背景
6月22日，粵贛高速公路城南互通C匝道橋“6·19”事故技術(shù)專家調(diào)查組召開第二次會(huì)議，認(rèn)為4輛失事貨車重量及運(yùn)行狀態(tài)對(duì)事故調(diào)查原因分析極其重要，須盡快查明失事車輛的準(zhǔn)確重量及運(yùn)行狀態(tài)。有專家認(rèn)為：該橋垮塌事件是幾輛大貨車同時(shí)嚴(yán)重超載，超過(guò)了設(shè)計(jì)上限所引起。
粵贛高速河源市境內(nèi)匝道橋梁發(fā)生斷裂并垮塌的示意圖
6月22日，粵贛高速公路城南互通C匝道橋“6·19”事故技術(shù)專家調(diào)查組召開第二次會(huì)議，認(rèn)為4輛失事貨車重量及運(yùn)行狀態(tài)對(duì)事故調(diào)查原因分析極其重要，須盡快查明失事車輛的準(zhǔn)確重量及運(yùn)行狀態(tài)。廣東省交通廳同時(shí)通報(bào)了4輛失事貨車的載重?cái)?shù)據(jù)，貨物重量分別為88.46噸、79.87噸、48.61噸、85.89噸，每輛車自重約為23噸。
經(jīng)第三方單位初步驗(yàn)算分析，因車輛荷載嚴(yán)重超過(guò)橋梁設(shè)計(jì)荷載，橋梁在事故超載車輛偏載作用下，主梁發(fā)生橫向傾斜，導(dǎo)致橋梁垮塌。具體的事故原因有待進(jìn)一步調(diào)查分析。
橋墩：兩墩折斷其中一支座飛出
會(huì)議上，事故技術(shù)專家調(diào)查組聽取了中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司《原橋梁設(shè)計(jì)復(fù)核驗(yàn)算及橋梁傾覆機(jī)理分析報(bào)告》、中鐵二院工程集團(tuán)有限公司《設(shè)計(jì)自查分析報(bào)告》、廣東省交通運(yùn)輸工程質(zhì)量監(jiān)督站《質(zhì)量狀況核查報(bào)告》。事故技術(shù)專家調(diào)查組認(rèn)為，4輛失事貨車重量及運(yùn)行狀態(tài)對(duì)事故調(diào)查原因分析極其重要，須盡快查明失事車輛的準(zhǔn)確重量及運(yùn)行狀態(tài)；同時(shí)，第三方單位及設(shè)計(jì)單位應(yīng)進(jìn)一步增加多工況的分析對(duì)比。
事故現(xiàn)場(chǎng)勘察顯示，事故中75米橋段垮塌，4輛重型貨車傾覆墜落，其中3輛側(cè)翻在橋左側(cè)，1輛右側(cè)翻在垮塌的橋面上。經(jīng)核查，2號(hào)獨(dú)柱墩高8 .5米，墩上梁端完好，5號(hào)橋臺(tái)高5.5米，事故造成3號(hào)、4號(hào)獨(dú)柱墩折斷，4號(hào)墩支座橫向擠壓飛出，橋梁上部箱梁橫向2號(hào)墩方向偏位2.9米、向5號(hào)橋臺(tái)方向偏位2.2米。
車重：三輛大貨車載重80噸左右
通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)收集貨車翻落瓷土稱重顯示：贛C K 4798貨物重量為88.46噸、贛C32631貨物重量為79.87噸、贛C U 2579貨物重量為48.61噸(因跌落水中，部分瓷土遇水流失)、粵PK 3767貨物重量為85.89噸，每臺(tái)車輛自重約為23噸。上述瓷土重量未考慮損耗，準(zhǔn)確總重量應(yīng)以相關(guān)調(diào)查部門提交的正式報(bào)告為準(zhǔn)。
專家說(shuō)
貨車同時(shí)嚴(yán)重超載，超設(shè)計(jì)上限
城南匝道引橋，是粵贛高速上一個(gè)按設(shè)計(jì)使用年限100年標(biāo)準(zhǔn)建造的出口，目前通車時(shí)間不到10年。但就這樣一個(gè)以“高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)”的匝道引橋，竟然在4輛貨車面前轟然塌下，這到底是“重量”還是“質(zhì)量”惹的禍？
在“城南匝道引橋”垮塌現(xiàn)場(chǎng)，廣東高速公路有限公司總工程師敖道朝初步勘察后介紹，這個(gè)匝道橋設(shè)計(jì)使用年限為100年。他認(rèn)為，該橋垮塌事件是幾輛大貨車同時(shí)嚴(yán)重超載，超過(guò)了設(shè)計(jì)上限所引起。
但一些常年行駛在粵贛高速的司機(jī)認(rèn)為，該匝道橋的質(zhì)量“有問(wèn)題”。這些司機(jī)說(shuō)，在運(yùn)輸繁忙的粵贛高速?gòu)V東境內(nèi)，出口匝道引橋上，大貨車緊密排列是常態(tài)。貨車要出匝道自然要慢行。“你總不能在設(shè)計(jì)上規(guī)定，要求幾輛貨車不能在同一時(shí)間待在匝道上吧。這樣一個(gè)高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的匝道橋就因?yàn)閹纵v超載貨車就塌了，也太不正常了?！?
此次事件發(fā)生后，不少現(xiàn)場(chǎng)群眾質(zhì)疑，橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建設(shè)質(zhì)量存在嚴(yán)重缺陷。例如匝道橋的兩個(gè)橋墩均建在沼澤地基上，是否牢固？長(zhǎng)達(dá)100多米的橋，只設(shè)計(jì)了兩個(gè)橋墩是否合理？
“說(shuō)垮塌比較合適，不是斷裂”
“說(shuō)垮塌比較合適，不是斷裂”。華南理工大學(xué)土木與交通學(xué)院橋梁教授單成林說(shuō)，從網(wǎng)上的圖片看，橋梁是整體墜落，該跨橋梁平面上有一些彎曲，屬半徑比較大的彎橋。他說(shuō)，從發(fā)來(lái)的照片和資料看，橋梁是從橋墩的連接部位落下的，并非從中間斷裂。
橋的“梁”被挪下來(lái)
單成林稱，橋梁事故一般是它的“梁”挪下來(lái)了，斷裂現(xiàn)象比較少。分為混凝土斷裂和鋼筋斷裂兩大類?！耙话闶腔炷翑嗔?，如果鋼筋都斷了，就比較嚴(yán)重?！备咚俟窐蛄喊凑展芬患?jí)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，通俗來(lái)說(shuō)，即用等待貨載量來(lái)代替實(shí)際載重量的一種設(shè)計(jì)方法。在設(shè)計(jì)中，橋梁的實(shí)際承受能力要大于等于設(shè)計(jì)荷重組合?！按虮确?，能挑100斤，設(shè)計(jì)要大于等于100斤，比如設(shè)計(jì)為120斤，但如果你挑150斤，可能會(huì)承受不了?！碑?dāng)然，這是從理論上來(lái)講。“如果橋梁本身有病，可能連挑80斤都困難。”
集中行車危險(xiǎn)性大
一個(gè)橋梁具體能荷重多少斤？單成林說(shuō)，其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是2004年前的規(guī)范，即汽車超20級(jí)，掛車120級(jí)。汽車超20級(jí)是指多輛車通過(guò)時(shí)，最重的汽車荷載55噸，允許其他次重的汽車作為車隊(duì)通過(guò)。但如果是掛車120級(jí)，則最多荷載120噸，且全橋只能允許一輛掛車通過(guò)。單成林強(qiáng)調(diào)，4輛貨車的行駛間距情況也需格外注意?！叭绻羌性谝黄穑确稚⑿旭?，危險(xiǎn)性要大很多。”
一座健康的橋梁壽命幾何？理論上，100年！“這個(gè)是世界難題，像給人算命，不好說(shuō)?！眴纬闪终f(shuō)，如果設(shè)計(jì)規(guī)范，質(zhì)量很好，且沒有超過(guò)設(shè)計(jì)荷載，按正常交通量，使用時(shí)間是100年的壽命。他說(shuō)，如果橋梁本身存在質(zhì)量問(wèn)題，或者超過(guò)設(shè)計(jì)貨載，則得視損傷程度看。
單成林說(shuō)，一座橋梁要通過(guò)，首先設(shè)計(jì)上要滿足規(guī)定要求，施工是否符合要求，則主要通過(guò)竣工驗(yàn)收來(lái)確定?！鞍ㄍ庥^，荷載實(shí)驗(yàn)等?！焙奢d實(shí)驗(yàn)時(shí)，會(huì)用裝滿重物的貨車開在上面，同時(shí)進(jìn)行加載，直到等于它的設(shè)計(jì)荷載重量，實(shí)驗(yàn)通過(guò)則通過(guò)驗(yàn)收?！斑@需要所有的檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都是真實(shí)，準(zhǔn)確，不能有虛假，才屬合格。”單成林說(shuō)，通常而言，驗(yàn)收單位由該行業(yè)交通廳下屬的質(zhì)量監(jiān)督站負(fù)責(zé)。
專家解析塌橋過(guò)程
同濟(jì)大學(xué)橋梁工程系專家分析，曲線橋獨(dú)柱墩設(shè)計(jì)存在小概率隱患，國(guó)內(nèi)車況復(fù)雜或增大事故概率。
6月19日凌晨，粵贛高速河源市境內(nèi)匝道橋梁發(fā)生斷裂并垮塌，4輛重載貨車掉落。發(fā)生垮塌的橋面長(zhǎng)約73米，含2個(gè)橋墩，橋墩間距約24米，垮塌橋面與地面的最大高度約11米。
同濟(jì)大學(xué)橋梁工程系一位不愿透露姓名的教授表示，此次高速公路橋梁倒塌原因，和2011年2月21日凌晨浙江上虞春暉立交橋坍塌類似。對(duì)于上虞塌橋事件，該教授曾在課題研究中做過(guò)研究，并形成了完整的課題報(bào)告。
獨(dú)柱墩難以約束扭矩
對(duì)于此次事件的具體原因，該教授做了詳細(xì)分析。他說(shuō)，對(duì)于連續(xù)的曲線橋，即呈一種曲線形狀的多跨梁橋，從理論上講所有橋墩都可以采用獨(dú)柱墩，一般在兩端的橋臺(tái)，設(shè)置能抵抗車輛沿橋梁一側(cè)行走產(chǎn)生偏載的抗扭支座，一般是兩個(gè)支座，中間支承柱可以采用獨(dú)柱橋墩。
粵贛高速這座橋和上虞春暉立交橋，中間都是采用的獨(dú)柱墩?！斑B續(xù)曲線橋中間采用獨(dú)柱墩，不但可以節(jié)省工程造價(jià)，還可以改善橋下視野，因此在立交的匝道中被廣泛采用。”他介紹說(shuō)，分析表明，主梁不會(huì)有因?yàn)樵O(shè)計(jì)獨(dú)柱墩而被壓斷的可能性，這也就是這座橋及上虞橋主梁從橋墩上掉下來(lái)也沒有斷的原因。
該教授繼續(xù)解釋說(shuō)，橋梁在彎曲不厲害也就是比較直時(shí)，中間采用獨(dú)柱墩與采用雙柱墩，汽車全走在一邊時(shí)是有明顯區(qū)別的。“彎得不厲害時(shí)，偏載的扭轉(zhuǎn)累積作用更大，如果中間都設(shè)獨(dú)柱墩，汽車偏載所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)作用大部分傳遞到兩端橋臺(tái)，所有中間孔的扭矩最終累積到梁端的雙支座上。較大的扭矩將使某一側(cè)的端支座產(chǎn)生上拔力，如沒有特殊措施，將使支座脫空?！?
因此，在他看來(lái)，在曲率半徑較大時(shí)不宜設(shè)計(jì)中間獨(dú)柱墩的多跨連續(xù)梁，尤其是在較寬的直橋上不應(yīng)設(shè)置多跨中間獨(dú)柱墩。這就是為什么70多米的橋，雖然中間有兩個(gè)橋墩，好像很穩(wěn)固，但是中間是獨(dú)柱墩，其實(shí)很容易側(cè)翻。
該教授進(jìn)一步分析說(shuō)，近年來(lái)采用獨(dú)柱墩的曲線橋時(shí)常發(fā)生側(cè)傾事故，其主要原因就是由于中間的獨(dú)柱不能約束扭矩，扭矩全部轉(zhuǎn)移到梁端致使一端支座脫空。“按照小位移假定，只要整個(gè)梁的重心沒有跑出任意兩個(gè)外圍橋墩間的連線，橋墩脫空并不會(huì)造成梁的側(cè)傾。但是，在偏心荷載作用下，主梁發(fā)生扭轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)角大到一定程度時(shí)，支反力的下滑分力將超過(guò)支座側(cè)向的約束能力，此時(shí)主梁就會(huì)下滑，同時(shí)水平分力還會(huì)將墩柱側(cè)向推倒，因此獨(dú)柱橋梁的橋墩需要專門進(jìn)行側(cè)向抗推驗(yàn)算?！?
粵贛高速這座橋與上虞春暉立交橋倒塌非常相似，這座橋也是中間的獨(dú)柱橋墩由于主梁很大的扭轉(zhuǎn)角而從側(cè)向被推倒了，所以梁就塌下來(lái)了。
公布真相推進(jìn)設(shè)計(jì)優(yōu)化
該教授對(duì)南都記者說(shuō)，對(duì)于獨(dú)柱墩的優(yōu)化設(shè)計(jì)是普遍認(rèn)識(shí)不足的問(wèn)題，大部分工程師還認(rèn)識(shí)不到橋墩最后會(huì)被從一側(cè)推倒。
在他看來(lái)，近年來(lái)這種事故多次發(fā)生，已經(jīng)讓大家逐步認(rèn)識(shí)到了這方面的問(wèn)題，但是由于事故真實(shí)原因很難完整公布，所以并不是所有人都知道。
該教授繼續(xù)解釋說(shuō)，有些車輛超載，再不按照規(guī)則行駛，許多大車或者超重車行駛在道路的一側(cè)，這種在原有的道路橋梁設(shè)計(jì)理論上是小概率事件，但在交通比較混亂的中國(guó)，概率就大大提升。
“許多大車行走在道路一側(cè)，中間的獨(dú)柱墩不能承擔(dān)過(guò)量的偏載，這就是普通人不理解為什么這么小跨度的橋會(huì)倒的原因。”該教授說(shuō)，所以并不一定是“豆腐渣”工程，而是工程設(shè)計(jì)界的認(rèn)知問(wèn)題。
至于解決辦法，最簡(jiǎn)單的就是中間不要設(shè)計(jì)獨(dú)柱墩，但這就會(huì)很大程度地提升工程造價(jià)，估計(jì)將來(lái)中國(guó)會(huì)走這條路?！皩?duì)于設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)沒有一個(gè)人愿意自己的橋倒，獨(dú)柱墩的設(shè)計(jì)是個(gè)技術(shù)難題，需要很多特殊考慮，如果不從體制上改變，單純靠提升技術(shù)很難從根本上解決問(wèn)題?！痹摻淌谡f(shuō)。
該教授認(rèn)為，正確的解決辦法應(yīng)該是，向社會(huì)公眾全面公布充分調(diào)查后的真實(shí)原因，接受社會(huì)的檢驗(yàn)，促使行業(yè)主管部門根據(jù)事故原因制定更加合理的設(shè)計(jì)規(guī)范，這樣，就能讓所有的工程師在以后的工程設(shè)計(jì)中更加科學(xué)設(shè)計(jì)，也讓不按規(guī)則開車的人懂得如何避免發(fā)生這樣的事故。
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