金治富
(中国人民公安大学交通管理学院,北京 102623,中国)
桥梁通行安全事故的多数原因是桥梁通行管理工作中的缺失造成的。桥梁通行安全事故,可以分为正常使用状态下的安全事故,和非正常使用状态下的安全事故。一般地,正常使用状态的桥梁安全事故,主要是桥梁设计与施工、定期安全检测以及日常养护存在瑕疵所致,而非正常使用状态下的桥梁安全事故更多的是归咎于使用不当所致。非正常使用状态下的桥梁通行安全事故就是指当车辆装载严重超过桥梁通行限制的情形下,造成桥梁的坍塌、倾覆或破坏,以及墩柱的倒塌或折断。特别是,从2012至2021的10年间,国内先后发生三次特别重大的桥梁通行安全事故:哈尔滨市三环路群力高架桥洪湖路上行匝道桥倾覆事故、无锡市312国道锡港路上跨桥倾覆事故、鄂州市武黄高速和大广高速花湖互通D匝道桥倾覆事故。这三起桥梁通行安全事故的共同特征是车辆装载严重超过(独墩柱)匝道桥梁的承载能力,且行驶轨迹严重偏离匝道桥结构中心线,致使(独墩柱)桥梁失去横向稳定性,从而导致桥梁及其桥面车辆倾覆。结合这三起案例,桥梁通行安全事故究其原因主要有以下几点:超限/超载车辆违反通行审批的区域、路线、时间或速度随意通行所致;超限/超载车辆未经审批违法随意通行所致;确保桥梁通行安全的禁令性标志系统不健全;超限/超载运输车辆实时动态监管体系存在缺失;缺乏专门的桥梁通行安全保障机制。
本文主要从超限/超载运输车辆桥梁通行管理方面,探讨一下如何有效地防范桥梁安全事件的发生。
超限/超载运输车辆超过正常车辆通行所应具备的宽度、高度、长度、总重量或轴重等限制,不仅严重影响道路通行安全,还会造成道路、桥梁不同程度的损伤,甚至造成破坏。因此,超限/超载运输车辆出行前,必须经过严格的审批程序,获得许可后才能在指定时间和路线上通行。选择的通行线路时,超限/超载运输车辆是以OD过程为前提,基于路网规模和路线密度,通行路线的选择性也不同。基于路网规模和路线密度越小(如县域公路网),通行路线的选择性越弱。相反,路网规模和路线密度越大(如跨省公路网),通行路线的选择性越强。从货主的经济利益考虑,为了减少运输费用,会选择距离最短路径,但这些路径,不一定满足其通行要求,有的会铤而走险。这样做,通常会造成道路基础设施,特别是桥梁的严重损伤或损坏,有时还会造成桥梁断裂、坍塌或倾覆等安全事故。从路政管理或公路安全保护角度来讲,通常着眼于保护桥梁等道路基础设施安全的角度,应当以道路基础设施损伤最小的原则对申请路线进行审核。对于超限/超载运输车辆所经管辖区域应当实现联合审批,启动跨辖区相互协调机制。为了便民利民,审批通行线路时,应当注意平衡公共利益与货主或承运人的利益。
基于道路数字化工程以及电子政务行政审批模式,超限超载车辆许可证的发放逐渐从人工审核过渡到智能化的超限/超载自动许可系统。该系统具有准确、内部周转时间短、工作人员负担小、人工非法干预小等优点。超限/超载自动许可系统是一套软件系统,用户通过登陆界面输入超限/超载车辆OD过程、车辆及其装载信息,系统自动生成出行路径(附有电子路线地图以及关键信息提示),并签发电子版通行许可证。该系统将依托地理信息系统,并与道路基础设施信息(通常是指超限/超载车辆通行的物理限制条件,如OD关联路网的各条道路的路面等级、横纵断面特征,桥梁、隧道、涵洞等通行限制条件)、天气预报信息、道路施工以及日常养护活动、大型活动以及路线管控活动、运输公司信息等各种限制条件数据库相关联。
如果利用以往超限/超载车辆通行路径数据,并基于不同车辆总质量以及车辆装载的外廓尺寸绘制一系列热点地图,形成一整套的通行路径预选数据库,会使审批流程快捷化。例如,美国堪萨斯州交通厅开发了一套被称作“堪萨斯卡车路径选择与智能许可系统(K-TRIPS)”自动许可系统,可为超限/超载货车签发通行许可证。同时,基于ArcGIS工具,利用该系统四年(2014-2017年)的数据,开发了一系列超限/超载运输车辆同通行路线热点地图,不但可以使超限/超载卡车在整个堪萨斯州的使用路径可视化,而且还可以为以后的超限/超载运输车辆通行路径的选择作为重要选项。
桥梁在超限/超载车辆通行限制评估过程中是最为关键的。一个桥梁可能会造成重量、高度或宽度的通行限制。桥梁通行许可,不仅需要知道每个桥梁的最大承载能力和净空,而且需要桥梁在道路网中的位置以及桥梁与车行道之间的关联类型。为了对桥梁进行正确的评价,还需要知道车行道是在桥上还是在桥下。每个桥梁要求的基础数据如下:桥梁识别码、桥梁地址(在路网中的路段识别码以及距离路段起点的距离,或者是基准点位置)、超限/超载车辆是在桥上还是桥下通行、垂直净空与横向净空、桥梁限重标志标示值以及最大车重等级。也就是说,桥梁通行限制条件数据库是基于超限/超载运输车辆的可能通行路径来建立的。当某一路径得到选择,那么桥梁限制通行条件仅限于在该路径上的桥梁相关参数。
大件运输车辆的非常规外廓尺寸以及车货总质量,往往对现有道路空间,特别是桥梁承载能力构成挑战。我们知道,绝大多数公路桥梁最大允许车辆荷载是49吨,桥梁前设置限重标志标示值也是49吨。那么对于车货总质量超过49吨50%、100%、200%,甚至更高的情形,怎样判断该桥梁是否可以通行呢?这是一个至关重要的问题。
在大件运输的备选路线上,往往桥梁众多,而且需要对每一座桥梁都要进行科学、严谨的通过安全评估。如果没有采取适当的方法,很大程度上会影响到大件运输车辆通行行政审批的工作效率,直接影响到行政审批的时间。在政府行政审批“放管服”改革的大潮下, 提高行政审批效率、简化行政审批流程、缩短行政审批时间,是交通运输安全管理领域的一个客观要求。邢文榜在“大件运输中桥梁通过性快速评定方法研究”一文中介绍了五种国内外桥梁承载能力快速评定方法,探讨了这五种方法在大件运输通过性快速评定工作中的适用性,并提出了基于小荷载试验与有限元分析的桥梁通过性快速评定方法并对其可行性进行了分析。
另一个非常实用的快速评定方法是建立在以桥梁动态称重系统为主体,通过配套安装车辆外廓尺寸监测系统以及视频车辆检测系统可以合成一个桥梁超限/超载车辆实时监测系统的基础之上的。该系统不但可以实施采集并显示通行于该桥梁上的超限/超载车辆信息,还可以基于动态称重系统中的应变传感器来获得移动荷载下的桥梁挠度变量。例如,斯洛文尼亚等国的动态称重系统,既可以获取超限/超载车辆通行数据(轴荷、车辆总质量、轴距、速度、车辆类别、行驶车道以及通行时间和日期等),还可以直接测量与监测桥梁的承载能力和交通荷载,从而获得桥梁结构与安全评估中不可缺少的交通荷载数据和结构数据(为确定影响线、荷载分布系数和动态放大系数提供支撑)。该方法不但简单实用,而且评估结果的可信度高。
总质量高达几百吨的一辆超限/超载车辆,确定是否能够在预定通行路线上的所有桥梁安全通过,是一个非常严肃的事情。而且,桥梁安全评价方法很多,不同的专家在不同的数据支撑与科学思想下对方法选择上会有所侧重。但是,任何一种方法不仅在理论上是可行的,还应当通过实践或试验的检验。因此,需要使桥梁通过性或安全评估工作规范化,特别是针对大件运输的桥梁安全评估,应当制订相应的行业标准、编制指导手册等。
在桥梁安全评估工作规范化的基础上,使桥梁安全评估系统智能化是大趋势。目前,我国有些省份已经开发并使用了大件运输桥梁智能评估系统以及大件运输通道桥梁数据库,并且取得良好的运用效果。再有,桥梁通行安全评估的智能化也是开发并运用智能超限/超载运输车辆许可系统的必然要求。
为超限运输车辆提供专业化引导与护送服务,可以有效地避免超限运输车辆在路线或行驶轨迹选择的随意性、盲目性和冒险性,从而有效地保护道路基础设施。具体来讲,专业化引导服务有如下作用:
(1)可以确保超限车辆在事先规定的时间段、区间段和路线上通行,从而有效避免超限车辆不按规定时间、区间和路线通行的现象。
(2)根据超限车辆运行特征、道路横纵断面特征、桥梁承载能力、隧道通行条件与影响等因素,选择合理的通行速度和通行轨迹;
(3)专业引导车辆可以安装超限车辆车载道路信息查询与引导系统,为超限车辆选择合理的道路通行空间或通过轨迹提供精细化的引导服务。同时,公路管理部门利用道路运输动态监控平台,可以在线实时监控超限车辆运行状态,或向引导车辆发布指令。
当超限/超载运输车辆装载后外廓尺寸超过一定幅度或者总质量达到较大值时,除了提供引导服务以外,还应当提供护送方案。我国《超限运输车辆行驶公路管理规定》中明确,当车货总高度超过4.5米,或者总宽度超过3.75米,或者总长度超过28米,或者总质量超过100000千克,承运人应当提交护送方案,护送方案应当包含护送车辆配置方案、护送人员配备方案、护送路线情况说明、护送操作细则、异常情况处理等相关内容。也就是说,超限运输车辆的引导与护送任务主要是有运输公司来承担的。因此,作为专业从事大型物件运输的公司应当成立专门的引导与护送团队,全程负责超限运输车辆道路通行安全保障工作。
不过,系统的、可靠的、可应变的超限运输车辆道路通行服务保障体系应当由运输公司、路政管理部门(路产单位)、公安机关交通管理部门协同构建。沿线公路管理部门(道路产权单位)还应当进行接力式的、实时的现场监管,确保公路和桥梁的损伤降低到最低限度。另外,装载大型物件外廓尺寸的大件运输车辆往往占用更大的道路通行空间,直接对其他社会车辆通行造成影响。这时,沿线公安机关交通管理部门应当根据大件运输车辆通行空间要求以及通行速度等因素,合理、适时设定临时交通管控区间,即在该交通管控区间内禁止一切车辆和行人通行,一方面是为了大件运输车辆顺利通行提供有力的保障,一方面可切实保障社会车辆与行人的交通安全。
如果说合法的超限/超载运输是一个客观存在的、无法回避的问题,那么作为一个辖区公路规划与建设部门,就应当考虑超限/超载运输的客观需求,根据辖区产业布局以及大型物件的运输需求特征,专门规划建设适用于严重超限/超载运输车辆通行的专用走廊,使绝大多数超限/超载运输车辆利用这个专用走廊来完成这种特殊运输任务。当然,每个地区在规划建设专用走廊时,应当与相邻地区进行协调,使相邻地区的专用走廊与之无缝对接,最终在全省、全国形成能够满足超限/超载运输需求的超限超载车辆专用走廊网络。
规划建设超限/超载车辆专用走廊或将现有货运走廊进行改造,一般是以大型物件生产企业与使用集中地区,或者大型物件运输集散地(如港口等)为依托,根据最近几年超限/超载运输车辆路线选择特征,形成超限/超载热点线路图,基于这种热点线路图进行规划建设或改造,做到以需求为导向,从而做到科学决策。最终,不但使超限/超载运输车辆专用走廊“物尽其用”,而且大大提高道路基础设施对超限/超载运输车辆的服务能力。
规划建设超限/超载车辆专用走廊,可以大大简化行政审批流程(特别是桥梁评估、加固等环节,以及再选线、再评估),提高运输效能,有力保障企业生产的正常进行。对于超限/超载运输车辆的道路与桥梁通行管理,应以服务为主导,再配之以专业化、智能化的通行管理,可以有效地避免桥梁通行安全事故。
桥梁作为一种特殊的道路结构形式,其通行条件往往受到承载能力、通行空间以及技术状况的制约。通常,当桥梁满足非超限/超载车辆通行要求时,可以不设承载能力禁令标志(如轴重限制、总重量限制)、限高标志以及限宽标志等静态禁令标志。但是,由于在实际社会生产过程中客观上存在超限超载的运输需求,使得桥梁因其承载能力以及通行空间的限制,要么制约超限/超载车辆的通行路线选择,要么造成桥梁通行安全事故。从桥梁通行管理的系统性来说,所有桥梁都应当明确车辆通行时的限重、限高、限宽以及安全等级信息,一方面构建桥梁基本信息数据库(需要实时更新),并向社会开放,为运输公司提供查询服务。另一方面,对于每一座桥梁都应建立系统的桥梁禁令标志以及与之配套的大型提示标牌体系,能够让任何一个道路用户在接近该桥梁过程中,获得该桥梁的完整通行限制信息,做到有效防范桥梁通行安全事故。静态的桥梁禁令标志以及提示标牌体系的建设,特别适用于未经许可的非法超限/超载运输车辆,或者超限/超载运输车辆虽经许可但是私自改变通行路线的危险交通行为干预。
从前面提到的三起独墩柱桥梁倾覆事故案例可以看出,事故发生时车辆总质量均超过100吨,属于严重超限/超载。有的是单车总质量超过100吨,但同时存在两辆以上超重车辆跟随行驶的情形,有的是组合车辆的总质量超过100吨的情形。这里,我们可以把一辆车的车货总质量超过100吨的情形,界定为严重超载。桥梁倾覆通常是如下两个因素叠加的结果:一个因素是车辆严重超载、另一个因素是车辆在桥梁通行时严重偏离了桥梁结构中心线。因此,为了有效避免桥梁倾覆事件,既要关注桥梁承载能力,又要规范严重超载车辆的桥梁通行轨迹要求。根据上述案例反映出的问题,要有效避免桥梁倾覆事件的发生,一是控制桥梁上的交通荷载,既要控制组合车辆的车货总重量,又要控制在桥梁上跟随行驶的超载车辆数。在桥梁前端设置特殊禁令标志:超载车辆最大允许总质量禁令标志、超载车辆跟随行驶禁止标志(仅允许一辆严重超载车辆通行或者禁止2辆以上严重超载车辆通行的禁令标志)。与此同时,针对超载车辆严重偏离桥梁结构中心线问题,应在桥梁前端设置严重超载车辆行驶轨迹指示或限制类标志,要求所有严重超载车辆必须沿着桥梁结构中心线行驶。
对于不满足严重超载车辆通行条件的桥梁,除了在桥梁前端设置上述禁令标志外,还应当在该桥梁交通流上游路线上一定距离的道路出入口设置醒目的超载车辆限行提前告知标牌,对严重超载车辆提前分流。出入口间距较小的国省道,提前告知标牌应当至少在桥梁上游路线的两个出入口设置。出入口间距较大的高速公路,应当该桥梁上游最近的高速公路出口前端路段重复两次以上设置提前告知标牌(分别标注标牌设置地点与前方桥梁的距离);在该桥梁临近的高速公路入口处设置提前告知标牌,并在该入口交通流上游方向的交叉口相关进口道设置这种提前告知标牌。
超限/超载运输车辆在道路通行过程中,道路管理机构必须能够实施监控其运行过程或状态,积极履行监管职责,不能够完全依赖于道路运输企业的监控。超限/超载运输车辆通行监控系统,既要对超限车辆批准的通行时间或路线上进行通行状态的实施监控,也要对该车辆的运行状态进行全方位的实时监控。超限/超载车辆按照规定的通行时间和路线通行时,一旦出现违法行为,由监控平台工作人员以及现场执法人员进行及时的人工干预;一旦超限/超载车辆违反通行时间和通行线路的规定,该系统将自动报警。
由于省际收费站的撤销,有些超限车辆处于经济利益,申报的OD过程仅限于本辖区,而当进入高速公路后,往往随意超越申报辖区,违法在高速公路网上通行,由于驾驶人对于沿线桥梁(特别是单墩柱桥梁)承载能力以及相关安全技术状况不一定清楚,易盲目通行,最终造成桥梁坍塌或倾覆。鉴于此,撤销省际收费站之后,以省际公安交通管理卡口交通监控为依托,并进行功能强化(安装动态称重系统、车辆外廓尺寸自动检测系统、车辆自动分类检测系统等),专门针对超限车辆通行权限进行识别,并与现场道路交通执法力量相衔接。对于超限/超载车辆的违法通行行为进行实时干预;对超限/超载车辆的合法通行,由公安机关交通管理部门提供必要的服务保障或道路管控。
基于桥梁在道路网的位置特征以及桥梁结构特性,应当在桥梁上游路段一定距离以外安装动态称重系统,智能化识别超限/超载车辆,并通过路上电子信息板告知驾驶人,或者借助运输车辆动态监控系统车载终端,或者利用大数据技术向驾驶人报警。与此同时,针对超限/超载车辆的违法通行行为,可利用运输车辆动态监控系统的自动报警、指挥功能,实现与现场交通执法力量的应急响应联动,做到及时的人工干预。力争在不远的将来,通过构建系统化的、智能化的桥梁通行安全执法系统,对所有货运走廊桥梁通行车辆实时监控、实时执法,最终实现桥梁安全事件为“零”的目标。
针对超限/超载运输车辆建立多维度的通行管理体系,既可以提高对这类车辆的运输服务水平,还可以系统防范这类车辆的非法通行行为。第一,借助智能化的超限/超载运输车辆道路通行许可系统,一方面可以提高审批工作效率,促进审批工作的科学化、规范化、快速化,使承运人获得优质的服务。另一方面,还可以避免通行许可审批工作中出现“吃拿卡要”、审批工作不规范、审批工作流于形式等现象;第二,为超限/超载车辆建立专业化的引导与护送体系,通过引导或护送方案的规范化,既可以提供通行服务保障,又可以防止超限/超载车辆的随意更改通行线路、通行轨迹、通行时间和通行速度等冒险行为。第三,推进超限/超载运输专用走廊建设,满足绝大多数超限/超载车辆的通行需求,不但可以大幅度提高行政审批效率,而且还会减少道路基础设施(特别是桥梁)的损伤。第四,建立或完善桥梁禁令标志和提示标牌等路上信息系统,可以及时准确地防范冒险通行行为的发生;第五,建立全方位的超限/超载车辆监控体系,既可以实时监测合法超限/超载运输车辆的运行状态,又可以对非法通行的超限/超载车辆实现及时预警、及时干预。总之,从智能化建设、标准化建设和法制化建设等方面实现对超限/超载运输车辆的全方位通行管理,构建起密集的桥梁安全防控体系,桥梁安全事件是完全可以避免的。
哈尔滨市三环路群力高架桥洪湖路上行匝道桥倾覆事故。2012年8月24日发生的三环路群力高架桥洪湖路上行匝道倾覆事故,是一起由于车辆严重超载而导致匝道倾覆、车辆翻落至地面,造成3人死亡5人受伤的特大道路交通事故。8月24日5时许,由南向北驶入三环路群力高架桥洪湖路上行分离式匝道的4辆货车,在上行匝道同时集中靠右侧行驶,造成三环路群力高架桥洪湖路上行匝道向右(东)倾覆。经调查和实际称重,4台货车核载总量为102.135吨,实载总量为395.4吨,总超载为293.265吨,车货总重485.185吨。
无锡市312国道锡港路上跨桥倾覆事故。2019年10月10日18时10分许,江苏省无锡市312国道K135处、锡港路上跨桥发生桥面侧翻事故。经现场搜救确认,桥下共有3辆小车被压,其中一辆系停放车辆(无人,驾驶人已找到),另外2辆车上共有3人,已死亡。侧翻桥面上共有5辆车,其中3辆小车、2辆卡车。事故造成3人死亡,2人受伤。事故发生后,江苏省、无锡市启动了应急响应机制,全力开展事故救援处置工作。另据事故救援指挥部发布的信息,交通运输部专家组已赶赴现场指导事故调查,无锡市也已成立事故调查组。经初步分析,上跨桥侧翻系运输车辆超载所致。
鄂州市武黄高速和大广高速花湖互通D匝道桥倾覆事故。2021年12月18日15时36分许,湖北省鄂州市王边村境内的大广高速花湖互通D匝道(跨空匝道桥梁)发生侧翻事故。事故造成4人死亡、8人受伤。事发时,有4辆汽车坠落,其中3辆为大货车,最重的一辆大件运输货车达198吨,后面还有两辆货车在推,三车用连接杆相连,向前行驶。匝道侧翻时,198吨的大货车从中断成两截,其他车也跟着坠落。