橋梁安全耐久性與病害事故分析

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摘要：伴隨著經濟的發展，橋梁作為最基本的交通設施，在加快兩岸要素的流通、提高城市化進程、促進經濟與社會、人與自然的和諧發展等方面起到了不可替代的作用。但同時，橋梁質量的安全性問題和耐久性問題也是不可忽視的。本文試圖從橋梁安全耐久性的定義出發，深入分析引起橋梁耐久性病害的因素，并借助實際案例來具體闡述。

關鍵詞：橋梁；結構安全耐久性；病害事故

橋作為重要的基礎設施建設，連接四海，溝通八方。大橋的建成通車有利于人流、物流、資金流的融會貫通，對一個城市的經濟發展和傳統生產方式的轉變有著極其重要的意義。橋梁一旦發生坍塌，所帶來的損失是不可以估量的。因此橋梁的安全與耐久性越來越受到人們的重視。近些年，我國某些地區出現了沒有考慮安全耐久性而提前結束使用壽命的橋梁，這極大地造成了資源的浪費，同時又給人們生活帶來不便。對橋梁安全性和結構耐久性能的提高將是人們越來越關注的焦點。

一、橋梁安全耐久性的定義

橋梁的安全性是指在橋梁在施工過程和使用過程中，不僅承受來自環境外部的各種力，并且在一些偶然事件進行時和發生之后，仍能保持必要的整體穩定型的能力。也就是說橋梁要盡大可能地具有承載力，以保證橋梁在各種意外時能夠穩定不垮。

橋梁的耐久性是指橋梁在日常的使用和維護條件下，隨著使用時間的增長，仍能保持自己在建造初期的既定功能。也就是說橋梁在各種因素的共同作用下，在投入養護和維修的成本固定的情況下，在其使用周期內，保持橋梁的安全性的能力。耐久性的內涵不僅包括了長久的使用生命力，還包括了經濟上地最大節儉持久。

二、影響橋梁安全耐久性的原因及對病害事故的分析

造成橋梁安全耐久性病害的因素來自由方方面面，從橋梁的設計到施工，從橋梁的勘測到使用與養護，并且與橋梁的結構類型、當地的地質因素、環境的惡劣因素都有著不同程度的關系。具體來說，可以從以下幾個方面進行分析：

（一）設計上本身存在著缺陷

橋梁的發展是一個漫長的工程發展過程，在不同的歷史階段內，對自然規律的理解有限，再加上受制與當時的生產力水平與經濟狀況，設計上難免出現不夠規范。在現階段，由于某些設計師過于追求橋梁的結構構造，而忽視了對其設計的合理性判斷，沒有充分考慮混凝土收縮以及溫度效應等因素。這種認識性因素也是影響橋梁的安全與耐久性的重要原因。

事故1：惠林橋和塔科馬海峽的倒塌。美國人埃勒脫雨1849年主持設計建造的跨越俄亥俄河的惠林懸橋，因其設計考慮的不周，忽視了空氣風動力振動的影響，最終這座有名的橋在1854年，被一場大風給摧毀了。

事故2：華盛頓州的塔克瑪雅海峽橋于1840年建造，跨徑853米，同年11月就趕上了一場8級大風，橋面擺動幅度達到8.5米，最終橋被摧毀。原因則是當時的建造師沒有考慮到共振原理。大橋坍塌時風速約為每小時40英里，由于空氣彈性顫振引起，涉及到力學上的扭動變形，中心不動，兩邊也隨之扭曲，并最終使鋼筋因震動發生斷裂，導致橋最終倒塌。

（二）汽車的超載運行

汽車超載情況可以分為三種。第一種是橋梁修建時間過長，其原有的設計考量遠遠低于現在運行的車流量，橋梁進行負荷承載。第二種是雖然是現時段修建的橋梁，但其實際通行的車流量遠遠超過設計初期所預計的車流量。這兩種情況都是設計的負荷量過低而實際的車流量過高，屬于正常的交通量過大。最后一種則是車輛違法超載。這一種在我國的公路運輸中隨處可見，占據了絕大比例的汽車超載運行情況。這樣的超載情況貧乏，就使橋梁疲勞力幅度增大，橋梁負擔的壓力過大，很容易引起橋梁的結構性破壞，嚴重時甚至會造成橋梁的坍塌。這種超載運行，對橋梁安全性和耐久性的危害是致命的。

事故1：錢江三橋是一座著名的跨斜拉索大型橋梁，它于1993年動工建成。2005年和2010年的時候，對錢江三橋都進行了一定時期的封鎖維修活動。2011年7月15日，錢江三大橋發生塌陷事故。后經調查，確認其坍塌主要原因是車輛超限超載。大橋禁止8噸以上的大型貨車運行，但僅就事發當天一個小時內，通過大橋的60噸以上的車輛達10輛之多，100噸以上的4輛。

事故2：2009年12月開工建設的哈爾濱陽明灘大橋于2011年建成通車，在2012年8月時，陽明灘大橋垮塌，橋上4輛貨車從橋上翻下。調查結果是由于車輛嚴重超載導致匝道傾覆。橋上的4臺貨車核載經過調查人員的稱重，總量為102.135噸，實際載重量為395.4噸，屬于嚴重超載。

（三）施工過程不當

某些建筑團隊位了謀得不發經濟利益，將施工采用的材料換成質量較次、價格較便宜的材料。材料的以假亂真、以次充好的違法現象，嚴重影響了一個橋梁的質量。有些建筑團隊缺少工程實踐與應用經驗，在施工過程中會出現工藝程序不當或落后，這也會對橋梁的安全性與耐久性產生影響。

事故1：2000年11月27日，深圳東部快速路在建的鹽壩高速公路橋面突然坍塌，直接塌陷的長度為起點高架引橋的30至50米長。經過調查和驗證，導致其坍塌的主要原因是在施工執行不當，導致中立桿垂直高度誤差偏大。再加上部施工人員沒能將部分扣件完全擰緊；且錯誤在水平桿架連接的過程中沒有采用搭接方式，使支架整體的穩定性受到很大損害。

事故2：1998年2月，湖北巴東縣焦家灣大橋突然坍塌。經查證，這座正在施工中的大橋坍塌直接原因是木拱架的質量低劣以及石拱圈的砌筑方法不當。此建筑工程中，施工人員偷工減料，使用劣質材料。

（四）橋梁維修與養護工作的忽視

許多橋梁工程只重視橋梁的設計和施工階段，往往在其投入使用后忽視了對橋梁的維修和養護。橋梁團隊由于缺乏的法制觀念，忽視了法律中要求的后續管理；同時又缺少基本的科學管理先進思維與風險投資意識。橋梁在初受損害時，進行救助和彌補的代價非常小，然而大部分橋梁團隊只有在橋梁出現了直觀上的較大損失時才去進行修補。這樣，橋梁在日積月累的消耗中沒有得到及時的養護，其安全性和耐久性自然會大大降低。

事故1：德國的Kohibrand Estuary橋由于養護不當，橋梁的斜拉鎖被腐蝕嚴重，建成后不過三年，就將橋上的所有斜拉鎖都換了一遍。

事故2：委內瑞拉有名的Maracaibo橋，由于養護不良，在使用了16年以后，橋上的索全部換掉。

（五）意外因素

許多不可預見與不能避免的強大自然災害也對橋梁的安全性和耐久性進行著嚴峻的考驗，如洪水、颶風、地震等。風雨自然的侵襲和資質環境潛移默化的改變，都會影響著橋梁的鋼筋混凝土、構件截面與受力的分布。

事故1：1976年我國發生了7.8級的唐山大地震，毀壞了數道橋梁。

事故2：2000年8月，臺北省的高平大橋突然斷裂垮塌。據調查，事故發生的原因是臺風造成河水暴漲，這座連接高雄與屏東的大橋基礎由于早已裸露，被河水沖垮，所以導致大橋下陷坍塌。

三、小結

經濟和社會的快速發展對橋梁建設的需求也日益擴大，橋梁在促進兩岸地區的城市發展以及提高人民生活質量等方面起著重要的作用。但應該看到在橋梁建設中事故也是頻繁發生，許多橋梁在沒有達到預期使用周期時就已經出現各種各樣的問題，甚至出現垮塌現象，這一切都說明橋梁建筑中對安全性和耐久性性能的忽視。因此，在現階段的發展中，我們應當針對橋梁構建中造成橋梁安全耐久性病害的原因進行探討和分析，這樣才能對癥下藥，更好地進行橋梁建設與發展。

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