意大利的一座斜拉桥垮了!我们该吸取什么教训?
刀枪不入的高山
2023年03月23日 08:49:48
来自于桥梁工程
只看楼主

2018年8月14日中午11:30左右,意大利热那亚A10公路上的一座斜拉桥垮塌了。最新消息说,事故造成的死难人数至少35人,受伤13人(其中5人严重受伤)。 这桥名叫波尔切韦拉高架桥(Polcevera,意大利利古利亚大区一条19公里长的河流的名字),也叫莫安迪桥(Morandi,取自该桥的设计师里卡尔多·莫安迪的名字)。 先看一段意大利新闻媒体Fanpage的视频。(视频开始有人喊叫了几声Oddio,经查,这是“我的天呀”的意思。对于桥梁工程师而言,这样的垮塌事故,不折不扣地就是Oddio!)


2018年8月14日中午11:30左右,意大利热那亚A10公路上的一座斜拉桥垮塌了。最新消息说,事故造成的死难人数至少35人,受伤13人(其中5人严重受伤)。

这桥名叫波尔切韦拉高架桥(Polcevera,意大利利古利亚大区一条19公里长的河流的名字),也叫莫安迪桥(Morandi,取自该桥的设计师里卡尔多·莫安迪的名字)。

先看一段意大利新闻媒体Fanpage的视频。(视频开始有人喊叫了几声Oddio,经查,这是“我的天呀”的意思。对于桥梁工程师而言,这样的垮塌事故,不折不扣地就是Oddio!)


莫安迪桥是一座三塔预应力混凝土斜拉桥。桥长1102m,主跨202.50-207.90-142.65m(因桥梁跨越河流、铁路和工业厂房,故如此分跨),边跨6×73.20 m,塔高100.2m,桥面宽18m。1968年建成通车。

垮塌的部分,是最靠近西边的一跨斜拉结构,大致如下图中红框所示。

(垮塌部位,来自Google Earth)

垮桥的照片,网络上已有不少,这里只贴几张(来自于CNN)。

(好像是刚刚垮塌时拍摄的,烟尘都未散尽)

(垮塌部位近照)

(桥塔底部的开裂,为何如此规整?)

在悲剧发生后的几天里,公众的愤怒越来越大,人们开始寻找原因:是疏忽大意的维修保养,劣质的施工还是糟糕的设计?对于那些寻求答案的人,问题并不是找到单一原因。它正在确定桥梁的众多缺陷中的哪一个最终导致了桥梁的倒塌。

下面视频科普了桥梁为什么会倒塌,值得一看。


     

     

教训启示


     

     

     

您是否考虑过桥梁维护和施工作业如何影响结构完整性?这些活动可能会削弱桥梁性能或增加设计时不曾考虑的重量。额外的计划有助于防止意外的后果。

您是否已升级桥梁以消除设计缺陷并满足当前的设计标准?现代材料,设计软件和建模功能使桥梁比以往任何时候都更轻,更坚固,更安全。
您是否考虑过气候变化和相关极端天气对桥梁的影响?大多数较旧的桥梁并不是为应对强风,温度的大幅度变化,洪水引起的更强劲的水流以及野火而建造的。考虑使用防火毯来保护桥梁基础设施免受火灾和极端热的损害。
是时候升级桥梁或建立更多的桥梁来处理更高的交通负荷了吗?大多数地区的交通量逐年递增。几十年后,交通量可能会超过结构设计时考虑的级别。
您是否检查了当前的承载水平是可持续的?数十年的维修和增强工作可能会使桥梁的某些部分承受超出其承受能力的荷载。考虑用较轻的现代材料制成的新结构代替旧结构,例如桥下设施支撑系统。
现在是进行大型桥梁修复的时候了吗?就像第二次世界大战后建造的许多建筑物一样,这段时期的桥梁并非设计成永久存在。现在是时候进行彻底的检修或更换了。如果您无法保证翻新或重建的资金,那么就定期检查桥梁是否破裂,损坏或意外的结构变化。现代化的升降机可以帮助检查员和工程师到达老旧的桥梁那些难以到达的区域。
哪些单位应该拥有和管理桥梁?答案是:视情况而定。如果市政当局资金短缺,那么寻求替代性私人资金来源是有意义的。如果将公共安全和安保措施放在首位,而私人资金又不可能提供,那么请确保市政机构拥有维持结构完整性所需的必要资源。
您是否拥有保持桥梁结构完好所需的资源?如果答案是“否”,那么是时候与政府机构,公共宣传团体和私人单位合作,找到维持公共安全所需的预算资金。
您是否已尽一切可能防止事故的发生?电脑化标牌,自动报警系统和先进的通信技术是成本相对较低的投资,有助于防止可能引发桥梁故障的意外事件。
你是否采取了措施避免连续倒塌?通过研究桥梁事故,工程师们了解到,增加冗余度可以帮助结构防止所谓的“多米诺骨牌效应”。当一个桥梁部件的损坏会导致其他部件损坏时,就会发生这种情况,就像一个多米诺骨牌击倒位于其附近的其他牌,变成连锁反应一样。


     

     

新桥重新启动


     

     

     

事故发生后,整座城市处于塌桥事故的哀痛中。地方当局果断行动,委托专家开始设计新桥,并制定拆除和清理大桥的方案,号召国内领先的建筑公司为新桥建设做好准备。新桥扩建了1067米,包括19个40米高的桥跨,由18个椭圆形钢筋混凝土塔架支撑。整座桥耗资2.02亿欧元,拥有两排太阳能电池板,可以满足95%的能源需求。

莫兰迪大桥由于年代久远,结构又遭受了如此巨大的冲击,仅对桥梁进行修复和翻新显然是不可行的。于是,参与大桥重建的其中一家公司Fagioli,通过研究项目文件,确定了拆除桥梁的可行方法。

但由于受到制造设施的限制,桥梁构件在距离热那亚数百公里的意大利南部制造。因此,桥梁部分必须用远洋驳船进行海上运输。为了节省驳船甲板的空间,减少海上运输次数,缩短项目进度,项目团队研究了专用的运输配置,将桥体分成三个部分进行运输。时间紧迫,在热那亚确定了运输码头、取得特许权之后,便开始用SPMT进行桥体装载运输。最终历时20个月顺利完工。




     

     

类似案例


     

     

     

你若多看垮塌的桥几眼,就会发现它与著名的马拉开波湖桥(现在的官名叫拉斐尔·乌达内塔将军大桥)有点类似。是的,你没有判断错误。这两桥是同一位工程师设计的。

设计师是意大利的里卡尔多·莫安迪(Riccardo Morandi,1902.9.25 - 1989.12.25),他曾当过两所大学的教授,以善于建造风格独特的预应力钢筋混凝土桥梁结构而闻名。以笔者肤浅的了解,他也是一位有建筑创意的工程师。借此机会,说说他设计的几座桥。

莫安迪在20世纪50年代末期开始介入桥梁设计。最早做过的几座梁桥和拱桥,形成了他后来建造混凝土斜拉桥的建筑特点。

1960年建成的Fiumarella高架桥,桥长526 m,主跨125m,桥高112m;梁部采用常规的预应力混凝土箱梁,桥墩造型却很轻盈别致。

(Fiumarella高架桥)

1961年在加拿大卡斯加尔建成的Kinnaird桥,是一座主跨80m的混凝土刚架桥,采用了当时少见的V形桥墩。

(Kinnaird桥)

1961年在意大利卡坦扎罗建成的FaustoBisantis桥,是一座主跨231m的钢筋混凝土拱桥。挖空的拱脚、倾斜的拱上立柱和纤细的X形桥墩,成为显目的建筑构造特点。

(Fausto Bisantis桥)

他最著名的作品,应该是1962年建成的委内瑞拉马拉开波湖桥。这桥的主桥布置为6塔5跨斜拉桥,跨度235m,全桥长达8km。当时在12个入围作品中,这是唯一采用混凝土的设计方案。考虑养护维修费用及预应力混凝土技术的推广,业主选择了这个方案,由此诞生了世界上最早的预应力混凝土多塔斜拉桥(80年代初换索)。

(马拉开波湖桥)

(马拉开波湖桥立面布置,局部)

马拉开波湖桥的最大建筑特点,是主桥的双X形桥墩、单一吊点的拉索和跨中的挂孔。为使全桥风格一致,引桥的桥墩也采用了近似X形的桥墩。不过,这样纤细的桥墩恐怕不经撞。1964年4月,一艘油轮撞击大桥并导致部分引桥桥面倒塌,造成7人丧生。

(马拉开波湖桥引桥船撞损毁)

花费大气力设计了马拉开波湖桥,技术上肯定有不少积累,只用一次就有点不划算。于是,接下来莫安迪就设计了这次不幸垮塌的波尔切韦拉高架桥。

(波尔切韦拉高架桥)

尽管在形式上,波尔切韦拉高架桥与马拉开波湖桥没有太大区别,但前者在处理桥梁与道路的衔接方面,却很有创新。下图所示的环形匝道,在当时也是不多见的。

(波尔切韦拉高架桥一端的连接匝道)

接下来,莫安迪又设计了利比亚的Kuf山谷桥。这桥全长477m,主跨282m,桥宽13.3m,桥高超过172m,1967-1971年建造,1972年开通。

(Kuf山谷桥)

(Kuf山谷桥立面布置)

再接下来,又设计了意大利的Carpineto桥,其为主跨181m的三跨斜拉桥。这次他没有采用X形桥墩(地形上也不需要),却大胆采用了斜塔造型(估计是世界上首座,待核实)。这桥1973年建成。

(Carpineto桥)

(Carpineto桥立面布置)

1974年,莫安迪还在哥伦比亚建造了Barranquilla桥。这桥长1500m,主跨69.5-140-69.5m,桥面宽12.5m;造型上保留了单一吊点(刚性)拉索,X形桥墩却不见踪影了。

(Barranquilla桥)

总体而言,莫安迪设计的梁桥、拱桥和斜拉桥,具有强烈的个人风格。不过,就斜拉桥(包括垮塌的这座)而言,拉索支撑太少(每半跨只有一个吊点),会导致梁的设计不经济;使用预应力混凝土拉索构件(不是今天常见的拉索构造),可能有防腐效果,但开裂后维修恐较费劲;X形桥墩通常令人印象深刻,但建造较繁琐。因此,莫安迪的斜拉桥设计思想,对其他工程师没有产生明显影响。

回到开头。使用了半个世纪的一座有特色的斜拉桥,垮了,这令人惊讶,也令人遗憾。接下来,意大利的工程师们会寻求垮塌原因所在,莫安迪设计的其他同类斜拉桥的业主们,恐怕也会有所警觉和行动。远在万里之外的中国桥梁工程师们,对此该作何感想?莫安迪先生若泉下有知,他又会怎么想?

免费打赏

相关推荐

APP内打开