銀橋倒塌（1967 年）：從眼桿的小裂縫開始的脆性破壞
1967年12月15日傍晚，美國俄亥俄河上的 35 號國道橋（銀橋）倒塌，46 人死亡。倒塌始於吊起橋梁的鏈條中的一根眼桿（兩端有眼孔的桿件）在眼孔部位斷裂。斷裂的起點有一條約 40 年間因應力腐蝕等形成、深度不到約 3 mm 的小裂縫。
發生了什麼
- 日期
- 1967年12月15日 下午5時左右（美國東部標準時間）
- 地點
- 美國西維吉尼亞州波因特普萊森特與俄亥俄州卡瑙加之間，跨越俄亥俄河的 35 號國道橋
- 結構
- 以眼桿鏈條吊起的吊橋。1927 年設計，1928 年通車。鏈條的每一節由 2 根經熱處理的 2×12 英寸桿件組成
- 傷亡
- 橋上 37 輛車中有 31 輛隨橋墜落，46 人死亡，9 人受傷
- 起點
- 俄亥俄側北鏈條接頭 C13N 的眼桿 330，眼孔的下側
- 調查
- 美國國家運輸安全委員會（NTSB）報告 NTSB-HAR-71-1、美國國家標準局（NBS）的金屬調查報告
事故經過與調查結論
倒塌發生在下午5時左右。根據 NTSB，北鏈條斷開之後，倒塌在約 1 分鐘內擴及整座橋。
NTSB 認定倒塌的原因，是接頭 C13N 的眼桿 330 眼孔下側發生的劈裂破壞。這個破壞是由於在約 40 年的使用期間，應力腐蝕與腐蝕疲勞的共同作用形成了臨界尺寸的裂縫。NTSB 指出，裂縫的位置無法以目視檢查，除非拆解接頭，否則以當時已知的任何檢查方法都無法發現。
從材料角度看原因的連鎖
眼桿的鋼是含約 0.6% 碳、除錳以外沒有明顯合金元素的碳鋼，經水淬火後在約 1150〜1200°F（約 620〜650℃）回火。
根據美國國家標準局（NBS）的金屬調查，眼孔下側的破壞，始於孔表面一條深度不到 1/8 英寸（約 3.2 mm）的既有裂縫。裂縫的起點都位於嚴重腐蝕的地方，附近也有許多與斷裂無關的裂縫，其中多數被氧化物填滿，顯示它們長期因拉伸應力而張開。眼孔的下側在沒有明顯塑性變形的情況下斷裂，上側隨後伴隨大的彎曲變形，因過大負荷而損壞。
大學的教材（英國開放大學）說明，眼桿的鋼在事故當晚接近冰點的溫度下韌性低，容易發生脆性破壞。韌性低時，即使是小裂縫也會成為臨界尺寸。每一節鏈條由 2 根桿件組成，1 根斷裂後，剩下的 1 根就從銷上脫落，沒有冗餘度的結構因而整體倒塌。
關於原因的看法：NTSB 認為使裂縫成長的是「應力腐蝕與腐蝕疲勞的共同作用」。另一方面，國家標準局報告的第 1 部分則指出，裂縫的性質與其他鋼的應力腐蝕裂縫相似，比起疲勞，應是由應力腐蝕造成。
從哪些線索查明了原因
- 眼孔的下側在沒有明顯塑性變形的情況下斷裂 斷裂處的變形: 幾乎沒有（碎片可以密合）
- 起點的破壞是劈裂破壞（NTSB） 破斷面與裂縫的外觀: 平坦而發亮的小面（劈裂）或河流花樣
- 起點有深度不到約 3 mm 的既有裂縫，附近的許多裂縫被氧化物填滿 破斷面與裂縫的外觀
- 眼桿鏈條吊著橋梁，一直承受拉伸負荷（大學的教材） 承受的負荷: 固定負荷（自重、內壓、鎖緊力等）
- 眼桿是經熱處理的碳鋼 材料: 一般碳鋼、低合金鋼
- 事故當晚的氣溫接近冰點（大學的教材） 使用溫度: 低溫（低於 0℃ 左右）
- 眼孔底部容易積水，拉伸殘留應力與腐蝕環境重疊（大學的教材） 周圍環境: 水、濕氣、結露
- 是使用了約 40 年的結構 損壞前的期間: 數年以上
以這些線索開啟診斷指引，最後的斷裂形態——脆性破壞會排在第一名，接著是氫脆與應力腐蝕破裂。只憑從外部看得到的線索無法區分這兩者，要調查起點的裂縫本身才能知道機制。在這起事故中，國家標準局的金屬調查指出，裂縫比起疲勞，應是由應力腐蝕造成。
事後改變的設計、標準與檢查
- 1968年8月23日的聯邦補助公路法，要求運輸部長訂定全國的橋梁檢查標準（檢查方法、最大間隔、檢查人員的資格）。
- 1971年4月27日，全國橋梁檢查標準（NBIS）成為法規，規定橋梁及其構件至少每 2 年檢查 1 次。
- 1988 年，增加了對具有斷裂關鍵構件（一個構件損壞就可能使橋梁倒塌的構件）之橋梁的檢查要求。
- NTSB 建議研究破壞的機制、將 1968 年法律的橋梁安全要求擴大到所有公路橋梁，以及提供修繕的聯邦補助。
可以學到的事
- 不只看最後脆性破壞的破斷面，還要調查起點小裂縫的機制（這起事故中為應力腐蝕等），才能知道原因。
- 在韌性低的材料中，即使是數 mm 的裂縫也可能致命。要同時以裂縫尺寸與韌性考慮安全。
- 在一個構件損壞就會使整體倒塌、沒有冗餘度的結構中，小裂縫也不能忽視。
- 無法目視檢查之處的損傷，即使增加檢查次數也找不到。做成可以檢查的形狀，也是設計的一部分。
- 在設計的 1927 年，人們並不知道這類橋梁材料會在鄉間大氣般的環境中發生應力腐蝕或腐蝕疲勞。老舊的結構物需要以新的知識重新評估。