无锡 312 国道高架侧翻,为何说工程问题要排在最后?

作者:许和平(知乎)授权转载

高架并不是垮塌,而是倾覆。换而言之,桥不是被压垮的,而是被压翻的,这是近些年来非常常见的事故,例如12年哈尔滨大桥的测倾(准确来说应该是倾覆)事故和16年上海中环的桥梁侧倾(倾覆)。

车辆在桥面正中心时桥梁是稳定的这类事故的原理是超重车辆沿着单侧行驶,导致桥面弯矩过大,俗称失去重心,引起侧翻。我们可以做一个简单的实验。我们假设桌面上的两瓶饮料是桥墩,上面的书本是桥面,最上面的饮料是车辆。原来我们把车辆位于桥面的中心线上时,整个结构是非常稳定的。但随着我逐渐把车辆移动到桥梁的边缘,桥面就侧翻倾覆了。

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当然,简单地把这起事故归咎于车辆超载是不负责任的也解决不了问题。这类事故近些年的频发有以下几个方面的原因:

从桥梁从业者的角度讲,早期的设计规范大都借鉴国外的经验,但全世界没有哪个国家有国内这么严重的超载问题,如果车辆不超载桥梁的侧倾失稳要比纵向垮塌几率小得多。因此国内外规范都更偏重于防止桥面的纵向受力,对于桥梁的横向失稳倾覆问题规范中没有明确的验算要求。再加上为了减少桥梁对于地面用地的占用,大部分类似高架桥梁采用了独柱墩而不是双柱+盖梁的形式,双柱墩的桥梁抗倾覆能力要比单柱墩强很多。

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独柱墩,如果车辆靠桥面一侧行驶桥面下是没有支撑的,桥面很容易倾覆500

双柱墩的抗倾覆能力要好很多,占用地面的面积更大,因此早区市区高架较少采用

但是这个问题是正在好转的,因为业界已经意识到了这个问题,以后的城市高架桥梁应该都会采用双柱桥墩,但是对于已有的独柱墩改造是个难题,目前同济大学有关于独柱墩加装挡块防止倾覆的博士论文,但我暂时还没看到,如果以后看到论文了再来更新答案。

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我和设计院的同学交流对此事的看法

2. 另外一个原因是由于市场竞争因素,现有的重载货车如果不超载很难盈利。这在如今去产能,制造业萧条的情况下,想提高货运行业的收入杜绝超载现象是非常难的。


3. 最后是有关部门长期以来以罚代管,对于超载货车罚款后继续放行,导致这些桥梁杀手为害四方。大量常见的重载货车如渣土车等,往往有黑社会背景,这使得车辆超载的管理更加困难。很多侧倾的桥梁本来不应该出现重载货车,但监管形同虚设,例如上海中环线桥梁侧倾事故,重载货车本来是不允许上高架的,但是事发时桥面上出现了超载数倍的运桩车。事后追责也只是对涉嫌交通肇事的上海建景物流负责人邹某国、驾驶员李某权、李某大、运输调度员赵某山、油管员郭某海等5人予以刑事拘留。上海如此,全国各地对于超载的监管可想而知。

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中环线侧倾事件

总结来说,这是一起近些来非常常见的由于超载引发的桥梁侧翻事故,这类事故的背后有市场问题,有制度问题,工程问题是排在最后的。毕竟当初制定规范时无法预测到数十年后严重的超载现象,这是时代局限性决定的。从工程角度解决问题是成本最高的,但从市场和制度的症结来看,也许多花钱把单柱墩改成双柱墩才是真正有可能解决问题的办法。

另外一个,大家很感兴趣的是这次事故和台湾近期事故的对比。个人认为,无论是从桥的重要性,还是从暴露问题的严重程度,两者都是不可相提并论的。

无锡这次垮塌的桥是一座跨度二十多米的高架简支梁桥(感谢指正,应该是连续梁桥),台湾是一座140多米的拱桥。前者是一个很普通的工程,相当于一座普通的三层洋房,后者则是一个地区的重点标志工程,肯定是进行了详细的安全性研究和重点审查。

无锡事故的伤亡更少,事后想要重建也更为容易,重新把梁架上去就好,台湾的拱桥没个两三年无法修复,这还是按照大陆的施工速度。桥梁侧倾问题在国内这些年频繁发生,因为设计时普遍存在类似缺陷,业界也有心理准备,属于“不是国军无能,实属共军狡猾”。

而台湾的问题要严重得多,是主要受力构件的强度破坏,熟悉土木工程的人应该知道这是一个多么恐怖的概念,因为强度要求是最容易满足的。连强度要求都无法满足,这座桥梁的质量问题无法想象。事后的新闻来看,国内最多15年一换的吊杆,而对岸竟然20多年没有更换吊杆,进行的大修和检测也是敷衍了事(一座桥只给3000元人民币的预算进行检测,结果还被分包给第三方,实际一座桥只有800元人民币)。

总之,无锡的事故是大陆工程界在一次做作业的时候,碰到超纲题不会做。台湾的事故,那就是高考连古诗文默写都不会做了。

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