2.1.4 斜拉桥
通过文献、图书、网络等渠道收集了近200年斜拉桥垮塌事故的资料,并绘制了世界斜拉桥垮塌的区域分布(见图2-11)。
图2-11 世界斜拉桥垮塌事故分布图
从图2-12可以看出,从1956年第一座现代化斜拉桥建成以后,倒塌事故时有发生。尤其是进入21世纪以后,垮塌事故数量明显上升。斜拉桥主要垮塌区域包括位于亚洲、非洲和中美洲等地的发展中国家,以及欧美等发达国家(见图2-11)。笔者对世界12座有公开资料标明事故成因的斜拉桥垮塌事故进行了分析(见图2-13)。就斜拉桥事故的具体原因来说,设计、施工等先天不足占75%,船撞、超载、腐蚀、疲劳、维修不当等管养不善等人为因素占25%。因此,总的来看,桥梁建设期的设计和施工问题是造成斜拉桥垮塌事故的最主要原因。
图2-12 斜拉桥倒塌统计(单位:座)
图2-13 世界12起斜拉桥事故原因数据图
桥梁在运营期暴露在各种风险之中,能否做到加强管理养护,及时发现问题,尽早修复弊病,是能否避免桥梁事故的决定性因素。2018年8月14日,意大利城市热那亚A10高速公路上,一座高架桥发生严重塌桥事故,造成43人死亡。垮塌的Morandi桥建成于20世纪60年代,由著名土木工程师Riccardo Morandi主持修建。事故调查报告指出,Morandi桥承受拉力的主梁钢筋腐蚀度为68%,外侧部件钢筋的腐蚀度为85%。根据拉力数据测试分析,Morandi桥垮塌时的钢筋性能已降低50%。在桥梁垮塌前,已经出现了拉索腐蚀和断裂的现象(见图2-14),但这未能引起相关工程人员和部门的关注。为进行桥梁的全面重建工作,残余的桥梁不得不于2019年6月28日全面炸毁(见图2-15)。
图2-14 Morandi桥拉索的腐蚀与断裂
图2-15 Morandi桥炸毁瞬间
除了因先天不足和管养不善而突然倒塌,因缺少养护而使斜拉桥无法修复和继续使用的问题也应同样予以重视。如我国第一座预应力钢筋混凝土斜拉桥三台涪江大桥,在连续使用23年后,因运营期缺少养护,导致其拉索严重腐蚀并脱落,桥塔大幅度偏移,已无法通过修复继续使用,不得不进行拆除重建(见图2-16)。结合众多事故案例,对于众多在役斜拉桥而言,在方案、设计、施工阶段存在的问题已不可能消除,因此需要通过后期的养护管理来解决这些累积问题。
图2-16 三台涪江大桥因拉索严重腐蚀而拆除