易仁彥　周瑞峰　黃　茜

(武漢地產(chǎn)開發(fā)投資集團(tuán)有限公司　武漢　430042)

近15年國內(nèi)橋梁坍塌事故的原因和風(fēng)險分析

易仁彥周瑞峰黃茜

(武漢地產(chǎn)開發(fā)投資集團(tuán)有限公司武漢430042)

摘要為了分析橋梁坍塌的原因和風(fēng)險，對2000～2014年非地震原因?qū)е碌?79起橋梁坍塌事故的發(fā)生時間、地點、傷亡及原因進(jìn)行了統(tǒng)計與分析。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，橋梁建造階段橋梁坍塌風(fēng)險最高，造成的傷亡最嚴(yán)重，其原因主要是支架問題、違規(guī)作業(yè)和違法行為。運(yùn)營階段發(fā)生坍塌事故的數(shù)量最多，其主要原因是暴雨和洪水沖刷、超載，以及車輛和船只撞擊；維修階段發(fā)生事故較少，主要原因是支架問題；拆除階段風(fēng)險較大，造成坍塌事故的主要原因是違規(guī)作業(yè)、違法轉(zhuǎn)包和起重機(jī)械問題。 撰寫要求 是以提供文獻(xiàn)內(nèi)容梗概為目的，不加評論和補(bǔ)充解釋，簡明、確切地記述文獻(xiàn)重要內(nèi)容的短文。其基本要素包括研究目的、方法、結(jié)果和結(jié)論。具體地講就是研究工作的主要對象和范圍，采用的手段和方法，得出的結(jié)果和重要的結(jié)論。篇幅以150字左右為宜。 英文中宜用過去時態(tài)敘述作者所做的工作；用現(xiàn)在時態(tài)敘述結(jié)論；能用名詞做定語的就不要用動名詞做定語，能用形容詞做定語的就不要用名詞做定語。盡可能用主動語態(tài)代替被動語態(tài)。

關(guān)鍵詞橋梁坍塌原因傷亡風(fēng)險

近年來，國內(nèi)橋梁坍塌事故的報告時有發(fā)生。2012年，通車不到1年的哈爾濱陽明灘大橋發(fā)生坍塌，引橋箱梁傾翻，4輛卡車掉落，造成3死5傷的慘劇。事故發(fā)生后，橋梁工程的質(zhì)量和安全引起了社會的廣泛關(guān)注。但1年后人民網(wǎng)報道了國內(nèi)13起橋梁坍塌事故的處理情況，發(fā)現(xiàn)有8起事故未見最終責(zé)任處理，其中包括陽明灘大橋[1]。

橋梁作為一項生命工程，一旦發(fā)生坍塌事故，往往會造成嚴(yán)重的生命財產(chǎn)損失和惡劣的社會影響。本文收集了最近15年(2000～2014年)國內(nèi)發(fā)生的橋梁坍塌事故的相關(guān)信息，對事故的原因和風(fēng)險進(jìn)行了系統(tǒng)分析，希望能夠增加對我國橋梁坍塌事故的了解，為我國橋梁事業(yè)的發(fā)展提供借鑒。

1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

針對我國橋梁坍塌事故，許多專家學(xué)者進(jìn)行了研究。吉伯海等[2]認(rèn)為事故的發(fā)生大多是多種原因綜合作用的結(jié)果，并發(fā)現(xiàn)最容易發(fā)生坍塌的橋型是拱橋，橋梁長度越大坍塌的可能性越高。徐洪濤等[3]從設(shè)計、施工、營運(yùn)管理、水文地質(zhì)和自然災(zāi)害等方面分析事故發(fā)生的原因，總結(jié)了事故教訓(xùn)，提出了預(yù)防對策。何凱等[4]分析了一些重大橋梁坍塌事故發(fā)生的設(shè)計、建設(shè)、地理特征等方面的原因，闡述了有關(guān)橋梁坍塌事故中的問責(zé)機(jī)制。孫莉[5]、曹明旭[6]、汪廣豐[7]等對國外橋梁坍塌事故進(jìn)行了研究和分析，對指導(dǎo)我國橋梁事故的原因和預(yù)防提供了參考。

國外很早就已經(jīng)有專家對橋梁坍塌事故進(jìn)行了研究。I.E.Harik等[8]對1951～1988年間美國發(fā)生的114起橋梁坍塌事故的原因進(jìn)行分類，為“橋梁生命線設(shè)計”課題提供前期的數(shù)據(jù)支撐。Kumalasari Wandhana等[9]分析發(fā)現(xiàn)橋梁的平均使用壽命為52.5年，造成事故的最主要原因是洪水和碰撞。并且對1977～1981年,1982～1988年,1989～2000年3個時間段的事故進(jìn)行對比。María Victoria Biezma等[10]分析了鋼橋坍塌的主要原因，然后列舉了10個典型事故進(jìn)行說明，認(rèn)為橋梁事故對于提高橋梁性能認(rèn)識和提高安全水平有至關(guān)重要的作用。Edgar E. Muoz Diaz等[11]分析了1986～2009年哥倫比亞發(fā)生的63起橋梁坍塌事故，發(fā)現(xiàn)鋼橋事故36%的原因是結(jié)構(gòu)缺陷；混凝土橋梁事故64%的原因是沖刷和超載。

2橋梁坍塌事故統(tǒng)計

本文將橋梁所處狀態(tài)劃分為建造、運(yùn)營、維修和拆除4個環(huán)節(jié)。本文所指的坍塌是指橋梁在這4個環(huán)節(jié)中，橋梁的構(gòu)件發(fā)生破壞、傾覆或者位移，或者橋梁主體結(jié)構(gòu)發(fā)生損壞或者倒塌，致使橋梁結(jié)構(gòu)不能保障正常、安全的工作。

本文對每年發(fā)生的坍塌數(shù)量及造成的人員傷亡進(jìn)行了分析。圖1為近15年來橋梁坍塌數(shù)量的統(tǒng)計。15年共發(fā)生橋梁坍塌事故179起，相當(dāng)于每年發(fā)生11.93起，運(yùn)營階段發(fā)生事故最多。由變化曲線可知，運(yùn)營階段每年發(fā)生的事故數(shù)量與總量的起伏變化規(guī)律較為一致。建造階段每年發(fā)生的坍塌數(shù)量比較平穩(wěn)，維修和拆除階段每年發(fā)生事故的數(shù)量很低。

圖1　橋梁坍塌數(shù)量統(tǒng)計圖

3橋梁坍塌事故的原因分析

3.1　建造階段的事故原因

橋梁建造是指從工程開工建設(shè)到竣工驗收完成這個階段，主要包括樁基和承臺施工、墩臺施工、主梁澆筑或架設(shè)、橋面施工及各種輔助性工程。經(jīng)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，建造階段共發(fā)生橋梁坍塌事故58起，18起事故原因無法查明，剩下40起事故的原因分類統(tǒng)計見表1。支架問題是最主要的事故原因，其次是違法行為和違規(guī)作業(yè)，還有少量的是大風(fēng)、吊裝、船只撞擊等。

表1　建造階段橋梁事故原因統(tǒng)計

3.2運(yùn)營階段的事故原因

運(yùn)營階段是指橋梁工程竣工后交付使用，可供車輛、行人等使用，滿足交通要求。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，運(yùn)營階段發(fā)生橋梁坍塌事故106起，未知原因14起，已知原因統(tǒng)計見表2。洪水、超載、車輛和船只撞擊是造成運(yùn)營階段橋梁垮塌事件的主要原因，暴雨引發(fā)洪水，沖刷橋梁基礎(chǔ)及墩臺，容易破壞橋梁下部結(jié)構(gòu)。

表2　運(yùn)營階段橋梁坍塌事故原因分析表

3.3維修階段的事故原因

維修階段是橋梁運(yùn)營過程中，由于各種原因無法滿足交通要求，必須經(jīng)過維修加固才能繼續(xù)使用的過程。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)維修階段事故4起，2座橋梁坍塌原因未知，另外2座是由于支架問題和超載造成。

3.4　拆除階段的事故原因

拆除階段是指橋梁已無法滿足交通要求，通過維修加固不經(jīng)濟(jì)或者達(dá)不到使用要求，必須進(jìn)行拆除。拆除階段發(fā)生橋梁坍塌事故11起，共造成29人死亡，59人受傷。

表3對拆除階段橋梁坍塌原因進(jìn)行了分析，有5起事故是違規(guī)作業(yè)，1起是違法轉(zhuǎn)包，1起是起重機(jī)械。

表3　拆除階段橋梁坍塌事故原因分析表

3.5未知原因

有38起橋梁坍塌事故無法確定具體原因。其中，建造階段18起，運(yùn)營階段14起，維修階段2起，拆除階段4起。四川宜賓南門大橋2001年坍塌，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)承重鋼纜部分生銹，原因可能是設(shè)計缺陷，可能是施工材料問題，也可能是后期養(yǎng)護(hù)不到位。2004年深圳龍崗區(qū)矮江橋塌陷，該事故發(fā)生后竟然查不到設(shè)計和建設(shè)單位。原因可能是溶巖地形，可能是設(shè)計施工原因，也可能是超載。

4橋梁坍塌風(fēng)險分析

4.1　橋梁坍塌造成的人員傷亡統(tǒng)計

統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，179起橋梁坍塌371人死亡，604人受傷，69人失蹤。圖2是每年由于橋梁坍塌造成的人員傷亡情況。2007年和2010年死亡人數(shù)特別高，是因為當(dāng)年都有特大事故的發(fā)生。

圖2　橋梁坍塌人員傷亡統(tǒng)計圖

4.2　各階段坍塌數(shù)量及傷亡統(tǒng)計

將橋梁坍塌數(shù)量和傷亡人數(shù)按照不同階段進(jìn)行匯總。由圖3可知：①發(fā)生坍塌事故最多是在運(yùn)營階段，有106起，占事故總數(shù)的59.2%；建造階段發(fā)生事故58起，占32.4%；拆除階段發(fā)生事故11起，占6.2%；維修階段發(fā)生4起，占2.2%；②造成傷亡最多的是橋梁建造階段，比其他3個階段的總數(shù)還多；其次是運(yùn)營和拆除階段；維修階段出現(xiàn)少量傷亡情況。

圖3　各階段橋梁坍塌數(shù)量及人員傷亡統(tǒng)計表

4.3　風(fēng)險因子的定義及運(yùn)用

為了對不同情況下的風(fēng)險大小進(jìn)行定量分析，本文擬定2個風(fēng)險評價因子Ra和Rb。Ra表示橋梁坍塌造成的死亡人數(shù)與坍塌數(shù)量的比值。Rb表示橋梁坍塌造成的受傷人數(shù)與坍塌數(shù)量的比值。Ra是反映風(fēng)險大小的第一評價因子，Rb是第二評價因子

Ra=Nd/Nb

Rb=Ni/Nb

式中：Ra為風(fēng)險大小第一評價因子；Rb為風(fēng)險大小第二評價因子；Nd為死亡人數(shù)；Ni為受傷人數(shù)；Nb為橋梁坍塌數(shù)量。

由表4可見，建造階段風(fēng)險最高，每發(fā)生1起橋梁坍塌事故，可造成3.5人死亡，5.83人受傷。其次，是拆除階段。運(yùn)營階段風(fēng)險也偏高，維修階段風(fēng)險較低。表5對各階段事故主要原因的風(fēng)險因子進(jìn)行了分析。

表4　各階段風(fēng)險因子

表5　建造階段事故原因風(fēng)險因子

5結(jié)論及建議

通過對近15年來國內(nèi)179起橋梁坍塌事故的原因與風(fēng)險分析，可得出以下結(jié)論。

(1) 建造階段發(fā)生橋梁坍塌事故數(shù)量最多，風(fēng)險最高，支架問題發(fā)生的數(shù)量最多，風(fēng)險很大。違規(guī)作業(yè)發(fā)生的數(shù)量較多，風(fēng)險最高，是重點控制環(huán)節(jié)。

(2) 運(yùn)營階段發(fā)生的橋梁事故多，但是風(fēng)險一般。暴雨和洪水導(dǎo)致的事故多，風(fēng)險較大。爆炸是運(yùn)營階段風(fēng)險最大的原因，會造成大量人員傷亡，但其發(fā)生概率較小。

(3) 維修階段發(fā)生橋梁坍塌事故數(shù)量少，風(fēng)險低。

(4) 拆除階段發(fā)生橋梁坍塌事故的數(shù)量少，風(fēng)險較高。違法轉(zhuǎn)包和違規(guī)作業(yè)發(fā)生的數(shù)量多，風(fēng)險較高。起重機(jī)械發(fā)生的事故較少，風(fēng)險非常大。

(5) 從坍塌橋梁的類型來看，圬工結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)橋梁超過總數(shù)的80%，主要是拱橋和簡支板梁橋。這主要是由于早期設(shè)計和建造水平不足，材料缺乏所致。

橋梁坍塌事故是檢驗和加深結(jié)構(gòu)分析理論，提高和增加設(shè)計水平與經(jīng)驗，提升施工技術(shù)與管理水平，促進(jìn)運(yùn)營管理與養(yǎng)護(hù)的好案例。然而，許多的橋梁事故原因無法確定，這對提高橋梁建造水平，分析橋梁工作性能是重大的損失。另外，很多事故原因被簡單歸因于超載、撞擊，但橋梁結(jié)構(gòu)的質(zhì)量往往沒有深究，這是需要思考的問題。

參考文獻(xiàn)

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具體包括以下方面：

① 本文的研究目的或要解決的問題; ② 解決問題的方法及過程; ③ 主要結(jié)果及結(jié)論; ④ 本文的創(chuàng)新、獨到之處。

《交通科技》雜志社

Reason and Risk of Bridge Collapse in Recent 15 Years

YiRenyan,ZhouRuifeng

(Wuhan Real Estate Development & Investment Co.,Ltd., Wuhan 430042, China)

Abstract：In order to analyze the reason and risk of the bridge's collapse, the information of 179 bridges collapsed in China from 2000 to 2014, not caused by earthquake, were collected, including the time, place, injuries and deaths, and reasons. The analysis shows that construction stage has the largest risk, which caused a lot of death or injury of people. The main reasons include bracket problem, illegal operation, and illegal action. Most collapses happened in service stage, of which the main reasons are heavy rain or flood, overload, and collision by truck or boat. A few bridges failed in maintenance process, of which the main reason is bracket problems. The risk is very high in demolition process, of which the main reasons are illegal operation, illegal subcontract and hoist problems.

Key words:

收稿日期：2015-06-04

DOI10.3963/j.issn.1671-7570.2015.05.021