2019年10月10日18时许,国道312无锡段锡港路上跨桥桥面发生侧翻事故,共造成3人遇难。此次发生上部结构梁体侧翻的是锡港路上跨桥南侧B桥,全长82米,宽度9.5米。该桥于2005年5月开工建设,2007年11月通过竣工验收。经无锡市事故调研组技术组专家与交通运输部专家组现场会商,该桥梁体完整,未见折断,未见跨中和墩顶严重横向开裂现象,设计符合设计期相关规范要求,该事故原因初步分析为半挂牵引车严重超载导致的桥梁侧翻。下一步,交通运输部将会同有关部门深刻剖析事故原因,及时进行事故警示,改进安全管理措施,加强重点领域、重点环节安全监管,确保同类事故悲剧不再重演。
超载是无锡桥梁垮塌的直接原因
“无锡桥梁垮塌事故原因初步明确,超载是无锡桥梁垮塌的直接原因。”中南无锡路桥集团股份有限公司原总工程师张明庆如是说。
据张明庆总工程师介绍,“事故桥梁”为三跨预应力混凝土单箱单室变截面连续梁桥(22m+35m+25m),位于半径1500m的平曲线上;两边墩设置双支座,支座间距为3.5m,两中墩设置单支座;主梁宽度为9.5m(0.5m防撞护栏+8.5m行车道+0.5m防撞护栏),为双车道桥面,中跨跨中梁高1.1m,边支点处梁高1.3m,中支点处梁高1.8m,桥下净空5.2m;桥墩为钢筋混凝土花瓶形板式墩,基础采用钻孔灌注桩。设计荷载采用城-A级,同时满足一级公路要求,设计车速80km/h。根据事故现场的踏勘,可见上部结构已整体滑移倾覆触地。在倾覆触地的桥面上共有五辆车,现场事故车辆车头处有三辆小轿车靠在一起,后面跟着一辆中型卡车。在倾覆梁体前端,一辆事故车辆(6轴重型半挂车)停在边墩与中墩间的梁上,车体严重损坏,并有6捆热轧钢卷板散落在桥旁,倾覆梁体的两座中墩均已损坏,其中一座中墩已经倾斜。根据行车记录仪记载及警方证实,事故发生时现场事故车辆前还有一辆相同型号的同一个单位的运输车辆在同一车道行驶,在桥梁侧倾的瞬间该车后轮驶离了边墩,该车装了7捆热轧钢卷板,连车总重176t(超出核定重量126t);事故车辆总重183t(超出核定重量132t),两车均大大超出核定载重量。由于超载车辆在同一行车道列队行驶,偏载重力产生的倾覆力矩超过了桥梁的抗倾覆力矩,从而使桥梁整体滑移倾覆触地,这是导致这次事故的直接原因。
每一次超载都是一次“内伤”
“此次桥梁垮塌,关键在于车辆严重超载。”中国工程院外籍院士、美国工程院院士邓文中在接受相关媒体采访时指出:“车辆超载对桥梁的安全有两个明显的危害。首先,如果超载过度,使桥梁的应力或者倾覆系数超过设计的安全系数,桥梁可能立即倒塌。相关报道显示,事故中的超载车辆超载了5倍,而桥梁设计不可能有5倍的安全系数。这个问题对短跨径的桥梁尤其突出。其次,如果超载不大到把桥梁压倒,引起的应力仍然对结构的使用寿命影响很大。例如,钢结构的疲劳寿命一般可以假设与应力幅的3次方成反比。如果车辆超载100%,应力幅就大了一倍,那100年的桥梁使用寿命就减低到12.5年了。这样,一座符合标准的桥梁,服役十多年之后,可能就不成了。所以,我觉得严格防止超载是保护桥梁的重点。其实,不单指桥梁,超载对路的破坏一样大。只是路破坏了没有塌桥那么惊人的新闻而已!”
实际上,桥梁结构在长期荷载作用下发生疲劳破坏、下挠、裂缝等,在极限荷载作用下发生梁板断裂等。而严重超载的车辆对桥梁的损坏是一次性的和不可逆的。
有专家指出,由于我国经济发展迅速,交通运输频繁。为压缩运输成本,货车超载状况非常普遍。某些货车超载至原重量的两倍甚至三倍,经过改装可能超载更多。尤其是,随着工业水平的提高,车辆得到了大量的加强,超载50%对于普通车影响不大;如果稍做加强,一些车辆可以超载到100%,甚至200%-300%。也就是说一辆车可以拉到300吨左右。2007年8月,一辆总重达183.2吨,超限率为233%的货车经过山西某桥,重压之下,导致其西侧整体坍塌。而该桥的限重仅为20吨。此外,桥梁长期处于超限超重状况,更会加重各个构件的额外负担,严重磨损桥面铺装,加速桥梁老化。以某钢桥为例,在大桥竣工通车后持续超载,4年后某些结构就已经出现裂缝。这种超载、超重状况的普遍存在,导致一些桥梁出现了“内伤”。
这也就可以解释,在无锡的桥面侧翻事故中,“为什么第一辆超载驶过时没塌。第二辆驶过时,桥就塌了。”其实是前边的车已经对桥梁造成了很大程度的损坏,并不是因为第二辆车单独造成的坍塌。
保护桥梁关键在于“治超”
更让人担忧的是,由车辆超载导致的事故绝不是个例。相关学者研究发现,在2000年到2010年期间,国内媒体报道过的85起桥梁(地震灾害导致的除外)塌陷事故中,撞桥13起,超载11起,占28%。
“2011年2月21日,浙江省上虞市4辆超载货车通行引发春晖立交桥120米的混凝土连续梁引桥侧翻坍塌;2012年8月24日,黑龙江省哈尔滨市4辆超载货车通行引发122米的阳明滩桥连续组合梁匝道桥侧翻坍塌;2015年6月19日,广东省河源市4辆超载货车通行引发粤赣高速城南出口75米的混凝土连续梁匝道桥侧翻坍塌……这些事故都有一个共同的原因——超载。”西南交通大学郑凯锋教授表示,“这种典型事故在其他国家也发生过,但是,我国几年内连续发生类似事故,说明没有足够汲取经验教训。必须强化法律与法规的执行力度,‘治超’不能松懈。”
某专家表示:“目前,国内超载车辆比较多,桥梁在设计时已经考虑一些更加稳妥的方案,适当地提高安全系数。但是,要知道,超载并没有上限。在工程界,以前有人曾提出以超载30%为上限工况条件。在今天的无锡事故中,车辆超载超过400%以上。如果今天建议以超载400%为设计条件,下一次遇到超载600%桥梁倾覆时,又该如何应对呢?如果不治理超载,而是一味地要求提高桥梁的承载能力,那么超载只会越来越严重,给桥梁主体结构带来疲劳、损坏。长期下来,说不准哪座桥又会塌下来。到那时,谁还敢上路?当然,谁也不希望悲剧发生,但解决的根本在于‘治超’。”
东南大学桥梁与隧道工程研究所所长黄侨在接受媒体采访时表示:“无锡高架桥2005年建成通车,至今十几年的时间,一直没有出现问题,发生侧翻是货车超载所致。不能拿独柱墩来说事,独柱墩不是国内独有,国外也是存在的。桥梁的建造是安全性和经济性捆绑,需要考虑两者之间的平衡,是按照标准规范来的,不能搞特殊荷载,荷载不能被无限放大。超载问题谁来管是目前需要考虑的问题,收费站取消谁负责查重,谁负责罚款?需要明确责任分工,超载管控力度需要加大。另外建议加大立法,任何单位和个人超载应该按照危害公共安全罪来治罪,不能罚款了事。”
本文刊载 / 《大桥养护与运营》杂志 2019年 第4期 总第8期
本刊记者 / 王硕