摘　要：橋梁作為跨越江河以及交通線的人工構(gòu)造物，由于其施工方式的復(fù)雜性，以及運(yùn)營環(huán)境的不確定性，在一定自然或人為因素下將有可能導(dǎo)致工程事故。本文通過調(diào)查近幾年來在橋梁施工和運(yùn)營當(dāng)中發(fā)生的垮塌事故，分析和總結(jié)了導(dǎo)致事故發(fā)生的自然和人為因素：包括洪水地震危害、設(shè)計考慮不足、施工方法不當(dāng)、項目管理疏忽、車輛超載等。通過典型橋梁垮塌案例分析，討論各種風(fēng)險因素的影響及其解決方法，對今后橋梁工程的設(shè)計施工和運(yùn)營管理有一定的借鑒意義。

　　關(guān)鍵詞：橋梁事故;橋梁設(shè)計;運(yùn)營維護(hù);事故分析;消減措施

　　Abstract: as a bridge across the rivers and lines of communication artificial installations, because its construction of the complexity of the way, and the uncertainty of the operating environment, in a certain natural or man-made factors will likely lead to engineering accident. This article through the investigation in recent years in bridge construction and operation of the collapse occurred, analyzes and summarizes the cause of the accident of natural and human factors, including the flood of earthquake hazards, design planning, construction method is undeserved, project management oversight and overloading of vehicles. Through the typical bridge collapse case analysis, discuss the influence of various risk factors and the solutions for future bridge engineering design and construction and operation management have a certain significance.

　　Keywords: bridge accident; Bridge design; Operation maintenance; The accident analysis; Cut measures

　　中圖分類號：U445.7+1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

　　1.引言

　　隨著我國鐵路和公路的大力建設(shè)，城市交通線不斷擴(kuò)展，橋梁的需求日益增多。同時，我國現(xiàn)有橋梁超期超載服役情況非常普遍，橋梁災(zāi)害甚至橋梁的坍塌事故不斷發(fā)生，造成了人員傷亡和財產(chǎn)損失。因此，廣泛收集和調(diào)查近年來的橋梁垮塌事故，分析其發(fā)生的原因，研究預(yù)防和控制策略，對今后的橋梁建設(shè)和管理工作具有一定借鑒意義。

　　西南交通大學(xué)的徐洪濤[1](2006)對2006年以前我國橋梁事故的典型案例做了分析和探討。中南大學(xué)侯秀麗[2](2006)在其碩士學(xué)位論文中，回顧了歷史上由于重大水害、泥石流、冰凌、風(fēng)沙以及地震等自然因素所造成的橋梁坍塌事故。同濟(jì)大學(xué)的葛耀君[3](2009)提出橋梁可持續(xù)發(fā)展概念包括兩個目標(biāo)、三個尺度和四個要求，并對2001~2008的全球范圍內(nèi)的橋梁坍塌事故進(jìn)行了統(tǒng)計和歸納。本文主要針對2007年來我國發(fā)生的橋梁垮塌案例，分析其規(guī)律性，總結(jié)導(dǎo)致橋梁垮塌事故的自然和人為因素。

　　1. 近年來我國橋梁事故概覽

　　關(guān)于2007年來我國橋梁垮塌事故資料的收集方式主要通過檢索互聯(lián)網(wǎng)(包括交通部網(wǎng)站、安監(jiān)局網(wǎng)站、新華網(wǎng)、搜狐網(wǎng)等)、媒體報道和學(xué)術(shù)期刊等。其中人員傷亡項主要取自當(dāng)時新聞報道，可能隨著事態(tài)發(fā)展，傷亡人數(shù)會略有增長，但該數(shù)據(jù)仍具有一定的統(tǒng)計意義。在資料收集和調(diào)查中遵循客觀公正原則，將結(jié)果匯集于表1。

　　表1 2007年以來我國橋梁重大垮塌事故列表

　　注1：由2008年四川地震所引起的6100余座橋梁倒塌事故未計入。

　　注2：本文中的垮塌是指橋梁上部結(jié)構(gòu)發(fā)生功能性損壞，并影響交通或工期，包括完全或部分垮塌。

　　綜合表1信息，2007年以來發(fā)生的三十余起橋梁重大垮塌事故的當(dāng)中，直橋占72%以上。

　　統(tǒng)計事故發(fā)生的時期，在使用壽命期間發(fā)生垮塌的橋梁多于施工期間，達(dá)到58%，建設(shè)階段即倒塌的橋梁占36%。而株洲市紅旗立交橋和綏棱縣努敏河橋的坍塌案例較為特殊——在拆除期發(fā)生預(yù)料外垮塌，并造成了人員傷亡。

　　按照事故發(fā)生階段以及橋梁類型進(jìn)行匯總(在已列舉的事故當(dāng)中，18%的橋梁缺乏相關(guān)資料，其形式暫無法確定，故列入其他項目)。在我國近年來垮塌的橋梁，梁橋占一半以上，其次為拱橋，二者之和占到所有垮塌橋梁總數(shù)的76%以上。見表2。
 

　　表2 2007年以來我國垮塌橋梁橋型對比

　　按照橋梁垮塌的程度，進(jìn)行分類匯總(垮塌程度暫無法獲知的案例列入不明項)，可知在施工建造時期橋梁的垮塌一般為部分垮塌;在運(yùn)營階段，由于運(yùn)行條件和影響因素眾多，其垮塌程度往往難以預(yù)料。見表3。

表3 2007年以來我國橋梁垮塌程度對比

　　分析上述事故中的人員傷亡，如圖1所示，在建設(shè)階段事故造成的傷亡數(shù)量遠(yuǎn)高于運(yùn)營階段，死亡人數(shù)約為其他階段的3.3倍。究其原因，主要是橋梁搭建過程中發(fā)生意外會造成眾多施工人員的傷亡，因此施工階段的安全保護(hù)措施應(yīng)得到格外重視。

　　圖 1 橋梁坍塌事故中傷亡人數(shù)統(tǒng)計

　　2. 導(dǎo)致橋梁垮塌的自然因素簡述

　　3.1. 洪水對橋梁基礎(chǔ)的危害

　　2008年6月20日凌晨，受到連日持續(xù)強(qiáng)降雨影響，臨近廣東韶關(guān)南雄附城的全安鎮(zhèn)一座長13米、寬6米的橋梁突然被洪水沖跨，致使當(dāng)?shù)?.5萬民眾出行受阻。

　　一般情況下，河底泥沙被水流沖走后，會有相應(yīng)的泥沙來補(bǔ)充。但由于洪水流速極快，橋墩附近的泥沙被沖刷淘空后沒能得到及時補(bǔ)充，橋墩向下塌陷，最終導(dǎo)致梁體變形破壞和橋面垮塌。

　　3.2. 地震對橋梁損害嚴(yán)重

　　據(jù)交通部統(tǒng)計，在2008年5月12日汶川地震中，共損毀橋梁6140座。

　　圖 2 某橋地震后出現(xiàn)落梁破壞

　　南京工業(yè)大學(xué)的李鴻晶等[4](2009)通過對汶川地震現(xiàn)場的考察，分析了西部山區(qū)地震中橋梁的損毀特點(diǎn)。在地震中損害嚴(yán)重的橋梁多表現(xiàn)為上部結(jié)構(gòu)位移過大或落梁，而橋墩震害普遍較輕，說明橋梁上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)連接是橋梁抗震的薄弱環(huán)節(jié)。

　　另外橋臺發(fā)生破壞的橋梁在地震中比較多見，橋臺破壞的主要原因是主梁與橋臺相互作用或橋臺地基滑移、震陷等導(dǎo)致的橋臺開裂。

　　3. 導(dǎo)致橋梁垮塌的人為因素分析

　　4.1. 我國公路橋梁設(shè)計規(guī)范要求偏低

　　現(xiàn)行橋梁設(shè)計規(guī)范中極限狀態(tài)法所采用的多項安全系數(shù)主要是在統(tǒng)計及概率分析的基礎(chǔ)上得出的，雖然較容許應(yīng)力法由經(jīng)驗確定安全系數(shù)的方式科學(xué)，但其所成立的基礎(chǔ)還包括施工質(zhì)量和材料質(zhì)量的提高。然而實(shí)際上在現(xiàn)階段我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的大環(huán)境下，工程施工質(zhì)量及材料性能并未得到較大提高，從而造成了橋梁結(jié)構(gòu)的整體儲備降低和結(jié)構(gòu)的不可靠。

　　據(jù)統(tǒng)計，與其他國家相比，我國公路橋梁規(guī)范規(guī)定的活載效應(yīng)分項系數(shù)明顯偏低：我國為1.4，而美國為1.75，英國為1.73。在計算橋梁構(gòu)件承載力時，我國規(guī)范規(guī)定的材料設(shè)計強(qiáng)度又定的偏高，以致我國橋梁的設(shè)計承載能力總體上僅為英美國家的60%~70%。為應(yīng)對我國公路普遍存在的超載運(yùn)輸現(xiàn)象，建議根據(jù)當(dāng)?shù)亟煌�流量，在橋梁設(shè)計時相應(yīng)提高荷載標(biāo)準(zhǔn)。國家交通主管部門應(yīng)針對各地區(qū)公路運(yùn)輸特點(diǎn)盡快制定新的設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)。

　　另外，按照我國04橋規(guī)算得的沖擊系數(shù)與美國、加拿大、英國等國規(guī)范相比偏小，偏不安全。

　　中南大學(xué)胡漢舟等[5](2002)進(jìn)行了幾座大橋沖擊系數(shù)在不同規(guī)范下取值的比較。與同樣以橋梁基頻計算沖擊系數(shù)的加拿大規(guī)范相比，按照我國04橋規(guī)計算得到的沖擊系數(shù)只達(dá)到后者的1/5~1/3。考慮到當(dāng)前超載現(xiàn)象嚴(yán)重，沖擊系數(shù)計算方法的修正顯得更加重要和迫切。

　　4.2. 設(shè)計不當(dāng)產(chǎn)生的安全隱患

　　在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的大環(huán)境下，各設(shè)計單位任務(wù)繁重，很多項目缺乏足夠的審核與優(yōu)化就匆匆進(jìn)行施工，許多的構(gòu)造細(xì)節(jié)并未進(jìn)行充分演算。

　　在設(shè)計過程當(dāng)中，單純以滿足規(guī)范為目標(biāo)，不考慮施工時是否能夠?qū)崿F(xiàn)。例如為滿足鋼筋要求，采用過小的鋼筋間距和保護(hù)層等。由于各構(gòu)件單獨(dú)繪制，常常造成鋼筋沖突，需要在施工中相互避讓，導(dǎo)致鋼筋錯位，影響混凝土澆注密實(shí)，并導(dǎo)致保護(hù)層不足等問題[6]。

　　另外在設(shè)計當(dāng)中不考慮后期檢查和養(yǎng)護(hù)需要，使橋梁安全檢測和日常維護(hù)難以進(jìn)行。

　　4.3. 施工過程中存在的問題

　　分析表1數(shù)據(jù)中引起橋梁坍塌事故的原因，在橋梁建造期間發(fā)生的垮塌事故當(dāng)中，33%是由于模架支撐系統(tǒng)存在問題，導(dǎo)致模架失穩(wěn)梁體坍塌。究其原因，除支架在設(shè)計時可能出現(xiàn)的偏差外，招投標(biāo)暗箱操作，施工單位缺乏安全責(zé)任意識、擅自變更設(shè)計，以及監(jiān)理單位監(jiān)管不嚴(yán)都是導(dǎo)致責(zé)任事故重要原因。

　　2009年8月24日上午，正在修建的清澗縣玉家河鄉(xiāng)前張家河大橋突然倒塌，橋上作業(yè)的12名工人同時墜落，造成7人受傷、5人死亡，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)200余萬元。事后調(diào)查得知，其承包人在工程伊始就偷工減料，將原設(shè)計76cm的石材降低至70cm，并將施工方法變更為木架支撐，相關(guān)監(jiān)管人員在了解情況之后依然聽之任之，最終引發(fā)橋梁整體垮塌的慘劇(圖3)。

　　圖 3 張家河大橋垮塌事故現(xiàn)場

　　另外，在施工過程中，施工單位缺乏相應(yīng)資質(zhì)，不嚴(yán)格按照施工規(guī)范辦事，未進(jìn)行完善的施工組織設(shè)計，工序混亂，盲目趕工期不顧工程質(zhì)量等等，都是導(dǎo)致橋梁垮塌事故的重要原因。

　　4.4. 運(yùn)營管理不當(dāng)

　　隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和公路等級提高，道路交通量急劇增加。超載車輛不斷增多，超載成了破壞橋梁的第一殺手。在表1所展現(xiàn)的三十余起坍塌事故中，從橋梁竣工到橋梁垮塌多為20~40年之間，其中47%以上是由于車輛超載，23%為車船撞擊。

　　超載車輛在公路上行駛，對橋面的破壞短期并不明顯，但隨著時間的椎移，破壞會越來越嚴(yán)重，造成路面大面積破損，使行車速度降低，油耗加大，形成橋梁損傷積累，甚至發(fā)生橋梁垮塌事故。

　　針對超載現(xiàn)象帶來的對橋梁的危害，一方面規(guī)范制定部門應(yīng)進(jìn)一步完善規(guī)范當(dāng)中完善承載力與耐久性要求，設(shè)計人員應(yīng)在滿足規(guī)范要求的基礎(chǔ)上，適當(dāng)提高安全儲備;另一方面，車主個人應(yīng)提高安全責(zé)任意識外，公路管理部門也應(yīng)加強(qiáng)管理，減少超載現(xiàn)象的發(fā)生。以東柳林橋為例：2007年8月15日，一輛總重達(dá)183.2t貨車從該橋上駛過。重壓之下，西半幅橋面整體垮塌(圖4)。這輛六軸貨車超限運(yùn)輸比率達(dá)233.1%，實(shí)際載貨量接近三節(jié)火車皮。而在此之前，這輛嚴(yán)重超載的貨車已經(jīng)安然通過了多個檢查點(diǎn)。

　　圖 4 東柳林橋垮塌事故現(xiàn)場

　　船舶撞擊是導(dǎo)致跨河跨海大橋垮塌的另一重要原因。2008年3月27日，某貨輪穿越在建的寧波金塘大橋非通航橋孔時，船舶桅桿與該橋橋面發(fā)生碰撞，造成該橋孔兩橋面箱粱塌落，砸在貨輪駕駛臺上，致使船舶駕駛臺前部坍塌，4名船員遇難(圖5)。而在2009年11月18日，一艘在大浪中走錨的韓國籍散貨船再次刮擦橋墩，所幸并未造成大橋結(jié)構(gòu)性損傷。

　　圖 5 金塘大橋坍塌事故現(xiàn)場

　　為避免船舶撞跨橋梁的慘劇再次發(fā)生，不僅在設(shè)計當(dāng)中要加入防撞設(shè)計，在運(yùn)營期間，航運(yùn)部門也應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測力度，及時更新航海圖，減少撞擊事故。

　　4. 結(jié)語

　　修訂我國城市橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，提高在安全與耐久性上的要求。

　　設(shè)計人員應(yīng)充分重視構(gòu)造細(xì)節(jié)的設(shè)計，不局限于滿足規(guī)范要求。針對公路普遍存在的超載現(xiàn)象，設(shè)計人員可考慮提高設(shè)計荷載標(biāo)準(zhǔn)，同時交通管理部門應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)管和懲治力度。

　　針對船舶撞擊導(dǎo)致的橋梁垮塌事故，設(shè)計人員應(yīng)注意進(jìn)行防撞設(shè)計，航運(yùn)部門應(yīng)加強(qiáng)對于大橋附近船舶行駛的監(jiān)控，及時公示河海航圖。

　　施工單位應(yīng)加強(qiáng)安全責(zé)任感，設(shè)計變更時應(yīng)嚴(yán)格履行相關(guān)程序，加強(qiáng)與設(shè)計人員的交流協(xié)調(diào)。

　　對現(xiàn)役橋梁，應(yīng)加強(qiáng)維護(hù)管理工作，建立橋梁維護(hù)及使用情況動態(tài)檔案.定期檢測反饋。

　　建立嚴(yán)格的橋梁安全問責(zé)機(jī)制，落實(shí)設(shè)計、施工、監(jiān)理單位的安全責(zé)任.從根本上遏止橋梁重大垮塌事故的發(fā)生。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 徐洪濤, 郭國忠, 蒲煥玲, 苑敏. 我國近年來橋梁事故發(fā)生的原因與教訓(xùn).[J]中國安全科學(xué)學(xué)報,2007.11:90-95

　　[2] 侯秀麗. 橋梁工程重大坍塌事故調(diào)查與分析.[D]中南大學(xué)：碩士學(xué)位論文,2006:5-50

　　[3] GE Yaojun, Xiang Haifan. Towards Sustainable Development of Bridge Engineering: Chinese Lessons and Experiences. [C]33rd IABSE Symposium,2009

　　[4] 李鴻晶, 陸鳴, 溫增平, 羅韌. 汶川地震橋梁震害的特征.[J]南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2009.1:24-29

　　[5] 胡漢舟，葉梅新. 橋梁事故及經(jīng)驗教訓(xùn).[J]橋梁建設(shè),2002.3:71-75

　　[6] 金玉泉. 橋梁的病害及災(zāi)害.[D]同濟(jì)大學(xué)：碩士學(xué)位論文,2006