2.1.1 桥梁垮塌主要成因

2.1.1 桥梁垮塌主要成因

根据近200年来每50年桥梁垮塌的统计数据(见图2-1)显示,桥梁主要垮塌原因分为三类:先天不足、自然灾害及管养不善,详见表2-1。

图2-1 近代桥梁倒塌统计(单位:座/50年)

表2-1 近代桥梁垮塌原因统计

从图2-2可以看出,近代桥梁垮塌事故“第一次高潮”出现在19世纪后半叶,三种垮塌形式互相交织不分上下。“第二次高潮”出现在20世纪后半叶,于70年代达到顶峰,桥梁的先天不足和管养不善问题居高不下,自然灾害问题也相应攀升。随着技术发展逐渐成熟,到20世纪末,桥梁垮塌事故趋于平缓。然而“第三次高潮”已经来临,在21世纪急速上升且尚未攀至顶峰,主要是管养不善所造成的垮塌事故不断攀升,主要垮塌区域包括中、日、东亚和南美等“后发展国家”,还夹杂着部分美国的大交通量桥梁,而欧洲的桥梁垮塌趋势已基本稳定。据调查,39次事故中,欧美仅占33%,后崛起国家占67%,管养不善问题转移到东亚、南美等落后发展国家。管养不善是交通文明水平的反映,正在或尚未发展的国家需要一个适应和完善的时间,应该借鉴先发展国家的经验。这也说明在我国,桥梁垮塌现象仍然是一个需要重视的问题,桥梁运营期安全与健康问题需要得到更广泛的关注和研究。

图2-2 桥梁倒塌年代区域和分类统计

根据本国家重点实验室所收集的248座运营期桥梁垮塌事故资料,目前我国桥梁垮塌事故主要集中于长三角、珠三角,以及四川、云贵地区,自然因素上的主要原因是地理条件。长三角、珠三角桥梁数目较多,发生事故数目也较多。四川、云贵地区由于地震及复杂的地理条件也导致桥梁事故居多。另外,技术上设计施工水平参差不齐,在一定程度上对桥梁的安全问题也有较大影响,同时运营期人为管理因素对桥梁安全健康问题也有着重大影响。这些都将不可避免地导致桥梁结构损伤不断累积和抗力衰减,给桥梁结构埋下了安全隐患。因此,如何加强管理养护,及时发现安全隐患,尽早修复弊病,是避免桥梁事故的决定性因素。

针对中国184座有公开资料标明确定事故成因的桥梁垮塌事故进行分析(见图2-3),就桥梁事故的具体原因来说,施工、碰撞、水害、设计失误、超载等,是发生事故的主要原因。然而,诱发桥梁事故的原因,往往是多种不利因素共同作用的。对于184起事故桥例,施工原因占23.4%,其次地震、水害原因占23.3%,超载占16.6%,碰撞占15%,腐蚀、疲劳等其他原因占17.4%,设计仅4.3%。

图2-3 中国184起事故桥梁原因数据分析

总的来看,桥梁运营期人为因素和管养不足是造成桥梁事故频发的最主要原因。在目前正由“大规模建设”向“建养并重”乃至“管养为主”转变的关键时期,桥梁运营期的管养问题需要我们长期持续关注研究,应进一步加强运营期桥梁的检测、监测、管理与养护工作,着重构建“建—管—养一体化”的桥梁建养体系,以保障其安全与健康。