长谷川奈美下马番号:美国:大桥坍塌谁之过?

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美国:大桥坍塌谁之过?

2007-08-14 19:34:51 来源: 南方网 20世纪五六十年代美国的造桥热以及出于节约成本的考虑,是造成I-35W大桥悲剧的一个深层原因。中国桥梁专家认为,美国的教训值得中国借鉴。20世纪90年代以来,中国也兴起了一股世所罕见的桥梁潮。中国目前的突出问题还在于桥梁建设速度太快,施工质量并不令人满意,这就更需要在养护、维修上加以重视。

8月1日,美国明尼苏达州境内的一座跨越密西西比河的公路桥成了全美关注的焦点。

这座标号为I-35W的高速公路桥是连接明尼阿波利斯市和圣保罗市的交通要道,向来车水马龙,十分繁忙。傍晚6点,正值人们下班回家的高峰期,过桥的车辆排起了长龙,车流行驶缓慢。

谁也没料到,如此平和的晚归场景竟成为一场灾难的序曲:大约18点05分,伴随着一阵巨响,I-35W公路桥轰然坍塌。在仅仅四秒的时间内,长达150米的桥段分成三截,一一坠入25米之下的密西西比河中。一时间烟雾高高升起,到处是刹车声、尖叫声和哭泣声。

悲剧上演,举国震惊。到目前为止,死亡7人,79人受伤,而被埋在钢筋水泥废墟中的失踪者约为20人。据当地警方透露,当时在坍塌桥面上有50多辆汽车。所幸的是,在大桥塌陷时,一辆载有50名学生的学校班车刚好通过坍塌桥段,因而未造成更严重的伤亡。

大桥坍塌谁之过?这个问题成为笼罩在全美上空的疑云。

评估机制失灵?

事故发生后,人们纷纷猜测有关大桥坍塌的原因,各种说法纷至沓来。很快,当地媒体披露了一则令人震惊的消息:早在1990年,这座编号为9340号的大桥就已被联邦公路总署(FWHA)列入“结构性缺陷”的黑名单中。

当时的报告显示,在桥梁支座和桥架接合处附近有腐蚀迹象,在引桥桥段处也出现疲劳损伤。然后联邦公路总署对这份报告的处理意见是:I-35W预定于2020年被更换。

消息一出,美国联邦公路总署立刻被推向了舆论的风口浪尖。

对此,美国联邦公路总署的一名高级官员解释说,列为“结构性缺陷”只表示桥梁个别部分需要修护和经常性的检查,并不意味着桥梁本身就不安全,或者需要更换。美国每年对每座大桥的情况进行评估,评分方式以最差的0分一直到最好的9分为参考,而在去年的评估中,I-35W大桥是4分,虽然属于“情况较糟糕”这一等,但离最低等级还差得很远。

每年美国各州运输部都要向联邦公路总署提交本州桥梁状况的检查报告,联邦公路总署根据这些数据来决定,哪些桥梁需要维修,以及怎样安排联邦基金。一座桥梁若要在维修上得到联邦基金,必须被定为“结构上缺陷”或“功能上陈旧”。而这样的大桥在美国多达7.7万座。

据《纽约时报》报道,尽管美国联邦公路总署只要求各州对20英尺长以上的桥每两年检查一次,但自1993年起,明尼苏达州就对I-35W这样车流量较大的桥每年都进行体检。尽管每次检查的结果不十分满意,但也并没有显示出严重危险的迹象。

2001年明尼苏达大学做的报告表明,尽管I-35W大桥在引桥段出现很多疲劳痕迹,但在整个应力系统(tensionsystem)中最重要的主桥段上,并未发现有疲劳裂纹(fatiguecracking)。

2005年一份类似报告的结论是:“I-35W桥将不会因为疲劳裂纹而产生任何问题,所以不必提前更换,以避免为这一巨大工程而支付大笔开销。”

就在去年,明尼苏达州还委托一家独立咨询公司URS对该桥的情况进行研究,但最终的分析仍然是,I-35W遭受关键性疲劳损伤的可能性很小。

于是一份份“亚健康”的报告慢慢堆积起来,但始终等不到一张“病危通知书”。而在此之前,I-35W大桥也动过几次“小手术”。就在坍塌事故发生时,维修人员还正在对桥面的混凝土公路进行更换。因大桥是疏通南北的交通要冲,正常时期车流量高达每天14万辆,所以仍开放两条车道。谁知道这座正处于不惑之年(40岁)的大桥,未等“手术”做完,就先倒下了。

事后一些工程师也承认,在检查过程中,存在一些疏漏是不可避免的。桥梁存在的问题其实非常复杂,其中有一些很难被检测出来。比如对于那些由金属疲劳引起的裂缝,要无一漏网地全部检测出来,如果没有特殊的影像采集设备的话,则非常困难。

I-35W大桥屡检屡过,却最终塌陷,令人震惊之余也提醒着美国人,要重新审视他们曾经引以为豪的桥梁评估机制。这样的事件在美国并非首次。1983年,位于康涅狄格州内95号州际公路上的米亚努斯河大桥坍塌,而这座桥在九个月前刚刚做过一次“体检”。1987年,纽约州内一条高速公路桥轰然倒下,原因是桥梁底脚的混凝土桥基受到腐蚀。在此之前,这座桥一直被确诊为“情况良好”。

历史遗留问题

然而桥梁专家认为,I-35W大桥的坍塌其实是和它的建造年代密切相关的。

I-35W大桥兴建于1967年,当时负责设计的是美国公路运输协会的前身美国公路协会。

明尼苏达州交通部的桥梁工程师多尔根分析说,凭当时的桥梁知识,工程师根本没有想到金属疲劳会导致桥体坍塌,因此在设计时并未把这一因素考虑在内。

大桥建成仅三年,当初设计上的问题便开始凸显。1970年,一份利哈伊大学的研究报告表明,I-35W大桥所承受的压力要远远超过之前的想象。尽管金属富有弹性,但持续的压力会使金属变脆受损。工程师们这才开始慢慢意识到问题的严重性。

专家还纷纷指出,I-35W在结构上没有“冗余”。用今天桥梁设计的眼光看,是很大的缺陷。而这种缺陷在美国大大小小的钢制桥梁中竟占到一成,其中绝大多数都诞生于20世纪五六十年代。对桥梁专家而言,I-35W大桥的坍塌引发的不仅是对其本身结构的质疑,还有对20世纪五六十年代美国桥梁建造“高潮期”造桥理念的反思。

二战之后,美国开始大兴土木。当时正值州际高速公路系统发明之际,于是桥梁建造便迈入了一个黄金期。在全国目前大大小小六十多万座桥中,有很多是在那个时期建造的。I-35W大桥正好赶上了这股战后“桥梁潮”的末班车。

鉴于二战后昂贵的钢铁价格,当时的造桥理念是以轻巧为宜,尽可能地节约材质,使结构的承重能力达到极限状态。于是,I-35W大桥就和那一时期建造的很多钢桥一样,没有“冗余”保护。由此也埋下了一个重大隐患:只要结构中哪怕某一个极小的部分出了问题,都会导致整个系统的坍塌。

重庆交通大学应用技术学院院长杨渡军教授在接受南方周末记者采访时指出,桥梁本身也有寿命。随着科学的不断发展,桥梁技术已经发生了很大的更新。以前的桥梁设计,在认识上和保险方面的不足,日后会不可避免地显露出来。

此外,这批早期建造的大桥在设计时重要的参照之一就是通过桥面的汽车载重量。时隔几十年,如今的交通状况早已今非昔比。这批根据当年的汽车载重量建造的桥梁自然“跟不上时代”。

“大桥坍塌是几十年后多种变数一起发生作用的结果。”杨渡军教授说。

教训值得借鉴

然而更令人担忧的恐怕还是美国的整体桥梁状况。根据联邦公路总署公布的数据,目前与I-35W设计结构类似的桥梁多达756座。

坍塌事故发生的第二天,交通部秘书长彼特斯立即向各州下达紧急通知,要求对全国所有和I-35W设计结构相似的大桥进行“彻底全面”的检查。在严峻的形势下,加利福尼亚州交通局紧急招回正在休假的检查人员,对州内69座钢桁梁桥进行大检查。在密苏里州,当地有关人员立刻关闭了位于圣·路易郡郊区的一座九十多岁的大桥。“道路和桥梁的老化问题不只局限于明尼苏达州,这是全国性的问题。”明尼苏达州州长波伦蒂的话虽是辩解之辞,却也符合实际。

西南交通大学土木工程学院李亚东教授向南方周末记者透露,美国曾在1990年代中期对全国的受损桥梁进行统计,当时受损桥梁的比例在10%到20%之间。

如何维修这批在“桥梁潮”中诞生、已届“高龄”的桥梁,一直是美国上至国会,下到地方政府头疼的问题。美国土木工程师协会估计,若要修复这些桥梁,在今后20年间,美国每年平均需要花费94亿美元。如此庞大的数目,令对政府早期维修不力的指责声此起彼伏。

李亚东教授告诉南方周末记者,诸如桥梁等基础设施的发展大致经历三个周期,从一开始的大规模兴建,到中期的兴建、养护、维修并重,再到最后的养护阶段。西方发达国家第一阶段的投资20世纪六七十年代就已经完成,如今正处于养护阶段,而美国政府投入到桥梁公路维修上的费用也在逐年上升。

杨渡军教授也表示,“若要追究建设的初期为何没有进行维修,那是因为一开始都把资金集中在大量建设上,等建设到差不多的时候,维修的事才被提上议程。”

“美国的经验教训给中国敲响了警钟。”李亚东教授说。

综观改革开放后的二三十年,中国的桥梁进入了一个飞速发展期。上个世纪90年代以来,每年开工建设的桥梁达一万多座,建设速度和规模世所罕见。然而,在这股汹涌的中国桥梁潮中,专家也依稀看到了美国上世纪五六十年代桥梁潮的影子。

李亚东教授表示,中国目前突出的问题还在于桥梁建设速度太快,很多施工质量并不令人满意,这就更需要在养护、维修上加以重视。近年来,我国大大小小的桥梁事故,很多都与养护不当有关。2001年发生在四川省宜宾市的小南门大桥坍桥事故就是一例。

“建设和管养就好像两条腿走路,而中国目前的情况是一条长,一条短。钱全都投入到桥梁兴建上了,没办法把养护工作做到很高的水平。美国在桥梁发展上先行一步,对它自己而言,可能遗留下不少麻烦,但对中国来说,则是值得借鉴的经验和教训。”