據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，中國近10年來垮了50座橋。大橋的垮塌確實(shí)是因?yàn)槌d引起的么？如果是，那么是因?yàn)橹袊鴺蛄旱脑O(shè)計(jì)承重過低，還是超載太猖獗？
或許舉個(gè)例子完善一下就知道了，比如一個(gè)筷子，一根很多人都可以把它掰斷，一捆筷子，大家說肯定不容易斷，對(duì)吧？但是我想引入的是另外一個(gè)概念，軸載，軸距。軸載即路面設(shè)計(jì)時(shí)使用累計(jì)當(dāng)量軸次的概念。公路上行駛的車輛種類繁雜，不同車型和不同作用次數(shù)對(duì)路面影響不同，為方便路面設(shè)計(jì)，需將不同車型組合而成的混合交通量換算成某種統(tǒng)一軸載的當(dāng)量軸次。當(dāng)量軸次是按照路面損壞等效原則，將不同車型、不同軸載作用次數(shù)換算成與標(biāo)準(zhǔn)軸載BZZ-100相當(dāng)軸載作用次數(shù)。這種統(tǒng)一的軸載，稱為標(biāo)準(zhǔn)軸載。軸距就是輪子軸之間距離。
在哈爾濱那個(gè)事件摘點(diǎn)東西過來：“據(jù)了解，寶山寺白河橋設(shè)計(jì)承載標(biāo)準(zhǔn)為汽車－20級(jí)（6軸貨車車貨總重不超過55噸）。張文軍駕駛的貨車實(shí)際載重上限為31.5噸，而事發(fā)時(shí)車上裝的砂石高達(dá)145.5噸，超重110余噸。（此段前文引用）什么大一點(diǎn)的小貨車啊，SUV，轎車啊，橋面路面一天過個(gè)幾千幾百萬輛一點(diǎn)事都沒有，為什么？因?yàn)閷?duì)路面的作用實(shí)在是太小了，忽略不計(jì)，只要能過得了，就是一年24小時(shí)過都和擦灰塵一樣。但是，但是，但是，如果是大貨車，這個(gè)要命，這個(gè)要命，這個(gè)要命，這個(gè)如果超太多就像鍛壓機(jī)床切割金屬一樣，在作用的兩端有很強(qiáng)的剪切作用，一般來說是向著下方的作用力，很大很大，重力方向的，作用面又小，這個(gè)對(duì)路面有很大的破壞作用，一輛超載幾十噸的大貨車比幾千幾百萬小車同時(shí)過這個(gè)路面還嚴(yán)重（作用面非常小，破壞非常迅速），本來可以承受幾十年的結(jié)構(gòu)一下子就被集中破壞掉了，就算是很多很粗的筷子也禁不止你這樣的切割作用，就好比一顆扁豆放地球地面上，你不會(huì)看到地面下沉，你試著放一個(gè)中子核彈，一個(gè)黑洞？地面根本就承受不起，肯定往下塌，這是必須滴。
對(duì)于超載猖獗，運(yùn)費(fèi)高昂和橋梁設(shè)計(jì)問題之間的糾纏，我不想說太多，在此，引用馬克思曾說過的一句話：“資本如果有百分之五十的利潤，它就會(huì)鋌而走險(xiǎn)；如果有百分之百的利潤，它就敢踐踏人間一切法律；如果有百分之三百的利潤，它就敢犯下任何罪行，甚至冒著被絞死的危險(xiǎn)?！背d對(duì)于運(yùn)輸公司的利潤，是很大的！很大的！很大的！對(duì)橋的破壞也是很大的！很大的！很大的！
引用報(bào)告
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
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，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“有問題”。這些司機(jī)說，在運(yùn)輸繁忙的粵贛高速廣東境內(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?！澳憧偛荒茉谠O(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?！?/span>
此次事件發(fā)生后，不少現(xiàn)場群眾質(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？長達(dá)100多米的橋，只設(shè)計(jì)了兩個(gè)橋墩是否合理？
專家說
“說垮塌比較合適，不是斷裂”
“說垮塌比較合適，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，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，從發(fā)來的照片和資料看，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
單成林稱，橋梁事故一般是它的“梁”挪下來了，斷裂現(xiàn)象比較少。分為混凝土斷裂和鋼筋斷裂兩大類?！耙话闶腔炷翑嗔眩绻摻疃紨嗔?，就比較嚴(yán)重。”高速公路橋梁按照公路一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，通俗來說，即用等待貨載量來代替實(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。“打比方，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，這是從理論上來講?！叭绻麡蛄罕旧碛胁。赡苓B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，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。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。單成林強(qiáng)調(diào)，4輛貨車的行駛間距情況也需格外注意。“如果是集中在一起，比分散行駛，危險(xiǎn)性要大很多?！?/span>
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?！眴纬闪终f，如果設(shè)計(jì)規(guī)范，質(zhì)量很好，且沒有超過設(shè)計(jì)荷載，按正常交通量，使用時(shí)間是100年的壽命。他說，如果橋梁本身存在質(zhì)量問題，或者超過設(shè)計(jì)貨載，則得視損傷程度看。
單成林說，一座橋梁要通過，首先設(shè)計(jì)上要滿足規(guī)定要求，施工是否符合要求，則主要通過竣工驗(yàn)收來確定?！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)通過則通過驗(yàn)收。“這需要所有的檢測，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?！眴纬闪终f，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告訴南都記者，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，該教授向南都記者做了詳細(xì)分析。他說，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，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也沒有斷的原因。
該教授繼續(xù)解釋說，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?！皬澋貌粎柡r(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?！?/span>
因此，在他看來，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，近年來采用獨(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?！鞍凑招∥灰萍俣?，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?！?/span>
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，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，近年來這種事故多次發(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，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，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，所以并不一定是“豆腐渣”工程，而是工程設(shè)計(jì)界的認(rèn)知問題。
至于解決辦法，最簡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)將來中國會(huì)走這條路?！皩?duì)于設(shè)計(jì)者來說沒有一個(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題?！痹摻淌谡f。
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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