橋梁建設(shè)失敗的實(shí)例
宜賓南門大橋垮塌了，媒體紛紛報(bào)道，稱是不是又出現(xiàn)了一座“豆腐渣式的彩虹橋”。但記者注意到，一位曾參加過瀘州大橋、岷江大橋施工的吳工程師說:“這種動(dòng)態(tài)式的懸吊式設(shè)計(jì)可能有問題。”記者隨即在交通部各部門繞了十多趟，最終也沒有找到采訪對(duì)象。與負(fù)責(zé)南門大橋設(shè)計(jì)的武警交通指揮部工程設(shè)計(jì)研究所聯(lián)系，得知跟橋梁有關(guān)的學(xué)者們都去了四川。最后輾轉(zhuǎn)找到兩位能對(duì)橋梁問題發(fā)表意見的專家:周宏業(yè)(鐵道部科學(xué)研究院原副院長、研究員)、張肇伸(鐵道部科學(xué)研究院研究員)，對(duì)他們進(jìn)行了長時(shí)間專訪。沒想到，他們談
出了一些令人震驚的觀點(diǎn)。
不倒才怪呢
記者(以下簡稱記):您認(rèn)為宜昌南門大橋垮塌的原因是什么？
周宏業(yè)(以下簡稱周):這是埋藏的危險(xiǎn)禍根爆發(fā)了，很正常。
張肇伸(以下簡稱張)老先生首先拿出一沓復(fù)印的材料和剪報(bào))你看看，(他指著一張剪報(bào)上的南門´笄耪掌?拱圈、橋面板、拉桿匹配嗎？根本不匹配(指拉桿相對(duì)太細(xì))。17對(duì)吊桿4對(duì)斷裂，這些年檢查過沒有？
記:據(jù)說吊桿是打了黃油，密封在鋼套里，沒辦法檢查。
張:要設(shè)檢查孔，這橋5年就垮了。里面的鋼角線是不耐銹的材料，我們一般做構(gòu)件，要用預(yù)應(yīng)力鉚頭緊固，再用沙漿封死，金屬制品像封在暖瓶里一樣，與外界沒有接觸。最早南京長江大橋兩邊的引橋就這么用的。南門大橋把預(yù)應(yīng)力梁拿到露天來用，鋼角線是延伸到橋下的，用鋼管密封，與橋體怎么連接？長期搖振就有松動(dòng)，氧氣、硫酸都以分子形式侵入，不腐蝕怎么可能？
周:可以設(shè)計(jì)成可更換的拉桿，不該用這種形式。
記:有消息說，有關(guān)部門打算修復(fù)大橋，這方案可行嗎？
張:吊桿斷了4對(duì)，那13對(duì)銹到什么程度？維修？災(zāi)難馬上就來！鋼管銹蝕只是問題之一，另一個(gè)原因是鉚頭松動(dòng)，參加施工的黃工程師說當(dāng)時(shí)就發(fā)現(xiàn)鉚頭松動(dòng)，專家出主意讓灌鉛。請(qǐng)問:上邊可以灌，下邊怎么灌？就不該用。還有一個(gè)原因是鋼角線斷面小，而應(yīng)力又太高。
發(fā)生在工程師筆下的責(zé)任
張:前面說的，其實(shí)都是設(shè)計(jì)人員出的問題。鋼混結(jié)構(gòu)有規(guī)定，最不利荷載時(shí)計(jì)算出最大應(yīng)力不能超過鋼筋最大極限的61%，不能超過混凝土最大極限的50%，這里恐怕沒有算清。
周:橋梁要跨越江河峽谷，最早的梁式結(jié)構(gòu)跨度小，以后拱橋、行架橋、斜拉橋、懸索橋跨度逐級(jí)加大，40～100米跨度的橋?qū)儆诖髽颍?00米以上的屬特大橋，容易出事的就是這類橋梁。橋式的選擇很重要，我們現(xiàn)在有些部門，前期咨詢不夠，腦子一熱就開干，甚至拿手一指，這兒給起一座臥龍，那兒架一座彩虹。一些設(shè)計(jì)人員拿計(jì)算機(jī)算完就造，于是埋下隱患。其實(shí)，圖示合理與否需要有經(jīng)驗(yàn)、能力、資質(zhì)的技術(shù)人員來檢驗(yàn)。
張:你比如說1999年出事的彩虹橋，南門大橋的問題它也有，南門大橋的鋼筋混凝土拱幸好還是矩形截面，而彩虹橋采用的是鋼管混凝土結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的荷載受力根本無法計(jì)算。
周:鋼管混凝土結(jié)構(gòu)出來后，我覺得他們連力學(xué)機(jī)理都沒搞清楚，二者怎么進(jìn)行共同作用？它們各自如何受力？在這種情況下推廣，就違背了科學(xué)程序。
張(拿出幾本書，翻著書上的相應(yīng)章節(jié)講):彩虹橋技術(shù)人員稱，他們的計(jì)算依據(jù)的是美國SuperSAP91程序，可是你看，這本程序手冊(cè)上哪有這么個(gè)單元？中國袁明武教授編纂的《微機(jī)上的結(jié)構(gòu)分析通用程序SAP84》推導(dǎo)出了曲梁單元，但也絕沒有鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法。
周:我們從唐山地震時(shí)就開始用計(jì)算機(jī)做力學(xué)分析，可以說計(jì)算機(jī)是不可能給出這種物理方程的。
張:設(shè)計(jì)荷載時(shí)應(yīng)該是勻步荷載，簡單說就是把車道、人行道都安排滿，再加上風(fēng)載等因素。據(jù)說彩虹橋倒塌前兩年一次有400人在橋上看龍舟，才過兩年54個(gè)人為什么承受不住了呢？40條生命該換來點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)吧，但技術(shù)問題不但沒提出來反而被掩蓋了。設(shè)計(jì)上的問題是工程施工中無法補(bǔ)救的。
周:我估計(jì)他們都沒測試過，橫向撓跨比公路應(yīng)在六百分之一以上，實(shí)際驗(yàn)橋時(shí)測試過嗎？
300多座這樣的橋誰敢走？
張先生為了透徹地給記者講清楚技術(shù)上的問題，又拿出了一份材料，是佛山市交通發(fā)展總公司鄭強(qiáng)和鐵道部科學(xué)研究院孫國安共同編寫的《佛陳大橋缺陷原因分析及加固》，發(fā)表于2000年12月《中國鐵道科學(xué)》雜志，文章用大量數(shù)據(jù)作科學(xué)分析，張先生要記者注意最后的段落:“結(jié)束語:佛陳公路大橋建成后投入運(yùn)營僅5年，就因全面病害，不得不實(shí)施全面加固，雖有經(jīng)驗(yàn)不足等原因，但不得不引起我們對(duì)這種帶系桿的拱形鋼架橋的設(shè)計(jì)和施工進(jìn)行反思。而且在加固設(shè)計(jì)中，又因種種原因迫不得已使系桿位置抬高0.69米(原橋已偏心2.18米)，又增加了附加彎矩。鑒于在90年代前后我國建造了一定數(shù)量的這類橋梁，希望本文能為這類橋梁的病害分析、加固以及新橋的設(shè)計(jì)和施工提供借鑒。”張先生說很多人都已經(jīng)看到了這里存在的問題，問題的解決情況怎么樣呢？
記:中國有多少這類橋梁隱患？
張:我就這些問題給交通部寫過幾次信，但問題沒有引起重視。
(記者看到兩份蓋著交通部公路司印章的復(fù)印材料，是《關(guān)于對(duì)張肇伸同志行政復(fù)議回復(fù)的函》)
張:有多少橋存有隱患，交通部回復(fù)上說:“我國自1990年建成第一座鋼管混凝土下承系桿拱——跨徑115米的四川旺蒼橋以來，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，至今已建成80多座鋼管混凝土拱橋”。交通部討論后，一位工程師給我打電話與我探討，提到這種橋數(shù)量應(yīng)在300多座。
周:這種結(jié)構(gòu)武漢大橋管柱用過，前期實(shí)驗(yàn)樁加載試驗(yàn)做得很充分。但現(xiàn)在為了追求利益，應(yīng)做的基礎(chǔ)試驗(yàn)、機(jī)理試驗(yàn)都不做，就直接到了原型結(jié)構(gòu)。
張:北京環(huán)線地鐵柱子也用這種方法，但內(nèi)部還是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼管只在外面多加了一道力。交通部辯稱他們使用的是建設(shè)部的規(guī)范，其實(shí)電力部也有，但人家都是只用在柱子上，用于橋上的梁卻沒有規(guī)范。他們還做什么磨量試驗(yàn)，整個(gè)犯了概念學(xué)錯(cuò)誤，不壞才怪了。
張:混凝土注進(jìn)鋼管也有問題，請(qǐng)問:鋼管做好，隔不遠(yuǎn)留一個(gè)井口，混凝土就往里倒，滿了封死，怎么檢測密實(shí)度？后來用混凝土輸送泵，那么空氣怎么排出？混凝土進(jìn)去多長時(shí)間灌完，混凝土有粗凝中凝的時(shí)間限制，時(shí)間決定混凝土的堅(jiān)實(shí)程度。
周:交通部有一本介紹大橋施工經(jīng)驗(yàn)的書，講一座斜拉橋的36米高塔，灌注混凝土?xí)r是用泵送到高空后拋落，混凝土早離散得不成樣子了。交通部施工規(guī)范也有，凡混凝土落距超過3米，必須使用串桶，再用振動(dòng)棒。就這經(jīng)驗(yàn)，好像還是先進(jìn)呢。
張:這種類型的橋梁從設(shè)計(jì)到施工都有很多問題，也不知怎么就建了這么多，再加上一些別的因素，這些橋誰敢走呀。
周:公路的管理比鐵路散，行業(yè)指導(dǎo)性不夠。鐵路處在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)到市場經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)軌體制下，有行業(yè)的優(yōu)勢在。鐵道部過去是一公里死一人，最嚴(yán)重時(shí)一炮八個(gè)，逐漸在生命和鈔票的堆積中有了經(jīng)驗(yàn)，而交通部缺少經(jīng)驗(yàn)。
不能放過元兇
記:前面說到的這些問題，有什么解決辦法？
周:首先是體制上的，不能違反程序，可行性研究、初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)、科學(xué)監(jiān)理，都必須有資質(zhì)，找哪些單位，管理上一定要認(rèn)真。
張:我在國外做過一些工程，他們經(jīng)驗(yàn)是這樣的:一家工程公司，它的顧問工程師負(fù)責(zé)從設(shè)計(jì)圖紙、設(shè)計(jì)招標(biāo)文件、制定施工技術(shù)規(guī)范到開工后的技術(shù)監(jiān)督整套流程，出了問題責(zé)任非常清楚。我國把顧問工程師一分為三，設(shè)計(jì)有設(shè)計(jì)院，招標(biāo)有業(yè)主，施工有監(jiān)理，各自脫節(jié)，最后出了問題沒辦法清查。另外，我國最差的環(huán)節(jié)是試驗(yàn)，國外是一步一試驗(yàn)，在招標(biāo)書中明確了的。我們施工部門就考慮經(jīng)濟(jì)問題，試驗(yàn)、加載，誰給錢啊。
周:國外的一套制度逼迫著公司使用最成熟的技術(shù)，非常重視施工的技術(shù)規(guī)范，否則就要倒閉，就丟飯碗。
張:我們可不這樣，彩虹橋事后，一位技術(shù)人員說，我國有橋梁專家茅以升、李國豪，橋的設(shè)計(jì)、技術(shù)是沒有問題的。那樣的話，我國有了毛澤東、周恩來，怎么還會(huì)有劉青山、張子善呢？一聽就是不負(fù)責(zé)任的說法，一個(gè)有問題的設(shè)計(jì)即便給它再優(yōu)質(zhì)的材料和施工最終也是無法挽救的。還有，說武警戰(zhàn)士正步走與橋倒塌無關(guān)，我詢問交通部，回復(fù)中明確提到人群整步過橋一直是國內(nèi)外所不允許的。這是共振的常識(shí)，交通部為什么不做宣傳呢？
宜賓南門大橋垮塌了，媒體紛紛報(bào)道，稱是不是又出現(xiàn)了一座“豆腐渣式的彩虹橋”。但記者注意到，一位曾參加過瀘州大橋、岷江大橋施工的吳工程師說:“這種動(dòng)態(tài)式的懸吊式設(shè)計(jì)可能有問題。”記者隨即在交通部各部門繞了十多趟，最終也沒有找到采訪對(duì)象。與負(fù)責(zé)南門大橋設(shè)計(jì)的武警交通指揮部工程設(shè)計(jì)研究所聯(lián)系，得知跟橋梁有關(guān)的學(xué)者們都去了四川。最后輾轉(zhuǎn)找到兩位能對(duì)橋梁問題發(fā)表意見的專家:周宏業(yè)(鐵道部科學(xué)研究院原副院長、研究員)、張肇伸(鐵道部科學(xué)研究院研究員)，對(duì)他們進(jìn)行了長時(shí)間專訪。沒想到，他們談
出了一些令人震驚的觀點(diǎn)。
不倒才怪呢
記者(以下簡稱記):您認(rèn)為宜昌南門大橋垮塌的原因是什么？
周宏業(yè)(以下簡稱周):這是埋藏的危險(xiǎn)禍根爆發(fā)了，很正常。
張肇伸(以下簡稱張)老先生首先拿出一沓復(fù)印的材料和剪報(bào))你看看，(他指著一張剪報(bào)上的南門´笄耪掌?拱圈、橋面板、拉桿匹配嗎？根本不匹配(指拉桿相對(duì)太細(xì))。17對(duì)吊桿4對(duì)斷裂，這些年檢查過沒有？
記:據(jù)說吊桿是打了黃油，密封在鋼套里，沒辦法檢查。
張:要設(shè)檢查孔，這橋5年就垮了。里面的鋼角線是不耐銹的材料，我們一般做構(gòu)件，要用預(yù)應(yīng)力鉚頭緊固，再用沙漿封死，金屬制品像封在暖瓶里一樣，與外界沒有接觸。最早南京長江大橋兩邊的引橋就這么用的。南門大橋把預(yù)應(yīng)力梁拿到露天來用，鋼角線是延伸到橋下的，用鋼管密封，與橋體怎么連接？長期搖振就有松動(dòng)，氧氣、硫酸都以分子形式侵入，不腐蝕怎么可能？
周:可以設(shè)計(jì)成可更換的拉桿，不該用這種形式。
記:有消息說，有關(guān)部門打算修復(fù)大橋，這方案可行嗎？
張:吊桿斷了4對(duì)，那13對(duì)銹到什么程度？維修？災(zāi)難馬上就來！鋼管銹蝕只是問題之一，另一個(gè)原因是鉚頭松動(dòng)，參加施工的黃工程師說當(dāng)時(shí)就發(fā)現(xiàn)鉚頭松動(dòng)，專家出主意讓灌鉛。請(qǐng)問:上邊可以灌，下邊怎么灌？就不該用。還有一個(gè)原因是鋼角線斷面小，而應(yīng)力又太高。
發(fā)生在工程師筆下的責(zé)任
張:前面說的，其實(shí)都是設(shè)計(jì)人員出的問題。鋼混結(jié)構(gòu)有規(guī)定，最不利荷載時(shí)計(jì)算出最大應(yīng)力不能超過鋼筋最大極限的61%，不能超過混凝土最大極限的50%，這里恐怕沒有算清。
周:橋梁要跨越江河峽谷，最早的梁式結(jié)構(gòu)跨度小，以后拱橋、行架橋、斜拉橋、懸索橋跨度逐級(jí)加大，40～100米跨度的橋?qū)儆诖髽颍?00米以上的屬特大橋，容易出事的就是這類橋梁。橋式的選擇很重要，我們現(xiàn)在有些部門，前期咨詢不夠，腦子一熱就開干，甚至拿手一指，這兒給起一座臥龍，那兒架一座彩虹。一些設(shè)計(jì)人員拿計(jì)算機(jī)算完就造，于是埋下隱患。其實(shí)，圖示合理與否需要有經(jīng)驗(yàn)、能力、資質(zhì)的技術(shù)人員來檢驗(yàn)。
張:你比如說1999年出事的彩虹橋，南門大橋的問題它也有，南門大橋的鋼筋混凝土拱幸好還是矩形截面，而彩虹橋采用的是鋼管混凝土結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的荷載受力根本無法計(jì)算。
周:鋼管混凝土結(jié)構(gòu)出來后，我覺得他們連力學(xué)機(jī)理都沒搞清楚，二者怎么進(jìn)行共同作用？它們各自如何受力？在這種情況下推廣，就違背了科學(xué)程序。
張(拿出幾本書，翻著書上的相應(yīng)章節(jié)講):彩虹橋技術(shù)人員稱，他們的計(jì)算依據(jù)的是美國SuperSAP91程序，可是你看，這本程序手冊(cè)上哪有這么個(gè)單元？中國袁明武教授編纂的《微機(jī)上的結(jié)構(gòu)分析通用程序SAP84》推導(dǎo)出了曲梁單元，但也絕沒有鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法。
周:我們從唐山地震時(shí)就開始用計(jì)算機(jī)做力學(xué)分析，可以說計(jì)算機(jī)是不可能給出這種物理方程的。
張:設(shè)計(jì)荷載時(shí)應(yīng)該是勻步荷載，簡單說就是把車道、人行道都安排滿，再加上風(fēng)載等因素。據(jù)說彩虹橋倒塌前兩年一次有400人在橋上看龍舟，才過兩年54個(gè)人為什么承受不住了呢？40條生命該換來點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)吧，但技術(shù)問題不但沒提出來反而被掩蓋了。設(shè)計(jì)上的問題是工程施工中無法補(bǔ)救的。
周:我估計(jì)他們都沒測試過，橫向撓跨比公路應(yīng)在六百分之一以上，實(shí)際驗(yàn)橋時(shí)測試過嗎？
300多座這樣的橋誰敢走？
張先生為了透徹地給記者講清楚技術(shù)上的問題，又拿出了一份材料，是佛山市交通發(fā)展總公司鄭強(qiáng)和鐵道部科學(xué)研究院孫國安共同編寫的《佛陳大橋缺陷原因分析及加固》，發(fā)表于2000年12月《中國鐵道科學(xué)》雜志，文章用大量數(shù)據(jù)作科學(xué)分析，張先生要記者注意最后的段落:“結(jié)束語:佛陳公路大橋建成后投入運(yùn)營僅5年，就因全面病害，不得不實(shí)施全面加固，雖有經(jīng)驗(yàn)不足等原因，但不得不引起我們對(duì)這種帶系桿的拱形鋼架橋的設(shè)計(jì)和施工進(jìn)行反思。而且在加固設(shè)計(jì)中，又因種種原因迫不得已使系桿位置抬高0.69米(原橋已偏心2.18米)，又增加了附加彎矩。鑒于在90年代前后我國建造了一定數(shù)量的這類橋梁，希望本文能為這類橋梁的病害分析、加固以及新橋的設(shè)計(jì)和施工提供借鑒。”張先生說很多人都已經(jīng)看到了這里存在的問題，問題的解決情況怎么樣呢？
記:中國有多少這類橋梁隱患？
張:我就這些問題給交通部寫過幾次信，但問題沒有引起重視。
(記者看到兩份蓋著交通部公路司印章的復(fù)印材料，是《關(guān)于對(duì)張肇伸同志行政復(fù)議回復(fù)的函》)
張:有多少橋存有隱患，交通部回復(fù)上說:“我國自1990年建成第一座鋼管混凝土下承系桿拱——跨徑115米的四川旺蒼橋以來，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，至今已建成80多座鋼管混凝土拱橋”。交通部討論后，一位工程師給我打電話與我探討，提到這種橋數(shù)量應(yīng)在300多座。
周:這種結(jié)構(gòu)武漢大橋管柱用過，前期實(shí)驗(yàn)樁加載試驗(yàn)做得很充分。但現(xiàn)在為了追求利益，應(yīng)做的基礎(chǔ)試驗(yàn)、機(jī)理試驗(yàn)都不做，就直接到了原型結(jié)構(gòu)。
張:北京環(huán)線地鐵柱子也用這種方法，但內(nèi)部還是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼管只在外面多加了一道力。交通部辯稱他們使用的是建設(shè)部的規(guī)范，其實(shí)電力部也有，但人家都是只用在柱子上，用于橋上的梁卻沒有規(guī)范。他們還做什么磨量試驗(yàn)，整個(gè)犯了概念學(xué)錯(cuò)誤，不壞才怪了。
張:混凝土注進(jìn)鋼管也有問題，請(qǐng)問:鋼管做好，隔不遠(yuǎn)留一個(gè)井口，混凝土就往里倒，滿了封死，怎么檢測密實(shí)度？后來用混凝土輸送泵，那么空氣怎么排出？混凝土進(jìn)去多長時(shí)間灌完，混凝土有粗凝中凝的時(shí)間限制，時(shí)間決定混凝土的堅(jiān)實(shí)程度。
周:交通部有一本介紹大橋施工經(jīng)驗(yàn)的書，講一座斜拉橋的36米高塔，灌注混凝土?xí)r是用泵送到高空后拋落，混凝土早離散得不成樣子了。交通部施工規(guī)范也有，凡混凝土落距超過3米，必須使用串桶，再用振動(dòng)棒。就這經(jīng)驗(yàn)，好像還是先進(jìn)呢。
張:這種類型的橋梁從設(shè)計(jì)到施工都有很多問題，也不知怎么就建了這么多，再加上一些別的因素，這些橋誰敢走呀。
周:公路的管理比鐵路散，行業(yè)指導(dǎo)性不夠。鐵路處在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)到市場經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)軌體制下，有行業(yè)的優(yōu)勢在。鐵道部過去是一公里死一人，最嚴(yán)重時(shí)一炮八個(gè)，逐漸在生命和鈔票的堆積中有了經(jīng)驗(yàn)，而交通部缺少經(jīng)驗(yàn)。
不能放過元兇
記:前面說到的這些問題，有什么解決辦法？
周:首先是體制上的，不能違反程序，可行性研究、初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)、科學(xué)監(jiān)理，都必須有資質(zhì)，找哪些單位，管理上一定要認(rèn)真。
張:我在國外做過一些工程，他們經(jīng)驗(yàn)是這樣的:一家工程公司，它的顧問工程師負(fù)責(zé)從設(shè)計(jì)圖紙、設(shè)計(jì)招標(biāo)文件、制定施工技術(shù)規(guī)范到開工后的技術(shù)監(jiān)督整套流程，出了問題責(zé)任非常清楚。我國把顧問工程師一分為三，設(shè)計(jì)有設(shè)計(jì)院，招標(biāo)有業(yè)主，施工有監(jiān)理，各自脫節(jié)，最后出了問題沒辦法清查。另外，我國最差的環(huán)節(jié)是試驗(yàn)，國外是一步一試驗(yàn)，在招標(biāo)書中明確了的。我們施工部門就考慮經(jīng)濟(jì)問題，試驗(yàn)、加載，誰給錢啊。
周:國外的一套制度逼迫著公司使用最成熟的技術(shù)，非常重視施工的技術(shù)規(guī)范，否則就要倒閉，就丟飯碗。
張:我們可不這樣，彩虹橋事后，一位技術(shù)人員說，我國有橋梁專家茅以升、李國豪，橋的設(shè)計(jì)、技術(shù)是沒有問題的。那樣的話，我國有了毛澤東、周恩來，怎么還會(huì)有劉青山、張子善呢？一聽就是不負(fù)責(zé)任的說法，一個(gè)有問題的設(shè)計(jì)即便給它再優(yōu)質(zhì)的材料和施工最終也是無法挽救的。還有，說武警戰(zhàn)士正步走與橋倒塌無關(guān)，我詢問交通部，回復(fù)中明確提到人群整步過橋一直是國內(nèi)外所不允許的。這是共振的常識(shí)，交通部為什么不做宣傳呢？
