針對橋梁坍塌事故的研究

賀亞棟　劉蘭鵬　聶方基　王銘浩　王猛　宋揚

摘要：人類歷史伴隨著大工業化與交通運輸業的發展而發展壯大起來的現代化的橋梁業，到目前為止已經有200多年的發展歷史。回顧它的發展歷史，我們不會很難地發現，現代化的橋梁是在和病害甚至是事故的發展斗爭中不斷穩步前進的。 現代化的橋梁所使用的本質材料的自身所屬的性能也會不斷地進行退化作用，與此同時也會導致其中的結構各部分內的不同程度上的劣化和損害。 本文從現代化的橋梁在構建和實際使用過程中根據以往經常遇到的幾大類的問題為基本出發，通過相關的統計的數據和實際案例來闡述一下現代化的橋梁事故的具體原因以及帶給我們的深刻經驗教訓。

關鍵詞：橋梁坍塌；坍塌原因；經驗教訓

引言

伴隨著國民經濟的迅速發展和城市化進程的速度不斷地加快，國家大力發展交通基礎工程，建立了便捷的現代化的交通的網絡，這一措施對于促進經濟的穩定發展、加強地區性的文化的交流等方面有著十分重要的意義。現代的橋梁作為連接現代化交通建設的"咽喉"，它不僅僅要保證橋上行車交通的順利進行，更要保證它的橋下水流的合理排泄、橋下船只的通行。由于反復承受著車輪磨損、沖擊，遭受暴雨、洪水、風沙、冰雪、日曬、凍融等自然因素的侵蝕破壞，極大一部分的建筑的材料它的性質也會伴隨著使用的時間的不斷增長會發生嚴重的衰變，橋梁的安全性能將會受到很大的影響。同時在設計橋梁和具體施工兩方面達不到應有的要求以及加上近些年我國的交通情況和重型的汽車數量的不斷地快速增長，這也造成了道路上橋梁的使用的功能與橋上行車的服務質量的不相適應，甚至于發生了橋梁破壞的倒塌事故，造成交通的中斷等嚴重后果。近些年以來，國內國外也經常會有報道正在建或已經建的橋梁發生的坍塌事故，造成了大量的人員傷亡、設備的損壞等一系列重大的經濟和社會的負面影響。

1：形成原因

一、自然類的災害對現代橋梁的破壞包括自然界的多種不可抗力（地震、洪水等），我們現存的現代化橋梁就無法避免這樣的禍端，就必然會遭到它們不同程度上的破壞，例如：（1）、洪水以及泥石流對于橋梁的巨大破壞；（2）、地震所造成的橋梁的破壞；（3）、風、風沙對于現代化橋梁的破壞。本文的目的就在于研究上述這些因素對于現代化橋梁的破壞情況，把握它發生的規律與經驗，以用來盡量減少類似的相似事故的出現。

二、人為的因素，對于橋梁的破壞人為因素包括：（1）、車輛、船舶的撞擊橋梁對于橋梁造成的巨大的破壞；（2）、超載的情況對橋梁所造成的巨大的破壞；（3）、設計橋梁和實際施工的失誤對于橋梁所造成的破壞上設計的理論的體系和結構體系不足夠完善，施工的工藝不足夠合理、同時在使用的過程中管理的水平低下也是造成橋梁的人為破壞的主要原因。橋梁坍塌的事故將會造成重大的財產以及生命的損失，即分析了也總結了以往發生過事故的經驗與教訓，對從今以后的橋梁的建設有著很大的借鑒作用。也正是在這種情況的影響下，本文同時選擇了分析橋梁事故這一課題，希望能給橋梁建設的人以警告與借鑒，為未來現代化的橋梁設計以及建設提供一些必要性的參考和經驗指導。

2：嚴重垮塌事故

1、Quebec Bridge事故的原因：橋梁設計考慮的不足，構件的失穩

位于加拿大東部的魁北克省的圣勞倫斯河之上的Quebec Bridge本來應該是著名的設計師Theodore Cooper的一個真正意義上的有價值的不朽的杰作之一。作為在當時具有世界上最長跨度的鋼懸臂橋，Cooper忘乎所以地把橋梁的主跨度由490m延伸長至550m，想以此來來節省建造的橋墩所在基礎的成本價格。1913年，這座橋梁的建設重新進行，然而更不幸的是：悲劇竟然再次發生了。1916年的9月，橋梁中間跨度最長的一段發生了意外，橋身在被舉起來的過程中突然掉落坍塌。結果又有13名工人被奪去了寶貴的生命。事故發生的原因竟是舉起過程中一個支撐點所需的材料指標達不到位造成的。1917年，在經歷過兩次慘痛的悲劇之后，魁北克大橋終于竣工通車，這座大橋至今為止依然是世界上最長的懸臂的跨度大橋。

2、Tacoma Narrows Bridge 事故原因：對理論的認知有限，風力毀壞位于美國華盛頓州的塔科馬海峽上的塔科馬海峽大橋。第一次建設塔科馬海峽大橋在1938年的11月到1940年的7月，中間跨度853m。在它建造的最后階段，人們突然發現橋梁在微風的吹動下會就出現搖動甚至于扭曲到變形的狀況，駕車的司機在大橋上駕車時甚至可以見到后端的汽車尾部會隨著橋面的擺動一會兒消失一會兒出現的奇秒景觀。1940年的11月7日，橋梁在遠遠低于設計中風速的19m/s（類似于八級大風）的風速下發生強烈的來回擺動，薄弱的橋面經受了70分鐘振幅不斷增大的反對稱的扭轉振動的運動，這最終導致了橋面折斷墜落到峽谷中。

3：預防措施

（1）建立預防事故發生的長效機制

減少發生事故的最可靠且有效的方法就是進行預防，俗話說：防患于未然。具體的做法就是：管理的高層首先就要樹立高度得安全意識，嚴格進行監管；其次就是要形成穩定的科學的有效的制度管理，出臺明白的細則，以減少制度的漏洞；在安全投資、工期矛盾時，要始終堅持著安全與生產第一的原則。設計橋梁、實際施工、橋面養護等重要的部門更要抓好安全培訓的教育，提高安全的生產的意識，樹立安全的意識是橋梁的建設與管理的生命線上的觀念；同時也要提高人員的素質，堅持質量為本的理念，切記勿要因小失大。

（2）建立健全科學的橋梁風險評估的體系

科學的風險評估要逐漸改變從以往的單一性方面的風險評價（只考慮單一的因素）過渡到全方位的貫穿于整個工程規劃、橋梁設計、實際施工、操作運營等各個階段的風險的評估。風險評估同時也要注意在基礎性資料的收集，建立相關的橋梁數據庫，施工總結和事故研究，將現有資料集中，建立健全科學的、采用客觀性的評價的方法。加強重點性橋梁工程的施工與監控，全面的結構性的十分健康的檢測，制定全面的相應的科學性合理的事故的應急方案，貫徹落實具體的相應的措施。對大量的現役中小橋梁的安全狀況進行全面的檢查，根據相應的實際情況進行評定等級，嚴格地執行關于各式各樣的橋梁養護的措施來維持規定。

（3）加強科研的力度，及時修訂現有的規范

伴隨著社會經濟的不斷發展，各種交通工具的數量、載重力度等迅猛地發展，陳舊的規范早就已經不再滿足于新的需求，這就涉及到關于規范的修訂。而規范的修訂則是建立在實踐的經驗和科學的研究基礎上的，所以要重視在生產和實踐中的所收獲的經驗和教訓的總結和新的橋梁設計、事故經驗的研究，縮短所定規范的改訂周期，力求反映出最新的科研的成果。

4：結論

根據歷史來看橋梁倒塌事故發生的原因有很多種，但總的來說還是可以總結相關規律的；我們應該要科學的對待每一起倒塌的事故，總結出相應的經驗，找出相應對策。減少人員的傷亡。別讓任何一座橋下有著任何一個冤魂。

作者簡介：

賀亞棟（1996年10月9日），男，漢族，山西臨汾人，本科，鄭州大學水利與環境學院 ，道路橋梁與渡河工程，研究方向： 道路橋梁 。