由無錫橋梁垮塌事故思考獨柱墩橋梁安全運營有效解決方案
10月10日18時10分許,江蘇省無錫市312國道K135處、錫港路上跨橋發(fā)生橋面?zhèn)确鹿?。無獨有偶！此次無錫橋梁垮塌事故可以稱為2012年哈爾濱“824”高架橋垮塌事故的翻版。超載無疑對橋梁安全危害極大，橋梁垮塌事故往往伴隨人員傷亡和財產(chǎn)巨大損失，那么如何解決這一問題呢？誠然如《法制日報》中強調(diào)的，加強管理，推進執(zhí)法改革，加大對超載的打擊力度是一種解決手段，但我們應(yīng)該從這些橋梁垮塌的案例中總結(jié)出問題結(jié)癥，做好事前控制，從橋梁運營維護的專業(yè)角度和科學公路橋梁管理的角度對癥下藥，精確治理。
首先我們從無錫橋梁垮塌事故中梳理一下重點：
第一點， 超載導(dǎo)致橋梁垮塌；
第二點， 超載是一種常態(tài)；
第三點， 從長期的超載運營判斷，橋梁技術(shù)狀況存在隱患點。
接下來我們一一梳理對癥下藥，首先討論超載的整治問題。如今實用科學的發(fā)展，向著各個行業(yè)的各種角落延伸，對運輸車輛的管理實現(xiàn)人工智能化無人化自動化并未天方夜譚，免去執(zhí)法部門依靠人力攔截抽查，降低安全風險提高管理效率。
智能交通系統(tǒng)（Intelligent Traffic System，簡稱ITS）又稱智能運輸系統(tǒng)（Intelligent Transportation System），是將先進的科學技術(shù)（信息技術(shù)、計算機技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、電子控制技術(shù)、自動控制理論、運籌學、人工智能等）有效地綜合運用于交通運輸、服務(wù)控制和車輛制造，加強車輛、道路、使用者三者之間的聯(lián)系，從而形成一種保障安全、提高效率、改善環(huán)境、節(jié)約能源的綜合運輸系統(tǒng)。
由湖北楚天聯(lián)發(fā)工程試驗檢測有限公司開發(fā)的智能交通管理系統(tǒng)CITS，是以運輸車輛所在企業(yè)為單位，為每一輛運輸車安裝管理終端，每個管理終端都有唯一一個ID身份編碼，同時管理終端內(nèi)置GPS及企業(yè)信息，具有語音警報及遠程對講功能，可以與交通管理執(zhí)法部門聯(lián)網(wǎng)管理。
我們利用高速公路現(xiàn)有稱重系統(tǒng)以及國省及城市橋梁入口處地埋稱重傳感器來監(jiān)控車輛載重。在稱重同時感應(yīng)車輛ID身份編碼，如若超重則管理終端發(fā)出語音警報對車輛進行勸離，并記入執(zhí)法部門的管理系統(tǒng)中。若車輛拒不駛離，則可以利用管理終端的GPS定位系統(tǒng)進行定位追蹤，或通知其所在企業(yè)進行勸離。
基于此管理系統(tǒng)，我們可以通過交通網(wǎng)入口安裝激光傳感器來管理車輛超高、超寬，同時為車輛司機提供超高超寬報警功能，防止車輛與限高限寬裝置發(fā)生事故，減少損失。
將車輛超載信息與企業(yè)信息直接連通，有效從根源上解決超載問題。智能交通系統(tǒng)（CITS）給管理部門和執(zhí)法部門提供便捷的車輛管理方法，并能提供數(shù)字化管理信息，協(xié)助實現(xiàn)路上無人管理，提高管理和執(zhí)法效率。真正實現(xiàn)無法超載，消除企業(yè)和駕駛?cè)藛T投機心理。超載現(xiàn)象能夠管控住，那么橋梁的安全就有保障。
接下來我們再來討論橋梁技術(shù)狀況，這是個專業(yè)名稱，可以簡單的解釋為橋梁的健康狀況。當一座橋的建設(shè)完全符合設(shè)計要求，在竣工交付使用時橋梁健康狀況應(yīng)該是滿分的，假如出現(xiàn)超載車輛長期同行，那么橋梁將出現(xiàn)健康問題，并且在出現(xiàn)橋梁傾覆事故前，這種不健康的狀態(tài)應(yīng)該是一直持續(xù)的，是通過技術(shù)手段可以進行判別的，這種手段就是橋梁技術(shù)狀況評定。
對于交通繁忙的橋梁，定期進行橋梁檢查，是有效避免橋梁安全事故的最有效手段，橋梁檢查分為經(jīng)常檢查、定期檢查和特殊檢查，特殊檢查又分為專門檢查和應(yīng)急檢查，理論上當有超載貨車通過后，橋梁都應(yīng)進行一次應(yīng)急檢查！
依據(jù)《公路橋梁養(yǎng)護規(guī)范》經(jīng)常檢查主要對橋面設(shè)施、上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)及附屬構(gòu)造物的技術(shù)狀況進行的檢查。定期檢查是為了評定橋梁使用功能，制定管理養(yǎng)護計劃提供基本數(shù)據(jù)，對橋梁主體結(jié)構(gòu)及其附屬構(gòu)造物的技術(shù)狀況進行的全面檢查，它是為橋梁養(yǎng)護管理系統(tǒng)搜集結(jié)構(gòu)技術(shù)狀態(tài)的動態(tài)數(shù)據(jù)。由此可見，按規(guī)定進行定期檢查，對橋梁安全尤為重要，長期有超載車輛通行的橋梁還應(yīng)縮短定期檢查的時間間隔。
超載車輛對橋梁造成的主要傷害又有哪些呢？
首先，超載車通過每一聯(lián)橋面時，在伸縮縫處有跳車現(xiàn)象。相信我們每一位有駕車經(jīng)驗的人都有過這種體驗，開車通過高架橋的伸縮縫時，會有一下震動，根據(jù)伸縮縫的形式和施工質(zhì)量的區(qū)別這種震動有大有小。這種車輛通過伸縮縫時產(chǎn)生的震動就稱之為跳車現(xiàn)象。跳車現(xiàn)象是對橋梁有害的，重型車通過伸縮縫產(chǎn)生的跳車對橋梁的傷害尤為嚴重，因為沖擊力更大，會損傷橋梁結(jié)構(gòu)，同時對支座產(chǎn)生反復(fù)超限壓縮。當支座反復(fù)產(chǎn)生壓縮出現(xiàn)塑性變形時，橋面就會出現(xiàn)沉降，繼而加重這種跳車現(xiàn)象，如此循環(huán)使情況愈發(fā)嚴重。無論最終支座先失穩(wěn)還是上部結(jié)構(gòu)先破壞，對橋梁而言都是不可挽回的重大事故。
板式橡膠支座病害與盆式支座病害
其次超載車輛會造成橋梁跨中彎矩過高，進而使跨中混凝土開裂，鋼結(jié)構(gòu)橋梁則會使焊縫開裂或鋼材出現(xiàn)塑性形變。若是預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋，裂縫則會導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力鋼筋銹蝕斷裂。在橋梁跨中彎矩過大的同時，梁體兩端的支座受力也不同程度也會出現(xiàn)受力不均，從而導(dǎo)致支座變形不規(guī)則，形成支座脫空、扭曲變形嚴重現(xiàn)象，加快支座的損壞程度。但這些損傷并非一蹴而就的，在早期出現(xiàn)病害時及時發(fā)現(xiàn)，及時修復(fù)，則可以避免更嚴重的事故發(fā)生。
梁底橫向裂縫
談到這里，不免有讀者會思考一個問題，在超重車輛完全被控制住，不會行駛到橋上，同時我們依照規(guī)范定期對橋梁進行檢查，那么橋梁確實就有了安全保障?？墒遣荒芫痛苏J為橋梁就獲得了完全的徹底的安全保障，因為總有超載車誤闖上橋的情況吧，除此之外，還有洪水、山火、泥石流甚至沿海地區(qū)還有臺風影響橋梁安全。如果因為這些意外情況橋梁受到損傷，那么正常行駛的車輛在通過這樣的橋梁時就容易發(fā)生事故。
針對這種情況，湖北楚天聯(lián)發(fā)工程試驗檢測有限公司率先提出了智能橋梁安全運營維護管理的概念，并獨立開發(fā)了智能橋梁安全運營維護管理系統(tǒng)（Intelligent Bridge Safety Operation and Maintenance Management System），它是針對處于自然災(zāi)害頻發(fā)的地區(qū)或者曾受過超載、撞擊等傷害的橋梁，進行全時段監(jiān)控和管理的人工智能系統(tǒng)。
基本原理是通過布置在橋梁上的各種傳感器獲取橋梁運營狀態(tài)，這其中包括：應(yīng)力、撓度、震動、傾斜等物理量，也包括雨雪、風力等自然環(huán)境參量。這些參數(shù)通過人工智能分析系統(tǒng)獲得的結(jié)果將判斷橋梁的安全狀態(tài)，并據(jù)此來決定是否發(fā)出安全警報。具有無人值守、判斷精準的特點。
現(xiàn)代化的智能管理手段和超前的安全行駛控制無非是要保證橋梁通行的安全、可靠，行車的舒適，保證人民的財產(chǎn)和生命的安全，那么我們在橋梁狀況調(diào)查和這些先進監(jiān)控檢測設(shè)備的管理過程中，發(fā)現(xiàn)超載、撞擊或自然災(zāi)害地區(qū)己經(jīng)對我們的橋梁存在了安全隱患的時候，我們該如何采取加固手段來保證橋梁的安全使用狀態(tài)呢？同樣湖北楚天聯(lián)發(fā)路橋養(yǎng)護有限公司針對此類問題，用專業(yè)角度對癥下藥來解決許多橋梁匝道橋是獨柱墩的問題，因地質(zhì)、環(huán)境條件限制，采用獨柱墩鋼抱箍的施工方法可以解決獨柱墩易傾覆的危險，如上海項目獨柱墩加固項目。
獨柱墩鋼抱箍施工前與施工中
獨柱墩鋼抱箍施工后圖一
獨柱墩鋼抱箍施工后圖二
如果橋梁增加立柱和擴大基礎(chǔ)不受地質(zhì)條件影響，可以直接利用原承臺受力，直立鋼管柱支撐體系進行，如下圖：安徽蕭縣連霍高速加固項目。
增加直立鋼管柱施工中
綜上所述，從科技角度出發(fā)，利用智能管理手段代替?zhèn)鹘y(tǒng)方法，不給超載企業(yè)個人僥幸的機會才能從根上杜絕超載現(xiàn)象。科學的進行橋梁管理，及時掌握橋梁才能做到心中有數(shù)，才能避免事故的發(fā)生。
總結(jié)教訓，避免悲劇重演，我們要提高防范意識，加強科學管理，開拓新理念，防微杜漸，未雨綢繆才能杜絕事故的發(fā)生。
本文為湖北楚天聯(lián)發(fā)試驗檢測有限公司與湖北楚天聯(lián)發(fā)路橋養(yǎng)護有限公司技術(shù)團隊的見解，不足之處請專家批評指正。
參考文獻：
1、《交通法治“性命攸關(guān)” | 專家權(quán)威解讀無錫高架橋側(cè)翻事件》—《法制日報》；
2、《公路橋梁養(yǎng)護規(guī)范》；
3、《公路橋梁技術(shù)狀況評定標準》；
4、《哈爾濱“8?24”特大道路交通事故調(diào)查情況》——東北網(wǎng)
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