王杰婷
2013年7月19日,世界最長最寬的多塔斜拉橋——嘉紹大橋正式通車。這是紹興歷史上規(guī)模最大的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程,也是浙江省又一座世界級橋梁,更是世界上第一座建在“強(qiáng)潮區(qū)”的大橋,主橋連續(xù)跨度世界最長。
2013年10月28日,江西省福銀高速公路九江長江二橋建成通車。大橋主跨跨徑818米,居目前世界已建和在建同類橋梁的第七位,堪稱世界級橋梁,南塔基礎(chǔ)施工突破了長江防洪大堤橋梁基礎(chǔ)施工的“禁區(qū)”,北塔深水基礎(chǔ)施工中雙壁整體式鋼吊箱施工創(chuàng)國內(nèi)多項之最,超寬混凝土箱梁施工結(jié)構(gòu)形式為國內(nèi)首創(chuàng)……
橋梁,已成為國家綜合實力的重要體現(xiàn)。
中鐵大橋局集團(tuán)公司董事長劉子明曾在接受采訪時說過,我國橋梁建設(shè)經(jīng)歷了從新中國成立以后至改革開放以前的起步階段,經(jīng)歷了1978年至1990年末的快速發(fā)展階段,如今我國正在從建橋大國向建橋強(qiáng)國邁進(jìn)。
中國工程院院士、我國著名的橋梁及結(jié)構(gòu)工程專家項海帆也曾說:“進(jìn)入21世紀(jì)以后,中國橋梁建設(shè)又迎來一個新高潮,上海東海大橋建設(shè)拉開了中國建設(shè)跨海長橋的序幕;蘇通大橋和上海盧浦大橋給中國橋梁界沖擊超千米斜拉橋和拱橋的紀(jì)錄提供了機(jī)會;上海崇明隧橋工程中的亮點是成功地采用連續(xù)結(jié)合梁以避免鋼箱梁橋面鋪裝的耐久性問題;而舟山連島工程的西堠門大橋則面臨著抗風(fēng)的難題?!?/p>
“世界上第一座”“世界橋梁”“國內(nèi)首創(chuàng)”……在不斷攻關(guān)克難,努力創(chuàng)新的時候,在接收國際橋梁界的褒獎,展望美好未來的時候,我們是否應(yīng)該停下來,思考一下,回頭看看那些被湮沒在榮譽(yù)中不堪回首,并且仍在繼續(xù)上演的一幕幕慘劇。
2007年6月15日,九江大橋引橋因船撞斷橋墩導(dǎo)致4孔50米連梁塌下。2007年8月13日,湖南鳳凰縣沱江大橋發(fā)生整體坍塌事故。2011年7月12日,武漢黃陂一座新建未通車的高架橋被發(fā)現(xiàn)引橋嚴(yán)重開裂。2012年8月24日,哈爾濱陽明灘大橋引橋發(fā)生坍塌……
常說人不應(yīng)該活在回憶中,但忘記歷史卻意味著背叛?!俺砸粔q長一智”,建橋與塌橋似乎如影相隨,吃了一塹未長一智,那歷史還將會不斷重演。
橋梁設(shè)計壽命未盡,成危橋
“S316省道鄭密路王寨河橋存在嚴(yán)重交通安全隱患。目前,該橋已經(jīng)斷行,請過往車輛繞行鄭少高速或者從國道107通過?!边@是2012年5月8日的一則新聞。新聞中所說的王寨河橋建于1991年8月,橋長54米,橋面寬16. 5米,是一座預(yù)彎頂應(yīng)力橋。至于文中所說的安全隱患是指“該橋第一道伸縮縫右側(cè)混凝土碎裂脫落形成約1平方米的漏洞,橋面嚴(yán)重龜裂,梁板及臺帽出現(xiàn)裂縫;右側(cè)兩個橋臺上部側(cè)面構(gòu)件碎裂;0號橋臺上部出現(xiàn)縱向裂縫?!笔录l(fā)生后,鄭州市公路管理局相關(guān)負(fù)責(zé)人表示:“造成大橋毀壞的主要原因可能是新密境內(nèi)近些年超載車輛過多造成的。”
此報道一出,引來了社會各界的紛紛熱議,“設(shè)計壽命50年,建成20年成危橋”,是超載還是質(zhì)量問題呢?
橋梁的使用壽命是根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和橋梁建造質(zhì)量而確定的,它是指橋梁從竣工到出現(xiàn)不安全狀況的時間。換句話說,使用壽命關(guān)系到設(shè)計時取各種荷載的基準(zhǔn)期,比如使用壽命為50年,那么在這50年中,大橋既要擔(dān)負(fù)日常的工作,還要抵抗住地震、洪水等自然災(zāi)害的侵襲。但是此中所說的壽命不是說到了時間橋梁就會倒塌,而是主要構(gòu)件都需要大修了。
可實際上大部分橋梁的使用壽命并沒有達(dá)到設(shè)計使用年限的要求。橋梁使用壽命小于設(shè)計使用年限原因有多方面,其中包含設(shè)計規(guī)范的局限性、輕視了正常使用極限狀態(tài)設(shè)計、橋梁施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、超負(fù)荷使用以及橋梁運(yùn)營期養(yǎng)護(hù)不當(dāng)?shù)缺姸嘣颉?/p>
眾所周知,錢塘江大橋于1937年9月26日建成通車,從建成至今,錢塘江大橋被炸過多次,又幾度在戰(zhàn)火中涅槃重生,但大橋至今也沒有進(jìn)行過技術(shù)上的大修。2000年一次維修是規(guī)模最大的,也僅僅是更換了公路橋的橋面板。
對于錢塘江大橋“堅強(qiáng)”之謎,橋梁專家、西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院鄭凱鋒教授表示,“能夠屹立至今,茅以升先生精湛的設(shè)計和當(dāng)時嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕すΣ豢蓻]。這座橋的設(shè)計非常出色?!?/p>
以大橋的15個橋墩為例,它們在戰(zhàn)爭年代都曾遭受過轟炸。有兩三個墩傷害比較重,一些橋的部件當(dāng)時被炸掉進(jìn)了江里,但由于能夠替換,所以橋梁能繼續(xù)維持使用。另外,“當(dāng)時國力、設(shè)備都不行,但仍能造出如此精品,茅老的認(rèn)真精神恐怕是當(dāng)前社會十分需要的?!?/p>
此外,在鄭教授看來,要讓錢塘江大橋繼續(xù)堅強(qiáng),科學(xué)的管理制度必不可少。大橋坍塌,“‘質(zhì)量不應(yīng)被片面理解為施工質(zhì)量,勘查、設(shè)計、管理養(yǎng)護(hù)以及政府的執(zhí)行力,都是一座橋質(zhì)量的一部分?!?/p>
錢塘江大橋當(dāng)初的設(shè)計壽命僅為50年,而今都在超期服役,卻仍然“堅強(qiáng)”。為什么王寨河橋20年后就成了危橋?如果說事件背后不存在設(shè)計和質(zhì)量問題,恐怕難以有個令人信服的合理解釋。
有橋恍同無橋
九江大橋是325國道上的一座特大型橋梁,位于廣東省南海市九江鎮(zhèn)與江門鶴山市之間,跨越珠江水系西江主干流。橋梁全長1675.2米,橋面寬16米,其中主跨為2×160米獨(dú)塔斜拉橋,采用塔、梁、墩固結(jié)體系,塔高80米(自橋面起)。此橋于1985年9月開工,1988年6月正式建成通車。
2007年6月15日凌晨5時10分,一艘佛山籍運(yùn)沙船偏離主航道航行撞擊九江大橋橋墩后,導(dǎo)致橋面坍塌約200米。這就是“九江大橋6·15船撞橋斷事故”,也稱為“九江大橋事件”。
專家評估組認(rèn)為,九江大橋坍塌事故“與大橋本身的設(shè)計和質(zhì)量無關(guān)”。盡管專家組中外省專家超過半數(shù),但他們的結(jié)論還是受到了公眾的質(zhì)疑。
面對這起被稱為“新中國成立以來最嚴(yán)重的船撞橋”事件,不僅要分析該工程的問題,如何防范悲劇再度發(fā)生更是關(guān)鍵。
九江大橋所橫跨的西江,航運(yùn)非常繁忙,而九江大橋當(dāng)時決定采取的設(shè)計方案是“多橋墩式”的,顯然,這么多橋墩佇立在繁忙的水道上,不僅有礙通航,而且很容易引發(fā)事故。但遺憾的是,1984年設(shè)計九江大橋時,專家雖然提出了減少橋墩的方案,但是由于該方案造價貴了1000多萬元,所以未被采用。還有另外一點需要指出,多橋墩設(shè)計還會造成阻水、沖刷嚴(yán)重,使位于水下的橋墩暴露出來,影響橋梁的穩(wěn)定性。
可見,九江大橋設(shè)計也許對于大橋本身質(zhì)量并沒有影響,卻增加了額外的安全風(fēng)險,說當(dāng)初的設(shè)計沒有缺陷,多少有些武斷。
專家組卻稱:“通航孔和非通航孔的承受力在全世界都是難點問題……肯定會撞,但是從橋梁上找問題來解決撞擊問題是不可能的。解決事件發(fā)生的概率,才是用來防止事故的最佳方法。”這樣的解釋也難以服眾。既然是“肯定會撞”的“不怕一萬就怕萬一”的問題,這個“萬一”總是很難防范。以不變應(yīng)萬變的唯一辦法就是提高橋梁自身的抗撞擊能力。
九江大橋通航孔橋墩的防撞擊力為1200噸,可受撞擊的橋墩的防撞能力僅為40噸,如果九江大橋當(dāng)初啟動了“防撞工程”,也應(yīng)該是規(guī)避安全風(fēng)險的良策。
我國橋梁專家茅以升曾說過這樣一番中肯的話:“橋是路的一部分,沒有路,就沒有橋。橋和路不但要為陸上運(yùn)輸而合作,它們還要為水上運(yùn)輸而合作。因為過河的橋,下面要走船,水漲船高,不但橋要造得高,而且路也要跟著高。橋在過河的地位上要服從路,路在兩岸的高度上,就要遷就橋。不論行車或者走船,總不要因為過橋而使人感到不適,或是激烈震動,或是驟然改變方向,使橋形成一個‘關(guān)。如果車在橋上走,船在橋下過,如同河上沒有橋一樣。有橋恍同無橋,這種橋就算是造得真好了?!?/p>
今天的橋,是為了滿足明天的需要
“‘當(dāng)代橋梁必定會被記入中國橋梁史的評價”,那么這些“塌橋”的事件也必定會載入史冊。雖說科學(xué)不可能認(rèn)識到終點,但在科學(xué)的道路上,我們可以根據(jù)以往暴露出的問題來對不夠謹(jǐn)慎的規(guī)范加以糾正,并在未來的實踐中得到更好的驗證。
回顧近20年,我國的河道、航運(yùn)、汛情的確發(fā)生了較大變化,一些早期建設(shè)的橋梁已不能適應(yīng)當(dāng)前通航條件的改變,這些因素給橋梁建設(shè)與改造帶來了巨大的困難。但這些因素不應(yīng)該、也不能成為橋梁坍塌事故發(fā)生的借口。
武漢長江大橋是新中國成立后在“天塹”長江上修建的第一座大橋,也是古往今來,長江上的第一座大橋,是我國第一座復(fù)線鐵路、公路兩用橋(橋下可通萬噸巨輪)。大橋?qū)⑽錆h三鎮(zhèn)連為一體,極大地促進(jìn)了武漢的發(fā)展。從全國的宏觀角度來看,大橋的意義更是在于將京廣鐵路連接起來,使得長江南北的鐵路運(yùn)輸通暢起來。
武漢長江大橋凝聚著設(shè)計者匠心獨(dú)運(yùn)的機(jī)智和建設(shè)者們精湛的技藝。8個巨型橋墩矗立在大江之中,米字形桁架與菱格帶副豎桿使巨大的鋼梁透出一派清秀的氣象;35米高的橋臺聳立在兩岸,給大橋增添了雄偉氣勢。大橋從晴川閣、龜山、蓮花湖、龜山電視塔、古琴臺到蛇山、黃鶴樓、首義園、彭劉楊路,綿亙連接,相得益彰,組成一片宏大連綿、美麗動人的景點群。它是長江上一道亮麗的風(fēng)景,是一座歷史豐碑。
50多年來,歷經(jīng)風(fēng)雨滄桑的武漢長江大橋,巍然挺立大江之上,肩負(fù)著每分鐘60多輛汽車、每6分鐘一列火車通過的荷載,經(jīng)受了無數(shù)次洪水、大風(fēng)的洗禮,更承受了七十多次碰撞事故的考驗,依然雄風(fēng)不減、傲立于濤濤江水之上。
“橋既然是路的一部分,它必須要擔(dān)當(dāng)起路的一切任務(wù),而不限制路的作用。交通運(yùn)輸在不斷地發(fā)展,路上通過的車輛一定越來越多,越來越重,越來越快。因此,路必須隨著交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展而不斷地翻修改造。橋的結(jié)構(gòu)比路復(fù)雜得多,它不能隨時翻造。所以造橋就要比修路‘先行一步。也就是說:今天我們造橋,比起修路來,要更多地考慮到明天,使它能滿足明天的需要?!薄┮陨?
科學(xué)家2014年11期