吴桐金
(中铁建设集团有限公司,北京100131)
国内近些年屡次发生桥梁坍塌事故,而且呈现出发生频率越来越高、生命财产损失越来越大的趋势。每次坍塌桥梁不仅造成巨大的财产损失,而且伴随着严重的人员伤亡,社会影响极大。为从历次桥梁坍塌事故中吸收教训,总结经验,避免类似事故的发生[1]~[3],本文对历次桥梁坍塌事故进行了简单的原因分类分析,在此基础上提出了相应的教训与启示,以便引起我国桥梁建设者的重视。
在对国内30余起桥梁坍塌事故成因进行分析基础上,认为造成我国目前桥梁坍塌事故频发的主要原因如下。
由于油价上涨,过路费偏高等原因致使公路运输行业利润空间严重降低,进而造成公路运输几乎均处于超载状态。超载虽然给运输带来了利润,但却给桥梁带来了坍塌的危险,典型因超载致使桥梁坍塌的事故如下[4][5]。
(1)2007年7月8日凌晨2时许,从山西长治市通往陕西省方面的309国道,位于临汾市河西龙寺村西的桥梁,被一辆满载超过80 t原煤的超载车压塌,如图1所示。
(2)2007年8月15日,一辆总重达183.2 t的货车经过208国道太原市小店区段东柳林桥,重压之下东柳林桥西半幅桥面整体垮塌。经计算该货车的超限运输比率为233.1%,实际载货量接近三个火车皮,如图2所示。
(3)2009年4月12日,河南漯河107国道澧河大桥在一辆主车重达96 t,挂车载货量约150 t,加上车身自重,总重约260吨的货车的重压下突然坍塌,如图3所示。
图1 龙寺村桥坍塌
图2 柳林桥坍塌
(4)2011年07月20日北京怀柔宝山寺白河桥在一辆载满砂石料的货车压塌。该桥1987年建成,为二类桥梁,设计荷载为汽车-20级,但压塌大桥的货车估算已达160 t,属于严重超载,如图12所示。
图3 澧河大桥坍塌
图4 白河桥坍塌
造成我国目前桥梁坍塌事故频发的另一个主要原因是施工质量存在严重缺陷。由于施工队伍参差不齐、招投标过程存在漏洞、低价中标、施工过程层层分包、违背客观规律盲目抢工期等造成在上个世纪90年代前后建成了一批残迹桥梁,多在运行8~15年内退化为危桥或坍塌。因存在典型施工质量问题而坍塌的桥梁有:
(1)2006年12月11日14点左右,顺义区潮白河支流——减河河道上的一座悬索桥在做静态承重试验时坍塌(如图5所示),10辆拉载沙土的测重卡车随桥坠落到河床上。该桥的坍塌总不能说是超载所为,如果不是设计的责任,那就只能是施工质量存在问题。
(2)2008年1月13日5时,232省道位于常州漕桥附近的运村大桥,西半幅突然坍塌(如图6所示),该桥跨度55 m,位于常州南部主干道。运村大桥当时的设计载货标准为汽车20 t,拖挂车100 t,设计使用年限50年。但从建成通车到突然塌桥,运村大桥实际使用时间还不足10年。据调查该桥是由常州市武进路劲常漕公路开发有限公司建造,于1995年开始设计建造,于1997年正式通车。该桥坍塌后残骸图片中很少看到钢筋露出,这就难免发生事故调查报告所说,该桥正常维护,事发前并没有任何征兆而突然坍塌了。
图5 减河大桥坍塌
图6 运村大桥坍塌
(3)2010年6月7日上午,连接塘沽与汉沽的彩虹桥路面出现坍塌。发生坍塌的是彩虹桥由汉沽方向开往塘沽方向的路面,塌陷面积长约9 m,宽2 m,如图7所示。从图中可以看到,此桥箱梁顶板厚度(正常值30 cm)+桥面防水层的厚度(正常值>6 cm)还不如沥青混凝土路面厚(正常值12 cm),这样的桥面怎能不坍塌。
(4)2011年7月15日凌晨,杭州钱江三桥辅桥主桥面右侧车道部分桥面突然塌落,如图8所示。据报警人员介绍,凌晨两时左右,当时他开着一辆浙C牌照的宝马车过桥,突然发现前方路面出现了约5~6 m的裂痕,于是赶紧打方向盘。虽然避开了裂缝,但是车子撞到了桥墩上,导致气囊打开,所幸人没受伤。不过,就在他侥幸避开后准备报警时,后面开来一辆大货车,则直接将桥面裂痕处压坍塌。1997年1月28日,钱江三桥通车,屡修屡坏,屡坏屡修成了武汉长江三桥的“常例”。
图7 彩虹桥路面坍塌
图8 钱江三桥辅桥坍塌
设计方案不合理,设计因素考虑不周全是造成部分桥梁坍塌的另一个原因。由于设计存在一定缺陷造成坍塌的桥梁有:
(1)2007年10月23日23时许,内蒙古自治区包头市民族东路高架桥桥面发生倾斜,行驶在桥上的两辆重型货车和一辆轿车随路面侧滑到桥底,造成桥下包环(绕城环线)铁路专用线中断,如图9所示。
(2)2012年8月24日早晨,哈尔滨一建成不足1年的明阳滩大桥引桥坍塌,4辆载重货车翻到桥下,造成3人死亡、5人受伤,如图10所示。
图9 民族东路高架桥坍塌
图10 哈尔滨阳明滩大桥坍塌
与以上两座桥梁坍塌类似的桥梁还有很多,因此一些桥梁的坍塌并不能简单地把责任推给施工单位,也不能简单地认为是超载所为,其中有很大程度是设计不合理造成的。特别是城市桥梁,为了过度追求美观,采用了较多的“花瓶”墩,独柱墩,使得桥梁的横向支点间距过小,抗横向倾覆能力不足,在外侧边道重载作用下发生侧翻坍塌在所难免。
国内外桥梁坍塌另一个主要原因是桥梁服役年龄比较长,而当时的设计荷载等级比较低,加之长期处于无人管理和维护状态,致使国内有很大一部分桥梁长期处在年久失修、超负荷运营、带病服役状态。桥梁的设计年限不管是50年还是100年,都不代表在设计使用年限内不发生任何损坏,不需要任何维修。正如人的寿命是80岁,不代表其死亡之前不需要看病,不需要打针吃药甚至动手术。如果能够对桥梁做到及时“体检”,进行合理的维护,更换相应的易损部件,并根据具体情况提出严格的运管措施,就不会发生如下悲剧。
(1)2009年6月29日,黑龙江省铁力市呼兰河大桥坍塌,造成4人死亡。该1973年建成的双曲拱桥,而当时的设计荷载只有汽-10,经调查一辆超载60t以上的大货车是造成超载的主要原因,如图12所示。
(2)2011年7月14日9时左右,福建南平市武夷山公馆斜拉大桥将近50 m左右的桥梁突然向下断裂坍塌,桥上一辆旅游大巴在事故中坠落,造成1人死亡,22人受伤(其中1人重伤)。如果桥梁管理部门能够及时发现失效的吊杆并进行及时更换,是完全可以避免这场悲剧的。
面对历次桥梁坍塌事故和血淋淋的教训,我们不能只针对具体桥梁坍塌个案展开相应的责任调查,更应该从相关事故中发现造成坍塌的根源,从中吸取教训,避免类似事故的发生。通过以上分析,在今后桥梁建设、设计、施工及管理过程中应注意如下问题。
(1)桥梁管理部门应该对其辖区的所有桥梁进行认真、细致的检查,在此基础上进行相应的维护和运营管理。
(2)进一步治理超载问题,从公路运输超载的源头进行解决,而不是简单的罚款。首先,只有运输的主体“车”有合理的利润,车才会在路上跑,“路”才能发挥效益。其次,要明确路是为车服务的,车的载重能力增强了,性能提高了,是否路的设计等级也应提高,以满足车的需求。
图11 彩虹桥路面坍塌
图12 呼兰河大桥坍塌
(3)尊重客观规律,避免政绩工程,避免献礼工程,避免超低价工程。给施工单位有合理的工期和利润空间,只有这样才能建出精品工程、优质工程、不朽工程。
(4)设计要全面考虑,方案要详细论证,不要舍本逐末,过度追求美学效果而牺牲了承载能力。
本文在对历次桥梁坍塌事故分析的基础上,从超载、施工质量、设计及运营管理角度对造成桥梁坍塌事故的成因进行了分析,并总结了相应的经验教训及今后桥梁建设、运营管理过程中的注意事项。分析认为,造成桥梁坍塌事故的原因不单纯是超载所致,其中也存在设计上的疏漏、事故质量的缺陷和桥梁运营管理的不当等原因。为避免类似事故的发生,要结合具体情况从不同的角度共同努力,不仅要建出强壮的桥梁,而且还有把桥梁保养好。
[1] 张文学.预应力混凝土连续箱梁局部应力分析及拉-压杆设计[D].同济大学,2005
[2] 郑皆连.我国公路桥梁安全状况及对策[J].西部交通科技,2007,2(5):15-17
[3] 徐洪涛,郭国忠,蒲焕玲,等.我国近年来桥梁事故发生的原因与教训[J]. 中国安全科学学报,2007,17(11):90-95
[4] JTG D62-2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S]
[5] JTG D60-2004公路桥涵设计通用规范[S]