号脉桥梁安全

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  2013年7月19日,世界最长最宽的多塔斜拉桥——嘉绍大桥正式通车。这是绍兴历史上规模最大的基础设施建设工程,也是浙江省又一座世界级桥梁,更是世界上第一座建在“强潮区”的大桥,主桥连续跨度世界最长。
  2013年10月28日,江西省福银高速公路九江长江二桥建成通车。大桥主跨跨径818米,居目前世界已建和在建同类桥梁的第七位,堪称世界级桥梁,南塔基础施工突破了长江防洪大堤桥梁基础施工的“禁区”,北塔深水基础施工中双壁整体式钢吊箱施工创国内多项之最,超宽混凝土箱梁施工结构形式为国内首创……
  桥梁,已成为国家综合实力的重要体现。
  中铁大桥局集团公司董事长刘子明曾在接受采访时说过,我国桥梁建设经历了从新中国成立以后至改革开放以前的起步阶段,经历了1978年至1990年末的快速发展阶段,如今我国正在从建桥大国向建桥强国迈进。
  中国工程院院士、我国著名的桥梁及结构工程专家项海帆也曾说:“进入21世纪以后,中国桥梁建设又迎来一个新高潮,上海东海大桥建设拉开了中国建设跨海长桥的序幕;苏通大桥和上海卢浦大桥给中国桥梁界冲击超千米斜拉桥和拱桥的纪录提供了机会;上海崇明隧桥工程中的亮点是成功地采用连续结合梁以避免钢箱梁桥面铺装的耐久性问题;而舟山连岛工程的西堠门大桥则面临着抗风的难题。”
  “世界上第一座”“世界桥梁”“国内首创”……在不断攻关克难,努力创新的时候,在接收国际桥梁界的褒奖,展望美好未来的时候,我们是否应该停下来,思考一下,回头看看那些被湮没在荣誉中不堪回首,并且仍在继续上演的一幕幕惨剧。
  2007年6月15日,九江大桥引桥因船撞断桥墩导致4孔50米连梁塌下。2007年8月13日,湖南凤凰县沱江大桥发生整体坍塌事故。2011年7月12日,武汉黄陂一座新建未通车的高架桥被发现引桥严重开裂。2012年8月24日,哈尔滨阳明滩大桥引桥发生坍塌……
  常说人不应该活在回忆中,但忘记历史却意味着背叛。“吃一堑长一智”,建桥与塌桥似乎如影相随,吃了一堑未长一智,那历史还将会不断重演。
  桥梁设计寿命未尽,成危桥
  “S316省道郑密路王寨河桥存在严重交通安全隐患。目前,该桥已经断行,请过往车辆绕行郑少高速或者从国道107通过。”这是2012年5月8日的一则新闻。新闻中所说的王寨河桥建于1991年8月,桥长54米,桥面宽16. 5米,是一座预弯顶应力桥。至于文中所说的安全隐患是指“该桥第一道伸缩缝右侧混凝土碎裂脱落形成约1平方米的漏洞,桥面严重龟裂,梁板及台帽出现裂缝;右侧两个桥台上部侧面构件碎裂;0号桥台上部出现纵向裂缝。”事件发生后,郑州市公路管理局相关负责人表示:“造成大桥毁坏的主要原因可能是新密境内近些年超载车辆过多造成的。”
  此报道一出,引来了社会各界的纷纷热议,“设计寿命50年,建成20年成危桥”,是超载还是质量问题呢?
  桥梁的使用寿命是根据现行规范标准和桥梁建造质量而确定的,它是指桥梁从竣工到出现不安全状况的时间。换句话说,使用寿命关系到设计时取各种荷载的基准期,比如使用寿命为50年,那么在这50年中,大桥既要担负日常的工作,还要抵抗住地震、洪水等自然灾害的侵袭。但是此中所说的寿命不是说到了时间桥梁就会倒塌,而是主要构件都需要大修了。
  可实际上大部分桥梁的使用寿命并没有达到设计使用年限的要求。桥梁使用寿命小于设计使用年限原因有多方面,其中包含设计规范的局限性、轻视了正常使用极限状态设计、桥梁施工质量不达标、超负荷使用以及桥梁运营期养护不当等众多原因。
  众所周知,钱塘江大桥于1937年9月26日建成通车,从建成至今,钱塘江大桥被炸过多次,又几度在战火中涅槃重生,但大桥至今也没有进行过技术上的大修。2000年一次维修是规模最大的,也仅仅是更换了公路桥的桥面板。
  对于钱塘江大桥“坚强”之谜,桥梁专家、西南交通大学土木工程学院郑凯锋教授表示,“能够屹立至今,茅以升先生精湛的设计和当时严谨的施工功不可没。这座桥的设计非常出色。”
  以大桥的15个桥墩为例,它们在战争年代都曾遭受过轰炸。有两三个墩伤害比较重,一些桥的部件当时被炸掉进了江里,但由于能够替换,所以桥梁能继续维持使用。另外,“当时国力、设备都不行,但仍能造出如此精品,茅老的认真精神恐怕是当前社会十分需要的。”
  此外,在郑教授看来,要让钱塘江大桥继续坚强,科学的管理制度必不可少。大桥坍塌,“‘质量’不应被片面理解为施工质量,勘查、设计、管理养护以及政府的执行力,都是一座桥质量的一部分。”
  钱塘江大桥当初的设计寿命仅为50年,而今都在超期服役,却仍然“坚强”。为什么王寨河桥20年后就成了危桥?如果说事件背后不存在设计和质量问题,恐怕难以有个令人信服的合理解释。
  有桥恍同无桥
  九江大桥是325国道上的一座特大型桥梁,位于广东省南海市九江镇与江门鹤山市之间,跨越珠江水系西江主干流。桥梁全长1675.2米,桥面宽16米,其中主跨为2×160米独塔斜拉桥,采用塔、梁、墩固结体系,塔高80米(自桥面起)。此桥于1985年9月开工,1988年6月正式建成通车。
  2007年6月15日凌晨5时10分,一艘佛山籍运沙船偏离主航道航行撞击九江大桥桥墩后,导致桥面坍塌约200米。这就是“九江大桥6·15船撞桥断事故”,也称为“九江大桥事件”。
  专家评估组认为,九江大桥坍塌事故“与大桥本身的设计和质量无关”。尽管专家组中外省专家超过半数,但他们的结论还是受到了公众的质疑。
  面对这起被称为“新中国成立以来最严重的船撞桥”事件,不仅要分析该工程的问题,如何防范悲剧再度发生更是关键。
  九江大桥所横跨的西江,航运非常繁忙,而九江大桥当时决定采取的设计方案是“多桥墩式”的,显然,这么多桥墩伫立在繁忙的水道上,不仅有碍通航,而且很容易引发事故。但遗憾的是,1984年设计九江大桥时,专家虽然提出了减少桥墩的方案,但是由于该方案造价贵了1000多万元,所以未被采用。还有另外一点需要指出,多桥墩设计还会造成阻水、冲刷严重,使位于水下的桥墩暴露出来,影响桥梁的稳定性。   可见,九江大桥设计也许对于大桥本身质量并没有影响,却增加了额外的安全风险,说当初的设计没有缺陷,多少有些武断。
  专家组却称:“通航孔和非通航孔的承受力在全世界都是难点问题……肯定会撞,但是从桥梁上找问题来解决撞击问题是不可能的。解决事件发生的概率,才是用来防止事故的最佳方法。”这样的解释也难以服众。既然是“肯定会撞”的“不怕一万就怕万一”的问题,这个“万一”总是很难防范。以不变应万变的唯一办法就是提高桥梁自身的抗撞击能力。
  九江大桥通航孔桥墩的防撞击力为1200吨,可受撞击的桥墩的防撞能力仅为40吨,如果九江大桥当初启动了“防撞工程”,也应该是规避安全风险的良策。
  我国桥梁专家茅以升曾说过这样一番中肯的话:“桥是路的一部分,没有路,就没有桥。桥和路不但要为陆上运输而合作,它们还要为水上运输而合作。因为过河的桥,下面要走船,水涨船高,不但桥要造得高,而且路也要跟着高。桥在过河的地位上要服从路,路在两岸的高度上,就要迁就桥。不论行车或者走船,总不要因为过桥而使人感到不适,或是激烈震动,或是骤然改变方向,使桥形成一个‘关’。如果车在桥上走,船在桥下过,如同河上没有桥一样。有桥恍同无桥,这种桥就算是造得真好了。”
  今天的桥,是为了满足明天的需要
  “‘当代桥梁必定会被记入中国桥梁史’的评价”,那么这些“塌桥”的事件也必定会载入史册。虽说科学不可能认识到终点,但在科学的道路上,我们可以根据以往暴露出的问题来对不够谨慎的规范加以纠正,并在未来的实践中得到更好的验证。
  回顾近20年,我国的河道、航运、汛情的确发生了较大变化,一些早期建设的桥梁已不能适应当前通航条件的改变,这些因素给桥梁建设与改造带来了巨大的困难。但这些因素不应该、也不能成为桥梁坍塌事故发生的借口。
  武汉长江大桥是新中国成立后在“天堑”长江上修建的第一座大桥,也是古往今来,长江上的第一座大桥,是我国第一座复线铁路、公路两用桥(桥下可通万吨巨轮)。大桥将武汉三镇连为一体,极大地促进了武汉的发展。从全国的宏观角度来看,大桥的意义更是在于将京广铁路连接起来,使得长江南北的铁路运输通畅起来。
  武汉长江大桥凝聚着设计者匠心独运的机智和建设者们精湛的技艺。8个巨型桥墩矗立在大江之中,米字形桁架与菱格带副竖杆使巨大的钢梁透出一派清秀的气象;35米高的桥台耸立在两岸,给大桥增添了雄伟气势。大桥从晴川阁、龟山、莲花湖、龟山电视塔、古琴台到蛇山、黄鹤楼、首义园、彭刘杨路,绵亘连接,相得益彰,组成一片宏大连绵、美丽动人的景点群。它是长江上一道亮丽的风景,是一座历史丰碑。
  50多年来,历经风雨沧桑的武汉长江大桥,巍然挺立大江之上,肩负着每分钟60多辆汽车、每6分钟一列火车通过的荷载,经受了无数次洪水、大风的洗礼,更承受了七十多次碰撞事故的考验,依然雄风不减、傲立于涛涛江水之上。
  “桥既然是路的一部分,它必须要担当起路的一切任务,而不限制路的作用。交通运输在不断地发展,路上通过的车辆一定越来越多,越来越重,越来越快。因此,路必须随着交通运输的发展而不断地翻修改造。桥的结构比路复杂得多,它不能随时翻造。所以造桥就要比修路‘先行一步’。也就是说:今天我们造桥,比起修路来,要更多地考虑到明天,使它能满足明天的需要。”——茅以升
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