義大利大橋坍塌暴露鋼筋混凝土弱點 多國橋樑存隱患
當地時間8月14日11點30分,義大利北部城市熱那亞A10高速公路莫蘭迪大橋突然坍塌:長約80米的橋面連同正行駛在大橋上的數十輛汽車,一起從大約50米高的地方砸向地面。
這次坍塌至少造成43人遇難,事故原因仍在進一步調查。目前,所有跡象和證據都顯示,坍塌跟大橋年久失修、腐朽老化有關。
塌橋事故讓很多人在痛心之餘,也產生了一個疑問:我們平日開車經過或走路路過的大橋,安全嗎?
答案可能觸目驚心。
根據英國知名媒體《經濟學人》等外媒的報道,義大利坍塌大橋災難的震動和影響,已經遠遠超出國界——因為莫蘭迪大橋建造時採用的是全球最廣泛、最通行的鋼筋混凝土,而這種建築材料存在不可忽視的安全隱患。有研究指出,整個歐洲、美洲和亞洲的橋樑,都顯示出老化跡象。
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義大利大橋坍塌:工程師39年前就已拉響安全警報
莫蘭迪大橋坍塌,至少43人遇難,也有一些司機幸運生還。
發生坍塌事故的義大利莫蘭迪大橋,由鋼筋混凝土建造而成,完工於1967年,全長1.2公里。它也是歐洲首座鋼筋混凝土斜拉橋。
這座大橋的設計師兼工程師里卡多·莫蘭迪(已故),早在1979年就撰寫報告指出,莫蘭迪大橋因靠近海洋易遭腐蝕性氣流影響,附近還有鋼鐵廠帶來污染,已經出現了降解腐化,所以必須堅持對它進行維護以避免其生鏽,否則它的腐蝕性風險非常高。
不過,里卡多當時仍為自己設計建造的鋼筋混凝土大橋的合理性辯護,認為設計建造都沒有問題,但他警告說,大橋遲早(也許在幾年內),有必要採取一種處理辦法進行維護,包括清除大橋鋼結構上的鐵鏽部分,或用新型材料替換。他當時建議採用「有很高耐化學性」的環氧樹脂去維護大橋的容易生鏽部位。
示意圖
示意圖
2016年,義大利熱那亞大學鋼筋混凝土專家安東尼奧·布蘭斯奇曾把莫蘭迪大橋稱為「工程失敗」,認為它遲早需要拆掉重建。英國橋樑專家丹尼爾勒·宗塔說,莫蘭迪大橋1967年建成之後,就應該對其鋼筋束進行持續監測和維護。
今年2月1日,義大利交通運輸部和負責橋樑維護的公司,召集專家舉辦了一場主題為「橋樑防腐蝕和維修」的會議。會議紀要顯示,專家們得出一個共識:義大利多座橋樑存在「退化趨勢」,急需加強維護。今年4月,義大利政府就橋樑維護公開招標,隨後簽署總價大約2000萬歐元(約合1.56億元人民幣)的公共工程合同。
讓人心碎的是,維護工作尚未開始,塌橋事故就發生了。
另一個側面拍到的莫蘭迪大橋坍塌
莫蘭迪大橋原本是這次維護工程的重點,因為它是連接義大利米蘭和法國高速公路的重要大橋,也是商業運輸的主幹道之一,還是度假者前往山脈地區、地中海海灘的主要通道。工程師說,他們一直擔心莫蘭迪大橋採用的混凝土包裹式斜拉索結構會出問題,這是已故設計師莫蘭迪喜歡使用的纜索設計,而不是其他大橋中常見的鋼索。
莫蘭迪大橋坍塌後露出鋼筋條
8月19日晚,數十名熱那亞居民聚集在莫蘭迪大橋附近一個中央廣場,很多人在廣場鵝卵石鋪著的白紙上,寫下對遇難者的悼詞或紀念他們的詩歌,活動組織者艾麗薩說:「我們之所以選擇把悲傷和憤怒寫在紙上,是因為這樣就能讓每個人不必大喊大叫、寫出他們心中的怒火和哀傷,我們需要做的是沉默。」
法國調查審計後震驚:840座大橋面臨安全隱患
義大利莫蘭迪大橋坍塌災難發生後沒幾天,鄰國法國的總統馬克龍遭到民眾猛烈炮轟。
法國媒體8月19日披露:法國政府主導的一項調查審計結果表明:法國7%橋樑建築,即840座大橋,未來幾年也面臨莫蘭迪大橋那樣的坍塌風險,如果不能維修加固就要關閉使用。
讓法國民眾憤怒和驚恐的是,這份審計報告並未透露840座大橋是哪些大橋。換句話說,在法國政府沒有出資修橋之前,法國民眾每天都要提心弔膽地經過一座座可能有坍塌風險的大橋。
審計報告還指出,法國基礎設施薄弱的主因有兩個:一是缺錢,二是缺專業的技術人員。
據報道,這份報告一個多月前就交給了法國運輸部部長,而且這項審計並未包括法國私營企業、地方政府維護的數千座橋樑。
法國總統馬克龍此前承諾投入更多財政資金到國家基礎設施,此次義大利莫蘭迪大橋坍塌,給還在「猶豫和磨蹭」的法國政府拉響警報。
鋼筋混凝土建造的橋樑:金屬很可能被腐蝕,有巨大安全隱憂
《經濟學人》分析說,義大利莫蘭迪大橋採取了用混凝土包裹鋼筋的方式來完成加固,但運用鋼筋這類金屬也引入了其天然弱點:混凝土的微小裂縫可能受到天氣、車輛通行振動、地基移動等影響,裂縫隨後會導致水跟鋼筋接觸,從而腐蝕鋼筋,最後會大大削弱這種建造結構的加固作用。
理論上,所有採用這種材料和方法的建築都有隱患,但橋樑所承受的風險特別值得關注,因為它們每天都會承受非常大的應力和應變,且很多大橋採用的是拉索結構,橋中央部位沒有任何橋墩支撐。
鋼筋混泥土結構的莫蘭迪大橋坍塌前已遭腐蝕
鋼筋混凝土建築,在遇到施工不規範、偷工減料、建築所在地天氣惡劣污染嚴重(比如忽冷忽熱、經常下雨洪水泛濫、海風常吹)、承載力量長期高於設計承重等情況時,安全隱患就會被成倍放大。
此外,正常情況下,鋼筋混凝土的橋樑能抵擋住大多數暴雨洪水等極端天氣的襲擊,但如果這些橋樑此前遭慢慢腐蝕、且沒有定期安檢維護,那出現坍塌事故的可能性就會劇增。
《經濟學人》指出,義大利莫蘭迪大橋的坍塌,不該只是驚醒義大利人,而應該引發全世界對鋼筋混凝土建築(包括橋樑)的監測和維護制度的重視和健全。
救援人員在莫蘭迪大橋坍塌後開展營救工作
據報道,整個歐洲、美洲和亞洲的橋樑,都顯示出老化跡象。1999年的一項研究表明,歐洲調查的公路橋樑中,有30%都存在某種缺陷,最常見的是鋼筋遭到腐蝕。2018年的一份報告則顯示:美國612677座橋樑中,有54259座橋樑被評為「結構上存在不足」,這些橋樑平均年齡67歲,每天通行車輛高達1.74億次,而按照目前的維修、更換速度,至少需要37年才能解決所有安全隱患。
分析指出,很多鋼筋混凝土結構的建築,設計使用壽命是100年左右(這還是建立在建造當年預估的較低的承重能力之上),但建築在遭遇腐蝕老化之後壽命只有50-60年,50年左右就需要一次徹底大修,否則就面臨莫蘭迪大橋那樣的坍塌風險。目前人類的確有了更先進的新型建築材料,在抗腐蝕、抗衰老甚至抗炸彈襲擊等方面的性能更加卓越,但拆掉一座大橋重建並非易事,成本也高昂(部分大橋的維修費用也很高,可能高過建造一座新橋)。
下一次塌橋,會發生在哪裡?
無論如何,義大利莫蘭迪大橋的突然坍塌,給全世界鋼筋混凝土橋樑等建築,都重重地敲響了警鐘。
英國南安普頓大學結構力學專家梅赫迪·卡薩尼博士說:「義大利熱那亞莫蘭迪大橋不是倒塌的第一座大橋,不幸的是,它也不會是最後一座。」
警鐘為誰而鳴?警鐘為你而鳴。
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