板在接頭處分離的電纜支撐和鉸鏈約束器，以將甲板固定在柱子上（也可以使用高強度絞鏈限制器和管座延長器完成）。
‧ 增加支座的尺寸，並在伸縮縫下增加鉸鏈座延長，以減少支撐處甲板坍塌的機會。
‧ 增加地基尺寸（可能與在地面上新增額外的樁子或使用鋼製綁紮桿更好地將地基固定在地面上）相結合，以提高對齧石坑和大柱變形的抵抗力。
‧ 用 CFRP 或其他類型的保護裝甲，包裹斜拉橋和吊橋上的電纜下部，以防止爆炸和碎片造成的損壞。
‧ 透過結構改造（延長電纜導管長度、移動護欄等）增加對斷距離並減少對關鍵元件的訪問。
由聯邦公路管理局（FHWA）、美國州公路和運輸官員協會（AASHTO）以及來自專業實踐、學術界、聯邦和州機構，以及收費機構的橋樑和隧道專家小組提供的資訊。
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