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1700548288 酒店人行天桥悬挂系统的原始设计建筑图显示，一个一端被支撑点固定在天花板上的长悬臂杆穿过承载人行道的横梁。这两座人行道各自通过它们的地楞横梁下方的垫圈和螺栓，一座被悬挂在另一座的下方。如果长悬臂杆足够坚固、垫圈和螺栓足够大、地楞横梁足够厚，就可以承受过道本身以及会集聚在它们身上，甚至是在过道上又跑、又跳、又舞的成群的人的重量，这样，最初的设计在原则上是可以实现的。将“足够坚固”、“足够大”和“足够厚”精确地转换成代表工程应力和应变的数字这一过程受到建筑规则的支配，但是很明显这一规则无法明确地用于对待像凯悦酒店人行天桥这样独特的结构方案。
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1700548290 即使建筑规则无法具体地处理人行天桥的设计，但是它却明确要求钢条在张力上必须达到某一强度水平，并且对酒店人行道可以承受的人体重量，无论是悬挂在天花板还是悬挂在另一座人行道上，都作了具体的规定。基于这些标准，国家标准局的调查员认为凯悦酒店过道所设计的原始支撑系统设计的安全系数不足。根据堪萨斯城建筑规则，它们的实际承受力只有要求的60%。然而，因为建筑规则的撰写者希望设计能够安全可靠，因此他们不仅在假设和计算上，还在炼钢和建设方面都为误差的出现留有很大的余地，规则要求的比能承受同等重量的最小强度要高很多。因此，如果按照其最初的设计建造，尽管不会拥有应具有的强度，但过道可能不会坍塌，它与这建筑规则的不一致也永远不会被发现。
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1700548292 不幸的是，看过连接部分最初详图的人都一定会说他有一个更好的主意或者一个更简单的方法让一座人行天桥悬挂在另一座的下方，两座都悬挂在中庭60英尺高的天花板上，因为原始建筑图上的连接很难安装，尽管不是绝对不可能。最初的设计是：从每个天花板的连接点延伸出一根悬臂杆，悬臂杆穿过位于下方15英尺，支撑4楼过道的横梁上的孔，继续向下再延伸30英尺，随后穿过2楼的横梁，这确实是一个很难驾驭的工程任务，因此有人提出的用两根短一些的悬臂杆来代替长悬臂杆的建议一定能立刻吸引任何参与过道建设的人。（我们记得或者可以想象出建筑拼装玩具中最长的部分是多么容易弯曲，并且在把它们弄直后看起来和以前是多么的不一样。）
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1700548294 在修改后的连接系统中，一个支撑杆从天花板上延伸出来，穿过上方过道横梁上的孔，然后在支撑杆的末端放上垫圈，用螺母拧紧。穿过上方过道向里几英寸的另一组孔，另一个支撑杆被悬挂下来，用另一组垫圈和螺母把它固定以防脱落，这一支撑杆用与上方支撑杆支撑上方过道横梁的方式支撑下方过道的横梁。这当然是一种更为简便的安装人行天桥的方法，因为比起最初的图纸所提出的，让一根45英尺长的悬臂杆整个穿过孔，或者只在悬臂杆要通过上方过道横梁的地方切螺纹相比，仅仅让杆的底部穿过孔，用螺母将其固定是一件轻松得多的工作。但是无论安装起来多么方便，这种新的悬臂杆组合实际上使位于支撑上方过道地面的箱型梁上的垫圈的推力加倍，并且使设计安全系数已经不足的人行天桥几乎不能支撑它们自己的重量了。
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1700548296 我们可以用一个简单的类比来理解这里的力学问题：用一根绳子代替原来的悬臂杆，用悬挂在绳子上的两个人代替两个过道。通过用手抓住绳子，每个人的重量被传递给了绳子。原设计中人行道的支撑情况类似于两个人分别挂在同一条绳子上，一个人挂在另一个人的下方。如果绳子足够结实，并且每个人都抓得足够紧，那么每个人都能紧紧地抓住绳子而不会掉下去。然而，如果下方抓住绳子的人不再抓同一条绳子而是被连接在上面那个人的腿上，那么上面那个人的握力就必须支撑起两个人的身体，大致相当于他自己体重的2倍。这时重要的不再是绳子的强度，而是上面那个人握力的强度。如果他的握力能够很容易支撑他自己的重量，但是仅仅只能勉强支撑加倍了的重量，那么在拉力的作用下他的手会慢慢地支撑不住。最后，即使是下边那个人最轻微的摆动也会使上面的人松开手，两个人双双摔向地面。
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1700548298 在酒店的悲剧发生之后，国家标准局不仅确定最初的设计没有达到规定的强度，而且通过对箱型梁和悬臂杆的连接部分这一有效作用于悬臂杆上的全部细节的检测发现，竣工的人行天桥只能勉强支撑它们自己的重量，从而证实人行天桥坍塌是一场必然会发生的事故。
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1700548300 显然在凯悦酒店施工阶段几个明显的事件本可以使人们发现人行道的隐患，但是就像一些自杀前的征兆一样，这些潜在的灾难信号没有被人们注意到。在酒店的建设阶段门厅的屋顶发生了坍塌，因此，酒店的所有人要求对许多结构细节进行检查，其中就包括了人行天桥，但很明显悬臂杆和箱型梁的连接部分未受检查或未被发现不合格。在事故发生后有报道称，一些建筑工人发现重型手推车路过中庭上方的高架捷径时，高架捷径出现了不稳定的情况，但是建筑工程车辆只是很简单地更换了路线，很明显，设计仍然没有接受检查或被发现不合格。
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1700548302 尽管事后分析起来很容易，但在当时不知怎么地，凯悦酒店高架行人路的薄弱环节在项目建筑过程中的大量细节之间却被忽视了。然而，在事故发生之后却出现了很多“马后炮”，其中没有比《工程新闻记录》“编读往来”这一栏目表现得更明显的了。建筑图的最初细节并没有确切地表明每根长单杆是怎样被制造的，尾随事故而来的信件清楚地表明，至少一些这本流通范围很广的周刊的读者认为，最初的建筑图对一个部件的要求如同M·C·埃舍尔的某个建筑所需要的那些部件一样是建筑师们不可能达到的。的确，公布的最初设计图显示，在独杆末端向上至少15英寸处有一个螺母，显然很多读者都绞尽脑汁地在想螺母是怎么出现在那儿的。他们指出，设计图上并没有显示出这个螺母和杆的末端之间被切有螺纹，或者杆上切有螺纹的部分比其他的部分厚一些。一位读者总结了大家的意见写道：“一个需要改变的细节在真的被改变时是不可能完全不受指责的。”
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1700548304 在刊登这些考虑“凯悦酒店”在悬臂杆末端上方15英寸处放置一个螺母的信件的一个月内，另一批质疑信件出现在《工程新闻记录》上，并被冠以“破解凯悦之谜”的大标题。这些读者并没有拿建筑图做字面文章，而是指出两个还算方便的长杆件能够怎样被一个套筒螺母——实际上起到的是一个联结装置的作用——首尾相接地连起来，从而可以避免使两个悬件发生位移以及已经造成事故的这种危险情况。另一位读者也建议了一个可行的方法，即可以把组成箱型梁的槽形钢部分焊接成一个不同的外形，这样可以形成一个强度更大的支撑面。由此我们可以想象在《工程新闻记录》的邮包中还有多少没有被刊登出来的建议。当我在《技术评论》的一篇文章中讨论凯悦酒店的事故时，该杂志编辑同样也收到了大量关于人行道细节的信件。读者提出了套筒螺母、开口螺模，还有大量其他对于这个问题的解决方法，显然这些读者没有阅读过《工程新闻记录》并且似乎对这样一个细节就能引发这样大的故障感到怀疑。
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1700548306 但是解释凯悦酒店人行天桥出现的问题并指出有效的改变方法比找出设计中还未被意识到的错误要容易得多。事后，这就是一道需要解决的被精心设置可以用来展示人们聪明才智的“难题”。事前，人们不仅要设置这一设计“难题”，还要通过检查所有可能导致其失败的途径来证实一个人的“解答”。人们可能在想，有多少本可以在人行道设计中找出错误的“编读往来”作家没有在大量的其他细节之中用彩色笔标出这个注定要失败的细节。在悬臂杆和箱型梁的装置出现问题之前，对于这些未经训练的人们而言它可能不是很明显。
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1700548308 受到凯悦酒店事故的启发而写给编辑的信件和在专业工程学出版物上的社评和文章都表明如果此次设计中有经验丰富的设计者和细节设计员参与的话，这场事故可能就不会发生。他们非常有可能使用一个他们预知会成功的靠得住的细节，他们很可能会非常仔细地评判这样一个不同寻常的为人行道支撑系统所作的详细设计。当然，这类说法永远无法得到核实，但是毫无疑问，一个有着大量经验的人更有可能看出不会成功的部分。然而，就像知道塔科玛窄桥的人不可能会再忽视风对悬桥的作用力一样，记得凯悦酒店人行天桥的人也不可能让另一个悬臂梁的连接部分逃过仔细的审查。因此，悲剧无疑使很多没有经验的细节设计员突然间变得经验丰富。失败的建筑是工程学文献中永恒的一部分，确实使年轻的设计师们牢牢地记住了这些教训。
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1700548310 在调查20个月后，美国司法部和密苏里州杰克逊县的检察官联合宣布他们没有发现任何证据表明凯悦酒店人行道的坍塌涉及到触犯联邦或州法律的犯罪行为。然而，在发表这一宣告后的两个月内，密苏里州的首席检察官却对负责酒店设计的工程师提出了诉讼。他们被指控在设计和分析悬空人行道的过程中犯有“重大疏忽”罪。具体如下：他们被指控未能“执行计算以确定悬臂杆和连接部分的承载量”，未能在设计改动之后对一些特定的悬臂杆是否能够胜任进行检测，未能在建设过程中酒店屋顶部分坍塌后按所有人的要求对人行道悬架系统进行分析。法律和工程学一样都不是一门精确的科学，正如这里所写的，总检察官诉讼的优缺点要等待审判的检验。
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1700548312 一旦某一悬臂杆与箱型梁在凯悦酒店过道下方的连接处发生断裂，显然这个悬臂杆将无法继续分摊人行天桥以及在它们上面的人群的重量。然而，如果这个结构体没有被如此边缘化地设计，那么其他悬臂杆可能会重新分配它们之间没有受到支撑的重量，人行道可能只会在断裂的连接处下陷一点。这可能会改变酒店对这一问题的处理，如果这一警告能够被给予比在建造过程中人行道出现断裂的征兆更为严肃的处理，也许悲剧就永远不会发生。因此设计师们经常设法在他们的建筑中加入交替载荷路径，当任何一条载荷路径无论因为何种原因而无法工作时，它们可以适应变更了的应力和压力。
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1700548314 当交替载荷路径无法支撑额外的负载量或者甚至根本不存在时，灾难性的事故就会发生。凯悦酒店的人行天桥是一种横跨在酒店中庭上方的桥，由于桥本身所具有的一些功能，使得它们通常被认为是大胆的建筑。人行天桥这一设计理念使得酒店的中庭大厅继续保留了开阔的建筑效果，这是凯悦酒店的一个特征。在人行天桥坍塌后，其他大胆的厅堂设计的安全问题马上受到了关注，但是它们中还没有与堪萨斯城完全相同的设计。芝加哥市的检查员要求限制使用堪萨斯市凯悦酒店的悬浮区域直到对其重新加固，但是大体上堪萨斯市事故的影响将会波及到与这个运气不佳的人行天桥具有相似性的新建筑上。
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1700548316 在人行天桥悲剧发生的几天内，不顾堪萨斯市市长的反对，悬挂在坍塌了的两座人行天桥旁边的另一座幸存下来的高架人行道还是在半夜被从大厅上拆除并移走了。酒店的业主争辩说这座剩下的人行道对酒店内的员工和其他人来说是一个危险，但一些受害者的律师表示反对，声称这样证据将会被销毁，而对事故起因感兴趣的工程师们则为同样要被拆除的唯一幸存的结构体表示惋惜。如果第三座人行道没有被如此仓促地移走，那么它对舞者的舞步所引起的共振的反应也许能够证明一个理论，即过道会对舞步的节奏产生如同一个酒杯对一位女高音歌唱家唱出的高音一样的反应。
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1700548318 今天，堪萨斯市凯悦酒店的厅堂上，只横跨着一条由处在实心地板上的粗大的圆柱所支撑着的人行道。虽然从建筑空间的角度，厅堂上开阔的区域可能缩小了，但新的设计无疑是为了给人一种安全感，并且尽量避免与那个坍塌的人行天桥有相似的地方。但是，尽管酒店厅堂上重建的人行道也许能够像一个人所能想象的那样安全，但是其他没有如吊车般的桁架系统的桥梁并不意味着它们实际上就有用以弥补主要支撑结构潜在失效的交替载荷路径。许多立于湍急河流上的桥梁，它们的某些部分就会因一艘大型驳船或者一艘重吨位船只与其桥墩的相撞而坍塌，并且一些看上去由圆柱支撑着的桥梁并不那么容易建造。
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1700548320 在凯悦酒店人行道坍塌后大约两年，一段百英尺长，3条车道宽的迈安那斯河上方的康涅狄格收费公路突然从高架公路上掉了下来。4辆汽车从75英尺高的地方跌落到河岸上，造成3死3伤。如果这次事故不是发生在早上，那么很可能会有更多的受害者，因为这段靠近格林尼治的95号州际公路通常每天要承载10万辆汽车。尽管改变交通路线会引起一些不便，也会打扰附近一些小城镇的平静生活，但是考虑到公路交通状况，至少在康涅狄格和纽约之间应该建立一些替代路径。但是当桥的某部分出现不牢固的情况时，因为没有替代路径来分担结构体所支撑的重量，因此桥面坍塌了。
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1700548322 迈安那斯桥是一座复杂化了的“销连接多跨度”桥梁，其复杂之处在于它是以一定的角度穿过河流的，因此它斜在其支撑物上。掉落部分四个角中的两个原来悬挂在从支撑桥体的桥墩处伸出的悬臂上。悬挂的方式很像自行车链条的连接，一端固定在一个悬臂梁上，另一端固定在一个多跨度悬臂梁上。这些连接杆有6英尺多长，连接部分是由穿过连接杆和梁的直径为7英寸的钢销完成的。具体设计如下，将螺栓穿过钢销身上的孔，将连接杆固定在适当的位置上，并将大而厚的垫圈固定在连接杆的两侧。
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1700548324 事故发生后，国家运输安全委员会立刻举行了听证会，在听证会上人们基本认同是由于一根杆件的连接出现故障导致了迈安那斯大桥的坍塌。然而，它到底是如何和为什么会损坏还在争论中。一名顾问指责设计中由倾斜引发的力导致了一个销体在桥体存在的25年中自己发生了松动。由设计这座桥梁的公司提供的证据主要集中在将检修维护不当作为导致坍塌的一个因素，它指出，这座桥的排水系统被铺设得较高，以致雨水被道路防结冰用盐污染，严重地腐蚀了起到关键作用的连接杆。州公路交通委员会承认结构体中的排水系统被安装得不适宜，但是他们声称对包括连杆件细节在内的计算错误是由设计师们造成的。
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1700548326 迈安那斯大桥这一事件让我们想起了1967年横跨俄亥俄河的波因特普莱森特桥事故。这座1750英尺长，承载俄亥俄州的加利波利斯和西弗吉尼亚的波因特普莱森特之间的车辆达38年的桥，突然在高峰期承载大约75辆车时发生了断裂，造成46人死亡。银桥（它是第一座用铝粉涂料粉刷的桥梁，因此波因特普莱森特桥又被叫做银桥）的人行道不仅自我们所熟悉的大多数索拉桥都使用的圆形钢绳上悬挂下来，还吊在两个由50英尺长的连杆或“眼杆”构成的巨大链条（chain）上。这座桥首次使用一种特殊的高强度钢的眼杆，并用螺栓和垫圈连接成自行车链条的样式。这种组装方式不仅使检测变得很困难，并且在使用过程中非常容易引发腐蚀。由于这种损坏未被发现，在由腐蚀引起的疲劳裂纹快速扩展的过程中，这种来自连接杆孔洞中的小纹孔也在变大。当一个裂缝使一个连接杆件削弱到由拥挤的交通导致的负载量加上桥本身的重量超过桥的强度时，连接杆件发生了断裂。连接杆件断裂之前的承载量不得不由其他的连接杆件来承担，这一不平衡的几何结构使得链条（chain）弯曲变形。显然这会导致其他连接杆件从钢栓上脱落，进而导致通向塔桥的加载路径断裂。由于需要桥梁寻找某种东西来承担力，因此很快便全面坍塌了。
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1700548328 这些事故的共同特点在于细节。从一开始人行天桥的连接部分就不结实，而后两座桥差不多都包含了薄弱环节，而且随着时间的流逝，这些薄弱环节变得更加脆弱。我们能否得出这样的结论，即所有无法容忍任何一个连接部分丢失的结构体都应该立即被拆除，以免我们会对由另一个细节引起的逐步倒塌事故感到诧异？这将意味着在1979年从芝加哥欧黑尔机场起飞的DC-10客机失事后，所有的DC-10客机都应该被停飞。DC-10客机的引擎通过一个钢销装置被连接到机翼上，在芝加哥大型喷气式客机上出现故障的装置在起飞过程中所起到的作用在一定程度上与交通高峰期间桥的销和连接杆件的作用相似。这个运气欠佳的DC-10客机上的引擎为了检修而被移动过，并且在没有设计师参与的情况下又被放回了原处。因此 ，刚好放置连接杆件（在飞行器术语中叫作“外挂架”）的凸缘在连接杆件的销孔附近被撕破了，就像一张活页上的环洞在活页纸被拉得过猛或者在活页夹中被虐待而破掉一样。如果我们不想让我们重要的活页纸从活页夹中脱落，那么一旦我们注意裂纹开始出现时，可以马上用孔洞增强剂将它们修复，或者我们可以改变习惯，翻页的时候温柔一点儿。一旦我们发现活页有松动的迹象，我们就要根据任何一张活页纸都不能从活页夹中掉落这个目标对我们的重要性，来决定要采取何种程度的防范措施。如果我们使用的是两孔活页夹，我们可以把它换成三孔的，这样如果一个孔裂开，就会有备用的加载路径。或者，如果我们已经在使用三孔的活页夹了，我们可以时不时地检查一下它，观察一下每个孔的使用情况，对于损坏严重的给予修理。但是除非一页纸真的掉了或者马上要掉，否则我们不太可能会考虑巩固活页夹上的孔洞。
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1700548330 在DC-10客机机毁人亡之前，人们从未怀疑过引擎接点装置正在变得越来越脆弱，没有人注意到这一点。然而，破裂的凸缘一经被确定为是导致芝加哥空难的原因，所有因等待事故原因而未起飞的DC-10客机的凸缘全部接受了检查。人们在一些飞机的外挂架装置上发现了裂痕，最后终于弄清这些裂痕原来是由于在维修期间对凸缘进行了过度的无法预计的滥用而造成的。在确认了飞机设计中的薄弱环节之后，没有外挂架装置裂痕的DC-10客机恢复了飞行，有裂痕的进行维修。从此以后，人们在维修和检查所有外挂机装置时都特别小心。此外，导致事故的保养规程被停止了，这类技术通常都要进行严密的审查。DC-10客机继续安全地飞行，但是这场事故带来的教训却不会轻易地被忘记。
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1700548332 因此事故所带来的教训通常能够准确地指出薄弱环节。具有同样薄弱环节的现存结构体还能够安全地被允许保留在那里或者飞行，是因为知识是凌驾在建筑和人口之上的力量。在未来的设计中，薄弱环节可以被避免或改善，一般认为，出现薄弱环节的结构体应当规避的地方是无法仅从存在几十年的立交人行天桥或者DC-10客机身上得到的。由于这个原因，对于工程师来说，研究事故的案例即使不多于也不能少于对成功实例的研究，这一点很重要，同样重要的是，我们要尽量公开地讨论结构体事故的原因。如果一个年轻的设计师以一个本身存在薄弱环节但还没有出现故障的结构体作为范本进行学习，那么他就有可能把薄弱环节设计到自己的作品中去。然而，如果一个事故的原因被理解了，那么任何其他类似的结构都会被置于严密的检查控制之中，并且某个失败的结构体所带来的不容置疑的教训在将来的设计都是必须要避免的。这是非常积极肯定的教训，因此，一个工程结构体的事故尽管是悲剧性的，却永远不会是无用的。
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