虎門大橋異常振動,願橋梁垮塌的悲劇不再上演

2020-12-25 騰訊網

天災少,人禍多。

橋梁是我國交通運輸基礎設施建設中重要的一環,一座座跨越江河、懸崖和大海的橋梁組成了我國川流不息的經濟命脈。近日,廣東虎門大橋在風中發生了異常振動,最終被臨時關閉檢修,在全國範圍內引發了廣泛的關注與擔憂。這說明橋梁的安全問題不僅會帶來巨大的經濟損失,還會引發社會上的不穩定情緒。因此,橋梁的安全性是一個不容忽視的問題。

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上下起伏的虎門大橋(圖源:央視新聞)

不幸的是,即使是在科技快速發展的今天,國內外橋梁垮塌的事故仍然時有發生。除了極端惡劣天氣之外,仍有一大部分橋梁事故是由於人為因素造成的,例如橋梁設計不合理、施工流程或選用材料不合格以及後期維護缺失等。

不合理的橋梁設計是錯誤根源

20世紀40年代,美國第三大懸索橋塔科馬海峽大橋在遠低於設計風速的大風天氣下由於劇烈的起伏振動而最終整體坍塌,令世界震驚。後來經查證,塔科馬海峽大橋的坍塌是由於在設計之初沒有考慮到流體力學中著名的卡門渦街現象。自此之後,全世界的建築設計師們才開始認真考慮卡門渦街對建築物到底有多嚴重的危害。而據推斷,虎門大橋的異常振動也與卡門渦街現象有關。

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劇烈晃動的塔科馬海峽大橋(圖源:VICE)

衛星雲圖中的卡門渦街現象 (圖源:鳳凰網)

塔科馬海峽大橋失敗在於專業知識上的認知不足,加拿大魁北克大橋的失敗則在於設計師的自負與輕率。魁北克大橋於1900年開始由美國著名橋梁設計師庫珀設計與監督施工。極度自信的庫珀在施工多處弦杆發生明顯彎曲的情況下,仍然執意推進施工進程,只為以最低的成本完成大橋的建設。結果,魁北克大橋歷經兩次坍塌,死亡88人,才最終在1917年艱難竣工。

魁北克大橋(圖源:搜狐)

偷工減料危害嚴重

1994年,韓國漢江上聖水大橋的一段橋面突然坍塌,導致了33人死亡。這次事故的主要原因是橋梁施工方東亞建築公司在施工過程中不按照圖紙要求進行,故意偷工減料,使用了疲勞性能較差的劣質鋼材。時任韓國總理李榮德因此次事故而引咎辭職。

聖水大橋(圖源:搜狐)

維修保養是最後一道防線

美國I-35W密西西比河大橋最早在1990年便被發現出現了嚴重的腐蝕現象,卻沒有受到當地政府的重視。十年後,明尼蘇達大學發現該橋出現了嚴重的扭曲變形和鋼材疲勞現象,並提出了垮塌警告,卻仍然未收重視。2007年,這座大橋終於承受不住交通壓力而垮塌,造成了至少8人死亡。

I-35W密西西比河大橋(圖源:搜狐)

我國橋梁安全形勢嚴峻

目前,我國橋梁安全問題不容樂觀,全國多地都曾發生與上述橋梁坍塌事件類似的橋梁安全事故。2000年以來,國內橋梁坍塌事故共發生約279起,其中分別由施工缺陷、自然災害、設計缺陷、意外載荷和耐久性所引發的坍塌事故數量佔比如下圖所示。

我國橋梁坍塌事故原因佔比(數據:參考文獻[4],筆者製圖)

從圖中可以看出,除自然災害之外,施工質量不高,對意外載荷預計不夠是國內橋梁坍塌事故發生的主要原因。例如,2007年湖南鳳凰縣沱江大橋的垮塌是施工方所用材料未達到標準要求,施工工序不合理,同時管理混亂,監管不力導致的;江西泰和大橋則是在拆除過程中的不合理拆卸而導致了意外垮塌。

沱江大橋(圖源:新華社)

泰和大橋(圖源:新華社)

儘管橋梁設計和材料疲勞壽命所引發的事故佔比不高,卻仍然是我們難以接受的。每一次橋梁坍塌事故背後的傷亡以及經濟損失都是慘痛的。

作為在世界具有強大影響力的工業與製造業大國,每年卻仍然頻頻發生橋梁安全事故,原因何在?筆者認為,原因不僅在於是技術、施工能力和管理經驗的不足,更在於對社會責任的漠視!前車之鑑歷歷在目,但願悲劇不再發生!

參考文獻

[1] 魁北克大橋垮塌全過程分析,中國公路網,2016年03月22日

[2] 江西泰和大橋老橋拆除過程中坍塌 已救出5人3人仍失聯,觀察者網,2016年09月11日

[3] 湖南鳳凰縣沱江大橋垮塌事故41人遇難 63人生還,中國政府網,2007年08月16日

[4] 彭衛兵, 沈佳棟, 唐翔, 張勇. 近期典型橋梁事故回顧、分析與啟示[J]. 中國公路學報, 2019, 32(12): 132-144.

作者:流火

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