公路工程結(jié)構(gòu)安全問題的警示與思考
浙江省公路管理局
2007年9月
目 錄
九、怎樣認(rèn)識公路工程結(jié)構(gòu)安全的問題... 28
附注：美國把“911”等災(zāi)難變成教科書... 41
（浙江省公路管理局 朱漢華執(zhí)筆）
2007年9月
一、前言
公路橋梁與隧道等工程結(jié)構(gòu)安全要求其設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營、養(yǎng)護(hù)（甚至拆除）必須符合力學(xué)規(guī)律(結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與穩(wěn)定)，這種要求必須貫穿整個施工、運(yùn)營、養(yǎng)護(hù)（甚至拆除）全過程，合理施工、運(yùn)營、養(yǎng)護(hù)（甚至拆除）工藝是保障結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與穩(wěn)定的基礎(chǔ)，它們構(gòu)成公路橋梁與隧道等工程結(jié)構(gòu)安全的基本要求。因此所有設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營、養(yǎng)護(hù)（甚至拆除）人員（管理、技術(shù)、工人）必須正確理解工程結(jié)構(gòu)的力學(xué)規(guī)律，才能理解合理工藝保證的重要性，通過嚴(yán)格程序確保公路橋梁與隧道等工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營、養(yǎng)護(hù)（甚至拆除）在全過程必須符合力學(xué)規(guī)律(結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與穩(wěn)定)。正象青藏高原山體不穩(wěn)定與沿海地區(qū)山體較穩(wěn)定對比，這叫“道法自然”。下面從垮塌工程事故分析每次事故血的教訓(xùn)來謹(jǐn)記公路工程結(jié)構(gòu)安全的基本要求。請參考著名德國橋梁專家萊昂哈特的著作《鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋建筑原理》非常注重結(jié)構(gòu)構(gòu)造的思想，即在該書中強(qiáng)調(diào)“有關(guān)橋梁性能的好的構(gòu)造細(xì)節(jié)較之復(fù)雜的計(jì)算更為重要”。〖德國第二次世界大戰(zhàn)時期修建的第一條高速公路至今運(yùn)營良好就是例證（著名橋梁專家萊昂哈特是技術(shù)主管）〗
〖工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須考慮施工、運(yùn)營、養(yǎng)護(hù)（甚至拆除）中的問題；施工必須考慮運(yùn)營、養(yǎng)護(hù)（甚至拆除）中的問題及設(shè)計(jì)原則和要求；運(yùn)營必須考慮養(yǎng)護(hù)（甚至拆除）中的問題及設(shè)計(jì)原則和要求（特別是荷載標(biāo)準(zhǔn)）；養(yǎng)護(hù)（甚至拆除）必須考慮施工缺陷及設(shè)計(jì)原則和要求，評價標(biāo)準(zhǔn)是結(jié)構(gòu)安全和正常運(yùn)營〗〖正象人生過程：優(yōu)生優(yōu)育至關(guān)重要，后天培養(yǎng)教育同樣重要，評價標(biāo)準(zhǔn)是健康快樂和社會貢獻(xiàn)〗
二、世界百年十大最惡劣塌橋事故的警示
美國《時代周刊》2007年評出百年世界十大最惡劣塌橋事故，每次事故都是一個血的教訓(xùn)，令人深思。
事故1：加拿大魁北克大橋二度坍塌
圖1 魁北克大橋二度坍塌
事故時間：1916年9月11日
坍塌原因：由于設(shè)計(jì)上的缺陷，導(dǎo)致橋體實(shí)際承載量遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)承載量，并導(dǎo)致該橋兩度坍塌。首次坍塌時間為1907年。
死亡人數(shù)：95人
事故2：美國連接西佛羅里達(dá)州波因特普萊森特與俄亥俄州Kanauga的吊橋發(fā)生坍塌
圖2 美國吊橋發(fā)生坍塌
事故時間：1967年12月15日
坍塌原因：歷時39年的高負(fù)荷運(yùn)作，使得該橋靠近俄亥俄州一面的一個鏈環(huán)不堪重負(fù)而斷裂。
死亡人數(shù)：46人。
事故3：美國堪薩斯州海厄特-雷根西飯店的高架人行橋突然斷裂
圖3 美國高架人行橋突然斷裂
事故時間：1981年7月17日
坍塌原因：當(dāng)時橋上擠滿了人群，部分人們正在跳舞。建筑學(xué)家認(rèn)為一個原因是跳舞的人們有節(jié)奏的振動引發(fā)人行橋結(jié)構(gòu)斷裂，另一個原因就是橋面人員過多，負(fù)荷過重。
死亡人數(shù)：114人。
事故4：美國康涅狄格州格林威治鎮(zhèn)米勒斯大橋坍塌
圖4 米勒斯大橋坍塌
事故時間：1983年6月28日
坍塌原因：橋體一個鐵栓發(fā)生松動造成。
死亡人數(shù)：3人。
事故5：韓國首爾桑蘇大橋坍塌
圖5 韓國首爾桑蘇大橋坍塌
事故時間：1994年10月21日
坍塌原因：大橋主干的支持鋼筋在上午上班高峰時間突然斷裂，瞬間塌入漢江。大橋在維護(hù)過程中出現(xiàn)的焊接失誤及大橋的設(shè)計(jì)缺陷和施工建筑期間的種種問題導(dǎo)致大橋坍塌。
死亡人數(shù)：31人。
事故6：重慶市綦江縣虹橋坍塌
圖6 重慶市綦江縣虹橋坍塌
事故時間：1999年1月4日
坍塌原因：調(diào)查顯示建橋使用的鋼筋質(zhì)量有嚴(yán)重問題。
死亡人數(shù)：49人。
事故7：葡萄牙北部的Hintze-Ribeiro大橋坍塌
圖7 葡萄牙北部一大橋坍塌
事故時間：2001年3月4日，死亡人數(shù)：59人。
坍塌原因：引起該橋坍塌的原因至今仍未確定下來，然而葡萄牙法官判處該橋的設(shè)計(jì)單位在在安全設(shè)計(jì)方面存有缺陷。另可能是由于該橋年久失修而無法經(jīng)受連續(xù)幾日的暴雨而坍塌。
事故8：印度達(dá)曼西部沿海區(qū)域一座大橋坍塌
圖8 印度達(dá)曼西部沿海大橋坍塌
事故時間：2003年8月28日
坍塌原因：當(dāng)時事故發(fā)生后，當(dāng)?shù)氐木用裨诳棺h中攻擊了政府建筑，警方還在當(dāng)?shù)貙?shí)行了宵禁。當(dāng)?shù)鼐用裰肛?zé)政府忽視大橋存有安全隱患的相關(guān)警告，具體坍塌原因不明。
死亡人數(shù)：25人。
事故9：西班牙格蘭納達(dá)Almuñecar地區(qū)的高速公路橋坍塌
圖9 西班牙高速公路橋坍塌
事故時間：2005年11月7日
坍塌原因：跨徑為180英尺的橋面突然坍塌。
死亡人數(shù)：6人。
事故10：印度比哈爾邦帕戈?duì)柌紶柣疖囌靖浇蛔?50年橋齡的舊橋坍塌，地面一列火車被壓。
圖10 印度橋塌壓火車
事故時間：2006年12月2日
坍塌原因：這座已經(jīng)有著150年歷史的大橋年久失修，并在被拆毀過程中坍塌。
死亡人數(shù)：33人。
三、隧道坍塌事故的教訓(xùn)
隧道坍塌造成血的教訓(xùn)的事故不計(jì)其數(shù)，特別值得人們警醒！舉例說明如下：
事故1：國內(nèi)事故造成隧道上4戶村民的房屋倒塌，3人死亡，5人受傷
2007年7月11日凌晨，某縣一在建隧道突然發(fā)生坍塌，造成隧道上4戶村民的房屋倒塌，3人死亡，5人受傷。發(fā)生坍塌的隧道屬正在建設(shè)的高速公路第七標(biāo)段。
〖分步開挖斷面過大，支護(hù)強(qiáng)度不夠和沒有緊跟，量測反饋不到位，不符號隧道“基本維持圍巖原始狀態(tài)”的要點(diǎn)〗
事故2：印度水電站工程發(fā)生隧道坍塌造成28名工人死亡
據(jù)路透社報道，2007年8月2日，幾十名工人正在特里大壩附近的一條隧道內(nèi)施工，隧道突然發(fā)生塌陷，截至8月4日早晨，救援人員已經(jīng)從事故發(fā)生地點(diǎn)找到25具尸體。政府官員稱，至少還有3具尸體仍被埋在隧道中。另有9名工人受傷，目前正在醫(yī)院接受治療。
〖分步開挖斷面過大，支護(hù)強(qiáng)度不夠和沒有緊跟，量測反饋不到位，不符號隧道“基本維持圍巖原始狀態(tài)”的要點(diǎn)〗
事故3：美國一條主要隧道發(fā)生坍塌造成車上一位婦女被當(dāng)場砸死
當(dāng)?shù)貢r間2007年7月10日夜間，美國東北部一條主要隧道發(fā)生坍塌，至少12噸水泥砸在一輛過路汽車上，車上一位婦女被當(dāng)場砸死。作為美國歷史上造價最昂貴、規(guī)模最大的公共工程，“大隧道”的坍塌再度引起了人們對它安全標(biāo)準(zhǔn)的批評。
〖設(shè)計(jì)缺陷或施工隱患或養(yǎng)護(hù)不到位〗
事故4：國內(nèi)鐵路隧道發(fā)生坍塌事故，兩名工人被埋在隧道中遇難。
2007年８月１２日２３時許，鐵路客運(yùn)專線秦東隧道發(fā)生坍塌事故，兩名工人被埋在隧道中遇難。昨日下午，記者從秦東隧道項(xiàng)目部獲悉，經(jīng)過搶險隊(duì)員４０多個小時的緊張搜救，兩名遇難工人的遺體已經(jīng)全部找到。
〖分步開挖斷面過大，支護(hù)強(qiáng)度不夠和沒有緊跟，量測反饋不到位，不符號隧道“基本維持圍巖原始狀態(tài)”的要點(diǎn)〗
事故5：國內(nèi)某公路隧道坍塌4名工人死亡，3人受傷
某公路隧道發(fā)生洞頂巖塊塌落災(zāi)害，造成4名工人死亡，3人受傷。此處的初期支護(hù)方式為錨噴網(wǎng)加鋼拱架。發(fā)生洞頂巖塊塌落事故時，事故區(qū)正在進(jìn)行初期支護(hù)，當(dāng)時鋼拱架已架立完畢，左壁和洞頂?shù)腻^桿剛完成注漿，但尚未凝固，右壁錨桿已打，但尚未注漿。洞頂巖塊塌落事故造成鋼拱架和臺車同時壓毀，見圖示。掉塊之前，并無超挖現(xiàn)象。
圖示： 洞頂巖塊塌落及鋼拱架殘體
〖設(shè)計(jì)、施工規(guī)范對隧道施工安全與初期支護(hù)施工順序有關(guān)問題沒有明確規(guī)定，研究和反思隧道發(fā)生洞頂巖塊塌落災(zāi)害教訓(xùn)，總結(jié)完善了隧道施工安全與初期支護(hù)施工順序有關(guān)問題的規(guī)定，以后施工中避免同類事故〗
事故6：國內(nèi)某公路隧道坍塌失穩(wěn)
YK79+846斷面拱頂失穩(wěn)照片
YK79+846斷面拱頂失穩(wěn)照片
YK79+848斷面拱頂坍塌照片
〖分步開挖斷面過大，支護(hù)強(qiáng)度不夠和沒有緊跟，量測反饋不到位，不符號隧道“基本維持圍巖原始狀態(tài)”的要點(diǎn)〗
此類事故..............不計(jì)其數(shù)...........不再敘述
四、湖南鳳凰公路拱橋整體垮塌的警示
（2007年8月13日整體垮塌,涉險人員152人，死亡64人，受傷22人）
著名歷史工程------趙州橋
趙州橋又名安濟(jì)橋，建于隋大業(yè)(公元605-618)年間，是著名匠師李春建造。橋長64.40米，跨徑37.02米，是當(dāng)今世界上跨徑最大、建造最早的單孔敞肩型石拱橋，這是世界造橋史的一個創(chuàng)造。
趙州橋距今已1400年，經(jīng)歷了10次水災(zāi)，8次戰(zhàn)亂和多次地震，特別是1966年邢臺發(fā)生的7.6級地震，邢臺距這里有40多公里，這里也有四點(diǎn)幾級地震，趙州橋都沒有被破壞，著名橋梁專家茅以升說，先不管橋的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，僅就它能夠存在1300多年就說明了一切。1963年的水災(zāi)大水淹到橋拱的龍嘴處，據(jù)當(dāng)?shù)氐睦先苏f，站在橋上都能感覺橋身很大的晃動。據(jù)記載，趙州橋自建成至今共修繕8次。
1979年5月，由中國科學(xué)院自然史組等四個單位組成聯(lián)合調(diào)查組，對趙州橋的橋基進(jìn)行了調(diào)查，自重為2800噸的趙州橋，而它的根基只是有五層石條砌成高1.55米的橋臺，直接建在自然砂石上。 這么淺的橋基簡直令人難以置信，梁思成先生1933年考察時還認(rèn)為這只是防水流沖刷而用的金剛墻，而不是承納橋券全部荷載的基礎(chǔ)。他在報告中寫道： “為要實(shí)測券基，我們在北面券腳下發(fā)掘，但在現(xiàn)在河床下約70-80厘米，即發(fā)現(xiàn)承在券下平置的石壁。石共五層，共高1.58米，每層較上—層稍出臺，下面并無堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，分明只是防水流沖刷而用的金剛墻，而非承納橋券全部荷載的基礎(chǔ)。因再下30-40厘米便即見水，所以除非大規(guī)模的發(fā)掘，實(shí)無法進(jìn)達(dá)我們據(jù)學(xué)理推測的大座橋基的位置。”
趙州橋的結(jié)構(gòu)：主拱由28道相互獨(dú)立的拱券并列而成，建橋時先砌中間的，再砌兩邊的，每道拱券寬約35厘米，每石長度不同，自70厘米至于109厘米不等，各塊條石之間用二個“腰鐵”相連。每條拱券壞了可單獨(dú)修理，因外側(cè)的拱券易風(fēng)化損壞，明代時橋西側(cè)的5道拱券塌落，在明清時重修（沒有修復(fù)記錄，可明顯看出與中間的石料不同），1955年對東側(cè)塌落的5道拱券進(jìn)行了重修。中間18道拱券還是隋代建筑的。
為了防止拱券向外倒，另外還采取了以下方法：
1、上窄下寬。為了防止拱券向外傾斜，拱腳寬9.5米，拱頂寬9米；
2、用9個鐵連桿橫向連接28道拱券。在拱券中用幾根用一頭是孔，一頭是鉤的鐵連桿將28道拱券連起來，在最外邊的拱券處有一個鐵冒頭（下圖）。在主拱上共有5處鐵拉桿，每個小拱上各有一個鐵拉桿。
3、用形似鋸子的腰鐵將各塊石料加固，每塊石料相連處用二個腰鐵。
4、用6個條石鉤拉住外側(cè)橋拱，用1.8米長，頭部長出5公分曲尺形的條石放在橋拱的外側(cè)，利用長出部分起到一個向內(nèi)拉住橋拱的作用。因每道橋拱寬35公分，條石可壓住外側(cè)5道橋拱。但它的作用是有限的，如橋東西二側(cè)的橋拱都曾塌落，二側(cè)外邊的5道橋拱都是后修的。1956年修繕時大橋拱頂采用鋼筋結(jié)網(wǎng)加固處理。
湖南鳳凰公路拱橋整體垮塌
（大橋四個巨大的橋墩除東邊的第一個橋墩朝西方向垮塌外，西邊三個橋墩均倒向東邊）
（大橋四個巨大的橋墩除東邊的第一個橋墩朝西方向垮塌外，西邊三個橋墩均倒向東邊）
湖南鳳凰堤溪沱江大橋全長約268米，為石拱4孔橋，寬13米，高42米，橋下河寬約50米，水深約1-2米，屬省道二級公路橋，由湖南省華罡交通設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)、湖南省路橋公司施工建設(shè)。該橋已施工完畢，正在拆除施工腳手架時發(fā)生全部垮塌事故。事發(fā)在2007年8月13日下午4時40分， “從掉混凝土、小石頭到垮橋最多只有3分鐘”， 沒有任何預(yù)兆，大橋從一邊的一個橋孔開始下塌，然后第二，第三，再中間……“嘩”的一下全垮了！只有數(shù)秒鐘，橋就變成了一堆石頭。“施工方就近炸山采石，不論大小就往橋體里堆。水泥和沙子還沒攪和勻就朝里灌漿”。“只要下雨，橋體就滲水，有時工人在橋面澆水防裂，也能滲過橋體”。5月份曾發(fā)生第三個橋墩下沉現(xiàn)象，后經(jīng)加固處理才繼續(xù)施工。“雨天或平常的養(yǎng)護(hù)他們需要在橋面上灑水。一灑水，水就順著1米多厚的拱橋縫隙流了下來”。
湖南鳳凰公路橋2007年8月13日整體垮塌的根本原因是該橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工沒有符合力學(xué)規(guī)律(結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與穩(wěn)定)，其合理工藝得不到保障（明顯的質(zhì)量太差），不滿足工程結(jié)構(gòu)技術(shù)的基本要求。即拱橋沒有承受水平力的支撐和明顯的質(zhì)量太差而喪失穩(wěn)定導(dǎo)致拱橋瞬間整體垮塌破壞。
塌橋原因分析 專家：設(shè)計(jì)、質(zhì)量、監(jiān)理、管理可能都有問題
〖對比趙州橋與鳳凰堤溪沱江大橋的結(jié)構(gòu)和建造過程就可以明白本文判斷和專家塌橋原因分析的可信度（國家調(diào)查結(jié)果未公布，只是對新聞圖片分析的結(jié)果）〗
只要是較為資深的土木工程師,僅從有限的現(xiàn)場報到就可以判斷該橋垮塌純屬質(zhì)量(含管理)問題,先從一個邊墩臺垮塌完全符合石拱橋毀滅性破壞的機(jī)理——施工期腳手架拆除荷載轉(zhuǎn)化成橫推力，邊墩臺承受其橫推力，由于邊墩臺（含基礎(chǔ)）質(zhì)量出了問題而造成整座橋的毀滅性破壞。質(zhì)量問題可能方面：地質(zhì)勘探未摸清工程地質(zhì)條件；設(shè)計(jì)盲目或錯誤使用工程地質(zhì)報告；320米四跨跨度很大，跨度越大橫推力越大對地質(zhì)條件要求越高；（我懷疑是否有詳細(xì)的計(jì)算分析）基坑開挖后監(jiān)理和質(zhì)監(jiān)站驗(yàn)槽和隱蔽驗(yàn)收結(jié)論如何；墩臺施工質(zhì)量如何；腳手架拆除程序；以上各項(xiàng)質(zhì)量問題都涉及工程管理機(jī)制。
附注：
“廣東九江大橋2007年6月被運(yùn)沙船撞斷”、“錢塘江三橋被指通車不到10年，就大修一年”、“施工期間湖南鳳凰公路拱橋整體垮塌”等橋梁施工單位為同一路橋集團(tuán)公司。
五、超載問題
⑴ 2007年7月8日凌晨2時，在309國道山西省臨汾市河西龍寺村段，一輛滿載60余噸原煤的超載車將承載7噸的橋梁壓塌，造成該路段車輛擁堵數(shù)公里。
〖運(yùn)營必須考慮設(shè)計(jì)原則和要求（特別是荷載標(biāo)準(zhǔn)），嚴(yán)禁違法超限超載車輛通行〗
⑵ 2004年6月10日早7時許，遼寧省盤錦市境內(nèi)305國道田莊臺遼河大橋，在北起第14孔和第15孔之間，懸臂梁端突然斷裂，橋板脫落，造成一輛農(nóng)用車落水，兩名司乘人員逃生。事發(fā)兩天后，事故調(diào)查處理指揮部對外宣布，這次事故為一起零死亡的“意外事故”。然而，這樣匆匆定下的事故結(jié)論卻沒有平息當(dāng)?shù)厝罕娦闹械囊蓡枺捍髽驍嗔丫烤故桥既贿€是必然？
〖兩節(jié)點(diǎn)斷面是薄弱環(huán)節(jié)，在反復(fù)動載作用下，容易發(fā)生疲勞斷裂破壞，類似加拿大魁北克大橋二度坍塌〗
六、小概率事件容易引發(fā)大災(zāi)害
-----------（橋梁橋墩防撞問題）
西藏泥石流災(zāi)害頻繁但容易引起人們注意，防范經(jīng)驗(yàn)豐富反而較少發(fā)生大的傷亡事故。反觀浙江泥石流災(zāi)害少但不易引起人們注意，又沒有防范經(jīng)驗(yàn)就較易發(fā)生大的傷亡事故（這就是小概率事件容易引發(fā)大災(zāi)害）。
附：浙江溫州樂清發(fā)生特大泥石流災(zāi)害
2004年8月13日凌晨四時三十分許，離十四號臺風(fēng)“云娜”在溫嶺石塘登陸已經(jīng)過去八個多小時，但是，一場突如其來的巨大災(zāi)難，卻降臨到溫州樂清市龍西鄉(xiāng)的上山村：滾滾而下的泥石流頃刻間吞沒了十六間民房，47人死亡，另有龍西鄉(xiāng)小學(xué)和中學(xué)的校舍嚴(yán)重受損，成為危房。
據(jù)了解，發(fā)生泥石流災(zāi)害的這一帶不屬于地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)，山嶺的植被還不錯，歷史上沒有發(fā)生過泥石流。另外，民房的結(jié)構(gòu)也較好，故在臺風(fēng)來臨的當(dāng)晚，沒有要求村民撤離。鄉(xiāng)黨委書記劉翔璋說，當(dāng)?shù)厮恼緶y定：當(dāng)天這里不到二十小時的降雨量達(dá)到了六百毫米以上，暴雨有可能是造成這場意外災(zāi)害的元兇。
橋梁橋墩防撞設(shè)施布置要避免廣東九江大橋被“撞”垮事件，雖然屬于小概率事件，應(yīng)該引起人們重視和關(guān)注。
⑴ 2007年6月15日，中國廣東九江大橋被運(yùn)沙船撞斷，造成4輛汽車墜入江中，8人死亡，1人失蹤。
⑵ 江蘇昆山貨船撞塌橋梁 2人失蹤
2007年8月29日12時45分左右，在江蘇省昆山市大洋橋水域，一艘貨船因避讓船只，撞上大洋橋橋墩，致使大橋部分橋面發(fā)生坍塌，船上一男子腿部被砸傷，另有兩人落水失蹤。目前，搶救工作和事故原因調(diào)查正在進(jìn)行中。
⑶ 北京西五環(huán)外大貨車撞塌過街天橋造成1死1傷
2007年7月17日凌晨1時25分，北京一輛帶拖掛的大貨車在市區(qū)西五環(huán)路杏石口橋行駛時撞在橫跨主路的人行過街橋橋墩上，造成橋梁受損嚴(yán)重。貨車乘車人當(dāng)場死亡，司機(jī)受傷。事故發(fā)生后，北京市公安交通管理局迅速啟動應(yīng)急預(yù)案，增派幾十名警力分流疏導(dǎo)車輛，并在早高峰到來之前迅速通過戶外交通信息顯示屏、交通臺、電視臺等第一時間發(fā)布交通誘導(dǎo)信息。
⑷ 舟山金塘大橋非通航孔橋防碰撞問題
采用“柔性浮式防碰撞系統(tǒng)”即距離非通航孔橋墩100米的海域上，投放一組串聯(lián)在一起的浮筒，每3個浮筒用一個重100噸的重力錨固定住，一旦有船撞過來，這些浮筒拖著船體向前，消耗大部分動能，基本保證船體達(dá)到非通航孔橋墩附近速度接近于零，起到以柔克剛的作用，保護(hù)了船體和橋墩。
〖對比已撞塌橋梁和舟山金塘大橋非通航孔橋防碰撞研究就可以明白國外公路“容錯設(shè)計(jì)”和鐵路道口欄桿改進(jìn)（防止大人與小孩突然竄越）的思考和借鑒在橋梁防碰撞設(shè)計(jì)研究中的重要性〗
七、橋梁坍塌事故分析和借鑒
⑴國內(nèi)一在建公路項(xiàng)目發(fā)生橋梁垮塌事故
2005年12月14日，正在施工的國內(nèi)小尖山大橋發(fā)生垮塌事故，已有3人死亡，1人失蹤、1人被卡在鋼管架中，15名受傷工人正在開陽縣醫(yī)院進(jìn)行搶救。全長１５５米，橋墩高度４７米，最高支架５０米，大橋一跨長６５米。
〖支架太高又沒有橫向支撐，明顯屬于支架喪失穩(wěn)定破壞〗
⑵橋梁垮塌暴露隱患 美國近三成橋梁不安全
美國明尼蘇達(dá)州密西西比河上一座橋梁2007年8月１日傍晚交通高峰時段突然垮塌，造成１００多人傷亡或失蹤。事故促使美國民眾重新審視自己每天習(xí)以為常所過各處大橋。
調(diào)查顯示，全美２７％的橋梁同１日垮塌的大橋一樣，存在結(jié)構(gòu)性缺陷或老化問題。專家警告說，美國政府急需撥款修理這些大橋。
⑶近年世界主要橋梁垮塌事
2001年3月，葡萄牙里斯本一座橋梁垮塌，造成一輛觀光車墜入河中，50多人死亡。
2002年5月，美國俄克拉何馬州阿肯色河上的一座橋梁垮塌，14人死亡。
2001年9月，美國得克薩斯州發(fā)生船撞橋事故，失控拖輪撞入橋梁支座，橋梁垮塌，數(shù)輛汽車墜入水中，8人死亡。
2003年5月，美國內(nèi)布拉斯加州西部州際公路上的一輛卡車拖車撞上橋梁支座，橋梁垮塌，司機(jī)死亡。
2005年11月，西班牙南部一座正在建設(shè)中的高速公路橋垮塌，6人死亡。
2006年9月，加拿大魁北克一座橋梁垮塌，5人死亡。
2007年4月，一輛油罐車在美國舊金山－奧克蘭灣橋免費(fèi)路段翻車起火，大火和高溫造成一段高速公路橋垮塌，僅造成卡車司機(jī)受傷。
〖橋梁防碰撞和存在結(jié)構(gòu)性缺陷或老化等問題應(yīng)該引起全社會高度重視〗
⑷新疆阜康橋梁垮塌 9節(jié)運(yùn)煤車廂脫軌
2007年3月18日15時40分許，由烏魯木齊北約70公里的阜康開往烏魯木齊火車北站的專線運(yùn)煤列車在阜康市境內(nèi)經(jīng)過一鐵路橋梁時，橋梁坍塌，機(jī)車頭后部有9節(jié)運(yùn)煤車廂脫軌，其中8節(jié)側(cè)翻，3節(jié)墜落河中。
⑸ 印度"抗震橋"被暴雨澆垮 "豆腐渣"引總理震驚
2007年9月9日19時30分左右，印度安得拉邦首府海得拉巴地區(qū)正在下暴雨，市中心繁華地段一處正在建設(shè)中的距離地面約46米的混凝土高架橋橋面突然發(fā)生斷裂垮塌，將橋下十多輛汽車和正在躲雨的行人掩埋，可能造成至少15人遇難。
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印度高架橋垮塌 |
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印度高架橋垮塌 |
〖支架強(qiáng)度不夠或喪失穩(wěn)定破壞，混凝土質(zhì)量差，施工期間安全防范措施不到位（行人躲雨、停汽車）〗
八、邊坡穩(wěn)定問題
⑴不穩(wěn)定平衡與穩(wěn)定平衡的重新認(rèn)識
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穩(wěn)定平衡狀態(tài) |
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不穩(wěn)定平衡狀態(tài) |
〖工程實(shí)踐中利用不穩(wěn)定平衡概念可以方便解決隧道、邊坡穩(wěn)定等問題，實(shí)際上學(xué)習(xí)和研究中只關(guān)注穩(wěn)定平衡概念的應(yīng)用，而忽視了不穩(wěn)定平衡概念的利用，應(yīng)該反思〗
⑵ 川藏公路西藏段滑坡改造治理工程
〖在不穩(wěn)定平衡狀態(tài)下，施工順序不同，恢復(fù)平衡狀態(tài)的力相差非常大〗
⑶ 國內(nèi)某高速公路滑坡問題
〖對照三張照片，在不穩(wěn)定平衡狀態(tài)下，只要采用相應(yīng)技術(shù)措施和改變施工順序，實(shí)際上容易保證邊坡穩(wěn)定〗
⑷ 國內(nèi)某高速公路滑坡問題
〖同問題⑶ 國內(nèi)某高速公路滑坡問題〗
九、怎樣認(rèn)識公路工程結(jié)構(gòu)安全的問題
--------設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營、養(yǎng)護(hù)（甚至拆除）中的缺陷
1．危橋加固改造典型實(shí)例⑴-⑷(省公路局養(yǎng)護(hù)處提供)
⑴．A1大橋
A1大橋位于330國道270.830處，為52+80+52米三孔變截面連續(xù)箱梁，主要病害：主橋箱梁腹板裂縫很多，共有1795條，其中裂縫長度在1.0米以上的有三條。技術(shù)方案：箱內(nèi)增加封閉式加勁鋼架，在鋼架的豎向張拉豎向拉桿，通過灌漿、封縫、粘鐵鋼板等措施來封閉箱梁裂縫，修復(fù)砼局部缺陷，在腹板內(nèi)表面粘帖豎向鋼板，在局部箱梁底板下緣粘貼橫橋向的碳纖維片，更換主橋、引橋的橋面鋪裝和伸縮縫，在箱梁頂板和空心板頂板按50×50厘米間距種植錨筋。修復(fù)效果：修復(fù)后通過交通部公路科研所荷載試驗(yàn)報告和金華交通質(zhì)檢站的質(zhì)量鑒定，滿足汽-20、掛-100的設(shè)計(jì)荷載要求。
330國道A1大橋外觀側(cè)景
A1大橋修復(fù)施工腹板內(nèi)表面粘帖豎向鋼板
⑵．A2橋
A2橋位于永武線25.121處，是2×7簡支板+5×23漿砌石拱+2×7簡支板橋梁，主要病害：橋梁兩端簡支橋面板有數(shù)條橫向裂縫及縱向裂縫，兩端橋臺支座附近產(chǎn)生豎向裂縫，拱橋基礎(chǔ)沖刷比較嚴(yán)重，橋墩基礎(chǔ)外露。技術(shù)方案：對拱橋橋墩基礎(chǔ)進(jìn)行加固，采取在原橋墩基礎(chǔ)外側(cè)新澆筑一圈50cm厚鋼筋混凝土的方法，新澆筑的鋼筋砼嵌入中風(fēng)化巖層50cm以上，與老基礎(chǔ)采用鋼銷連成一體，對兩端引橋墩臺破損部分進(jìn)行拆除重建，拆除兩端引橋橋面板，重新澆筑鋼筋混凝土板梁及橋面鋪裝等。修復(fù)效果：修復(fù)后達(dá)到汽-20、掛-100的設(shè)計(jì)荷載要求。
永武線A2橋修復(fù)前橋面系
永武線A2橋墩修復(fù)
⑶．A3橋
A3橋位于36省道江拔線56K+950，始建于1969年2月，為6孔18米雙曲拱橋，設(shè)計(jì)荷載為汽－15、拖－50。主要病害：橋面嚴(yán)重破損，腹拱圈微彎板斷裂，中間拱波微彎板出現(xiàn)貫穿裂縫，主拱肋橫系梁損壞嚴(yán)重。技術(shù)方案：上部結(jié)構(gòu)利用老橋主拱圈，更換全部拱上建筑，鑿除原破損橋面鋪裝層并重新澆筑，并對主拱圈所有裂縫寬度大于0.1毫米的結(jié)構(gòu)裂縫進(jìn)行封閉處理；下部結(jié)構(gòu)對所有裂縫寬度大于0.1毫米的結(jié)構(gòu)裂縫進(jìn)行封閉處理，對局部混凝土剝落的部位采用環(huán)氧砂漿修補(bǔ)處理。
橋面破洞
拱圈破損
⑷．A4大橋
A4大橋位于03省道186.037處，為7孔跨徑39.8米的等截面懸鏈線雙曲拱橋，主要病害：行車道近50%出現(xiàn)不同程度的裂縫，有三塊板斷裂，空心板、蓋梁立柱等砼破碎嚴(yán)重，多處主筋已經(jīng)暴露，銹蝕嚴(yán)重，主拱圈中部拱波開裂嚴(yán)重，個別裂縫寬度超過1mm。技術(shù)方案：老橋上部結(jié)構(gòu)全部拆除，并設(shè)計(jì)為7孔39.8米的T梁結(jié)構(gòu)，下部老橋墩、臺身部分拆除，利用老橋墩、臺，并進(jìn)行加固后升高處理，后來根據(jù)省、市防洪規(guī)劃要求，南岸又增加3孔重力式實(shí)體墩U形臺20米空心板梁，并將老橋臺改為橋墩，重新澆筑橋面鋪裝。修復(fù)效果：修復(fù)后寬度為9+2×1.5米，跨徑分布為3×20米預(yù)應(yīng)力鋼筋砼空心板橋+7×40米預(yù)應(yīng)力鋼筋砼T型梁橋，主橋長度由286米增加到351米，全橋長仍為701.36米，設(shè)計(jì)承載能力為汽-20、掛-100標(biāo)準(zhǔn)。
A4大橋主橋改造前雙曲拱拱波及橋墩
〖對比趙州橋與雙曲拱橋的結(jié)構(gòu)和建造過程就可以明白雙曲拱橋結(jié)構(gòu)不利于施工、運(yùn)營、養(yǎng)護(hù)（甚至拆除）中涉及的安全問題〗
2．洪水與公路的關(guān)系（泄洪、沖刷）
洪水與公路
〖橋梁孔徑偏小不利于施工、運(yùn)營、養(yǎng)護(hù)（甚至拆除）中的泄洪、沖刷問題，影響安全〗
3．巴基斯坦橋梁坍塌6人死亡多人被困
巴基斯坦南部城市卡拉奇2007年9月1日發(fā)生一起橋梁突然坍塌事故，目前已經(jīng)造成至少6人死亡，多人受傷，還有多輛汽車被壓在橋底下，扭曲變形。救援人員稱仍有多人被困在廢墟下，目前仍在奮力救援。 該大橋，12天前才通車，而1日橋身忽然間斷裂垮下，造成當(dāng)時行經(jīng)橋底下的車輛被壓在底下。 “巨大的響聲還使人們以為是發(fā)生了地震”。
〖設(shè)計(jì)缺陷或質(zhì)量太差〗
4．預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁橋底板開裂
〖明顯設(shè)計(jì)缺陷和施工不到位〗
5．國內(nèi)某連拱隧道
〖明顯設(shè)計(jì)缺陷（連拱隧道兩個洞體缺乏受力獨(dú)立性）和施工不到位〗
6．窯洞坍塌 埋住30多名農(nóng)民工（圖）
2006年5月18日15時30分許,山西省敦化坊新村村委會院內(nèi)一座二層窯洞發(fā)生坍塌,正在現(xiàn)場拆房的部分河南籍農(nóng)民工被壓在下面。剩余農(nóng)民工迅速召集正在附近另一個工地勞動的20多名老鄉(xiāng)沖進(jìn)現(xiàn)場展開救援,但是他們沒想到,五六分鐘后一場更大的災(zāi)難降臨了……其中有26人被不同程度砸傷,另有5人死亡。
26名傷者中,有的內(nèi)臟出血,有的腰椎、腿骨骨折,還有的腦部受傷……
〖該事故應(yīng)該引起拱橋（特別是雙曲拱橋）養(yǎng)護(hù)（甚至拆除）過程中的安全問題〗
7． 隧道塌方處理（頂部允許空洞存在，拱頂上方要有2m厚土保護(hù)）
〖隧道塌方處理過程中的安全問題比較突出，請參考〗
十、結(jié)語
廣東九江大橋是被“撞”垮的，湖南沱江大橋是被“拆”垮的，許多隧道是“突然”坍塌的……造成許多人員傷亡和巨大財產(chǎn)損失。
這些悲劇事故和血的教訓(xùn)都是前期研究與規(guī)劃不深、建造橋隧熱、過度節(jié)約成本、多快好省、超載、維護(hù)不到位、客觀規(guī)律認(rèn)識不深刻等深層原因?qū)е?/B>橋梁與隧道等工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營、養(yǎng)護(hù)（甚至拆除）沒有符合力學(xué)規(guī)律(結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與穩(wěn)定)，其合理施工、運(yùn)營、養(yǎng)護(hù)（甚至拆除）工藝得不到保障，某個過程不符合力學(xué)規(guī)律(結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與穩(wěn)定)容易造成悲劇事故，這些血的教訓(xùn)給中國敲響了警鐘，值得借鑒，應(yīng)該回歸到科學(xué)發(fā)展觀的正常軌道上來，向浙江杭州灣跨海大橋建設(shè)指揮部學(xué)習(xí)，在又快又好形式下，堅(jiān)持又好又快目標(biāo)，全力研究和打造精品工程。
根據(jù)交通部開展嚴(yán)懲“雙超”、保護(hù)橋梁安全專項(xiàng)整治行動,重點(diǎn)是查處違法超限超載車輛通行的五類橋梁、隧道，即：長大隧道和跨江、跨海特大橋梁；大跨徑圬工砌體橋梁；地質(zhì)、地形條件復(fù)雜的橋梁和隧道；交通繁忙特別是超限超載車輛行駛較為集中的橋梁；高路堤、深路塹、地質(zhì)復(fù)雜路段的橋梁。主要采取以下整治手段：一是對全省公路橋梁和隧道進(jìn)行全面排查，完善橋梁限載標(biāo)志。二是加大對超限超載車輛的檢測查處力度。三是加強(qiáng)超限運(yùn)輸許可和源頭管理。四是規(guī)定高速公路收費(fèi)站點(diǎn)對未持有合法超限運(yùn)輸通行證的超限車輛，一律不得放行進(jìn)入高速公路。五是進(jìn)一步加快超限運(yùn)輸檢測站的建設(shè)進(jìn)度，充分發(fā)揮超限運(yùn)輸檢測網(wǎng)絡(luò)的作用。
省交通廳對各級交通主管部門、公路管理機(jī)構(gòu)和收費(fèi)公路經(jīng)營單位提出了明確的工作要求，嚴(yán)格工作制度，并強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)新聞輿論宣傳。
附注：美國把“911”等災(zāi)難變成教科書
美國公眾和媒體對災(zāi)難挖掘真相，榨取精華，鍥而不舍，這種對災(zāi)難的反思方式不但有助于避免類似災(zāi)難重復(fù)發(fā)生，而且也比較成功地處理了政府和民眾之間的關(guān)系；實(shí)際上最大的災(zāi)難是不徹底追問災(zāi)難。
美國明尼蘇達(dá)州密西西比河上一座橋梁2007年8月１日傍晚交通高峰時段突然垮塌，造成１００多人傷亡或失蹤。立即成立了專家組，可是在說到事故原因時，專家組竟然說最快也得等好幾個月才能弄清楚。科學(xué)和技術(shù)比中國領(lǐng)先了二十年以上的美國，橋梁事故調(diào)查的進(jìn)度卻比中國慢了好多倍，這簡直是沒有天理。調(diào)查一個垮橋事故，用得著那么久嗎？帶著這樣的疑問，我找美國朋友聊天。一開始，他們竟聽不懂我的問題，細(xì)細(xì)打聽才知道，原來他們都習(xí)慣了，政府對任何災(zāi)難和事故的調(diào)查，都有一個嚴(yán)格的程序擺在那里，當(dāng)事人調(diào)查，目擊者調(diào)查，沙盤推演，經(jīng)由科學(xué)實(shí)驗(yàn)提取各種關(guān)鍵數(shù)據(jù)，每一步都省不掉，而且每一步都必須公之于眾。這就需要足夠的時間和耐心，想快都快不了。在美國人看來，只有這樣才能確保政府的調(diào)查徹底而全面。如果不是這樣，而是速戰(zhàn)速決，那么不但是草率的，不負(fù)責(zé)任的，而且肯定是要掩飾什么。民意和輿論的嚴(yán)密監(jiān)督，最終成就了政府調(diào)查的客觀和公正，從而確保了政府的公信力。
哪個民族能夠獨(dú)善其身？哪個國家沒有天災(zāi)人禍？所不同的，只是對待災(zāi)難的態(tài)度。有些災(zāi)難可以避免，有些災(zāi)難卻沒有選擇，然而政府如何處理災(zāi)難則是有選擇的。我們看到，在信息公開、表達(dá)渠道暢通的美國，公眾和媒體對災(zāi)難挖掘真相，榨取精華，鍥而不舍，像變魔術(shù)一樣，把一次次災(zāi)難變成一本本教科書，變成源源不斷的精神財富。這種對災(zāi)難的反思方式不但有助于避免類似災(zāi)難重復(fù)發(fā)生，而且也比較成功地處理了政府和民眾之間的關(guān)系。這樣的政治智慧，值得我們認(rèn)真汲取。
