易仁彥　周瑞峰　黃　茜

(武漢地產開發(fā)投資集團有限公司　武漢　430042)

近15年國內橋梁坍塌事故的原因和風險分析

易仁彥周瑞峰黃茜

(武漢地產開發(fā)投資集團有限公司武漢430042)

摘要為了分析橋梁坍塌的原因和風險，對2000～2014年非地震原因導致的179起橋梁坍塌事故的發(fā)生時間、地點、傷亡及原因進行了統(tǒng)計與分析。經研究發(fā)現(xiàn)，橋梁建造階段橋梁坍塌風險最高，造成的傷亡最嚴重，其原因主要是支架問題、違規(guī)作業(yè)和違法行為。運營階段發(fā)生坍塌事故的數(shù)量最多，其主要原因是暴雨和洪水沖刷、超載，以及車輛和船只撞擊；維修階段發(fā)生事故較少，主要原因是支架問題；拆除階段風險較大，造成坍塌事故的主要原因是違規(guī)作業(yè)、違法轉包和起重機械問題。 撰寫要求 是以提供文獻內容梗概為目的，不加評論和補充解釋，簡明、確切地記述文獻重要內容的短文。其基本要素包括研究目的、方法、結果和結論。具體地講就是研究工作的主要對象和范圍，采用的手段和方法，得出的結果和重要的結論。篇幅以150字左右為宜。 英文中宜用過去時態(tài)敘述作者所做的工作；用現(xiàn)在時態(tài)敘述結論；能用名詞做定語的就不要用動名詞做定語，能用形容詞做定語的就不要用名詞做定語。盡可能用主動語態(tài)代替被動語態(tài)。

關鍵詞橋梁坍塌原因傷亡風險

近年來，國內橋梁坍塌事故的報告時有發(fā)生。2012年，通車不到1年的哈爾濱陽明灘大橋發(fā)生坍塌，引橋箱梁傾翻，4輛卡車掉落，造成3死5傷的慘劇。事故發(fā)生后，橋梁工程的質量和安全引起了社會的廣泛關注。但1年后人民網報道了國內13起橋梁坍塌事故的處理情況，發(fā)現(xiàn)有8起事故未見最終責任處理，其中包括陽明灘大橋[1]。

橋梁作為一項生命工程，一旦發(fā)生坍塌事故，往往會造成嚴重的生命財產損失和惡劣的社會影響。本文收集了最近15年(2000～2014年)國內發(fā)生的橋梁坍塌事故的相關信息，對事故的原因和風險進行了系統(tǒng)分析，希望能夠增加對我國橋梁坍塌事故的了解，為我國橋梁事業(yè)的發(fā)展提供借鑒。

1國內外研究現(xiàn)狀

針對我國橋梁坍塌事故，許多專家學者進行了研究。吉伯海等[2]認為事故的發(fā)生大多是多種原因綜合作用的結果，并發(fā)現(xiàn)最容易發(fā)生坍塌的橋型是拱橋，橋梁長度越大坍塌的可能性越高。徐洪濤等[3]從設計、施工、營運管理、水文地質和自然災害等方面分析事故發(fā)生的原因，總結了事故教訓，提出了預防對策。何凱等[4]分析了一些重大橋梁坍塌事故發(fā)生的設計、建設、地理特征等方面的原因，闡述了有關橋梁坍塌事故中的問責機制。孫莉[5]、曹明旭[6]、汪廣豐[7]等對國外橋梁坍塌事故進行了研究和分析，對指導我國橋梁事故的原因和預防提供了參考。

國外很早就已經有專家對橋梁坍塌事故進行了研究。I.E.Harik等[8]對1951～1988年間美國發(fā)生的114起橋梁坍塌事故的原因進行分類，為“橋梁生命線設計”課題提供前期的數(shù)據(jù)支撐。Kumalasari Wandhana等[9]分析發(fā)現(xiàn)橋梁的平均使用壽命為52.5年，造成事故的最主要原因是洪水和碰撞。并且對1977～1981年,1982～1988年,1989～2000年3個時間段的事故進行對比。María Victoria Biezma等[10]分析了鋼橋坍塌的主要原因，然后列舉了10個典型事故進行說明，認為橋梁事故對于提高橋梁性能認識和提高安全水平有至關重要的作用。Edgar E. Muoz Diaz等[11]分析了1986～2009年哥倫比亞發(fā)生的63起橋梁坍塌事故，發(fā)現(xiàn)鋼橋事故36%的原因是結構缺陷；混凝土橋梁事故64%的原因是沖刷和超載。

2橋梁坍塌事故統(tǒng)計

本文將橋梁所處狀態(tài)劃分為建造、運營、維修和拆除4個環(huán)節(jié)。本文所指的坍塌是指橋梁在這4個環(huán)節(jié)中，橋梁的構件發(fā)生破壞、傾覆或者位移，或者橋梁主體結構發(fā)生損壞或者倒塌，致使橋梁結構不能保障正常、安全的工作。

本文對每年發(fā)生的坍塌數(shù)量及造成的人員傷亡進行了分析。圖1為近15年來橋梁坍塌數(shù)量的統(tǒng)計。15年共發(fā)生橋梁坍塌事故179起，相當于每年發(fā)生11.93起，運營階段發(fā)生事故最多。由變化曲線可知，運營階段每年發(fā)生的事故數(shù)量與總量的起伏變化規(guī)律較為一致。建造階段每年發(fā)生的坍塌數(shù)量比較平穩(wěn)，維修和拆除階段每年發(fā)生事故的數(shù)量很低。

圖1　橋梁坍塌數(shù)量統(tǒng)計圖

3橋梁坍塌事故的原因分析

3.1　建造階段的事故原因

橋梁建造是指從工程開工建設到竣工驗收完成這個階段，主要包括樁基和承臺施工、墩臺施工、主梁澆筑或架設、橋面施工及各種輔助性工程。經統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，建造階段共發(fā)生橋梁坍塌事故58起，18起事故原因無法查明，剩下40起事故的原因分類統(tǒng)計見表1。支架問題是最主要的事故原因，其次是違法行為和違規(guī)作業(yè)，還有少量的是大風、吊裝、船只撞擊等。

表1　建造階段橋梁事故原因統(tǒng)計

3.2運營階段的事故原因

運營階段是指橋梁工程竣工后交付使用，可供車輛、行人等使用，滿足交通要求。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，運營階段發(fā)生橋梁坍塌事故106起，未知原因14起，已知原因統(tǒng)計見表2。洪水、超載、車輛和船只撞擊是造成運營階段橋梁垮塌事件的主要原因，暴雨引發(fā)洪水，沖刷橋梁基礎及墩臺，容易破壞橋梁下部結構。

表2　運營階段橋梁坍塌事故原因分析表

3.3維修階段的事故原因

維修階段是橋梁運營過程中，由于各種原因無法滿足交通要求，必須經過維修加固才能繼續(xù)使用的過程。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)維修階段事故4起，2座橋梁坍塌原因未知，另外2座是由于支架問題和超載造成。

3.4　拆除階段的事故原因

拆除階段是指橋梁已無法滿足交通要求，通過維修加固不經濟或者達不到使用要求，必須進行拆除。拆除階段發(fā)生橋梁坍塌事故11起，共造成29人死亡，59人受傷。

表3對拆除階段橋梁坍塌原因進行了分析，有5起事故是違規(guī)作業(yè)，1起是違法轉包，1起是起重機械。

表3　拆除階段橋梁坍塌事故原因分析表

3.5未知原因

有38起橋梁坍塌事故無法確定具體原因。其中，建造階段18起，運營階段14起，維修階段2起，拆除階段4起。四川宜賓南門大橋2001年坍塌，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)承重鋼纜部分生銹，原因可能是設計缺陷，可能是施工材料問題，也可能是后期養(yǎng)護不到位。2004年深圳龍崗區(qū)矮江橋塌陷，該事故發(fā)生后竟然查不到設計和建設單位。原因可能是溶巖地形，可能是設計施工原因，也可能是超載。

4橋梁坍塌風險分析

4.1　橋梁坍塌造成的人員傷亡統(tǒng)計

統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，179起橋梁坍塌371人死亡，604人受傷，69人失蹤。圖2是每年由于橋梁坍塌造成的人員傷亡情況。2007年和2010年死亡人數(shù)特別高，是因為當年都有特大事故的發(fā)生。

圖2　橋梁坍塌人員傷亡統(tǒng)計圖

4.2　各階段坍塌數(shù)量及傷亡統(tǒng)計

將橋梁坍塌數(shù)量和傷亡人數(shù)按照不同階段進行匯總。由圖3可知：①發(fā)生坍塌事故最多是在運營階段，有106起，占事故總數(shù)的59.2%；建造階段發(fā)生事故58起，占32.4%；拆除階段發(fā)生事故11起，占6.2%；維修階段發(fā)生4起，占2.2%；②造成傷亡最多的是橋梁建造階段，比其他3個階段的總數(shù)還多；其次是運營和拆除階段；維修階段出現(xiàn)少量傷亡情況。

圖3　各階段橋梁坍塌數(shù)量及人員傷亡統(tǒng)計表

4.3　風險因子的定義及運用

為了對不同情況下的風險大小進行定量分析，本文擬定2個風險評價因子Ra和Rb。Ra表示橋梁坍塌造成的死亡人數(shù)與坍塌數(shù)量的比值。Rb表示橋梁坍塌造成的受傷人數(shù)與坍塌數(shù)量的比值。Ra是反映風險大小的第一評價因子，Rb是第二評價因子

Ra=Nd/Nb

Rb=Ni/Nb

式中：Ra為風險大小第一評價因子；Rb為風險大小第二評價因子；Nd為死亡人數(shù)；Ni為受傷人數(shù)；Nb為橋梁坍塌數(shù)量。

由表4可見，建造階段風險最高，每發(fā)生1起橋梁坍塌事故，可造成3.5人死亡，5.83人受傷。其次，是拆除階段。運營階段風險也偏高，維修階段風險較低。表5對各階段事故主要原因的風險因子進行了分析。

表4　各階段風險因子

表5　建造階段事故原因風險因子

5結論及建議

通過對近15年來國內179起橋梁坍塌事故的原因與風險分析，可得出以下結論。

(1) 建造階段發(fā)生橋梁坍塌事故數(shù)量最多，風險最高，支架問題發(fā)生的數(shù)量最多，風險很大。違規(guī)作業(yè)發(fā)生的數(shù)量較多，風險最高，是重點控制環(huán)節(jié)。

(2) 運營階段發(fā)生的橋梁事故多，但是風險一般。暴雨和洪水導致的事故多，風險較大。爆炸是運營階段風險最大的原因，會造成大量人員傷亡，但其發(fā)生概率較小。

(3) 維修階段發(fā)生橋梁坍塌事故數(shù)量少，風險低。

(4) 拆除階段發(fā)生橋梁坍塌事故的數(shù)量少，風險較高。違法轉包和違規(guī)作業(yè)發(fā)生的數(shù)量多，風險較高。起重機械發(fā)生的事故較少，風險非常大。

(5) 從坍塌橋梁的類型來看，圬工結構和鋼筋混凝土結構橋梁超過總數(shù)的80%，主要是拱橋和簡支板梁橋。這主要是由于早期設計和建造水平不足，材料缺乏所致。

橋梁坍塌事故是檢驗和加深結構分析理論，提高和增加設計水平與經驗，提升施工技術與管理水平，促進運營管理與養(yǎng)護的好案例。然而，許多的橋梁事故原因無法確定，這對提高橋梁建造水平，分析橋梁工作性能是重大的損失。另外，很多事故原因被簡單歸因于超載、撞擊，但橋梁結構的質量往往沒有深究，這是需要思考的問題。

參考文獻

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具體包括以下方面：

① 本文的研究目的或要解決的問題; ② 解決問題的方法及過程; ③ 主要結果及結論; ④ 本文的創(chuàng)新、獨到之處。

《交通科技》雜志社

Reason and Risk of Bridge Collapse in Recent 15 Years

YiRenyan,ZhouRuifeng

(Wuhan Real Estate Development & Investment Co.,Ltd., Wuhan 430042, China)

Abstract：In order to analyze the reason and risk of the bridge's collapse, the information of 179 bridges collapsed in China from 2000 to 2014, not caused by earthquake, were collected, including the time, place, injuries and deaths, and reasons. The analysis shows that construction stage has the largest risk, which caused a lot of death or injury of people. The main reasons include bracket problem, illegal operation, and illegal action. Most collapses happened in service stage, of which the main reasons are heavy rain or flood, overload, and collision by truck or boat. A few bridges failed in maintenance process, of which the main reason is bracket problems. The risk is very high in demolition process, of which the main reasons are illegal operation, illegal subcontract and hoist problems.

Key words:

收稿日期：2015-06-04

DOI10.3963/j.issn.1671-7570.2015.05.021