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意大利大桥坍塌忧思:钢筋混凝土有弱点,多国桥梁存在隐患


意大利莫蘭迪大橋坍塌后的照片


莫蘭迪大橋坍塌前的照片


莫蘭迪大橋坍塌后露出鋼筋條

就像一道閃電擊中大橋, 剎那間, 汽車長龍都不見了……

當地時間8月14日11點30分, 意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余, 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, 意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采用的是全球最廣泛、最通行的鋼筋混凝土, 而這種建筑材料存在不可忽視的安全隱患。 有研究指出, 整個歐洲、美洲和亞洲的橋梁, 都顯示出老化跡象。

企鵝號“一文君”試圖全面梳理解讀意大利熱那亞莫蘭迪大橋坍塌事故折射的風險隱患, 期待引起相關各方重視, 未雨綢繆做好安全防范, 避免橋梁等建筑坍塌致人死傷的悲劇再次發生。

意大利大橋坍塌: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。

發生坍塌事故的意大利莫蘭迪大橋, 由鋼筋混凝土建造而成, 完工于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銹, 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), 有必要采取一種處理辦法進行維護, 包括清除大橋鋼結構上的鐵銹部分, 或用新型材料替換。 他當時建議采用“有很高耐化學性”的環氧樹脂去維護大橋的容易生銹部位。


示意圖


示意圖

2016年, 意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。 英國橋梁專家丹尼爾勒·宗塔說, 莫蘭迪大橋1967年建成之后, 就應該對其鋼筋束進行持續監測和維護。

今年2月1日, 意大利交通運輸部和負責橋梁維護的公司, 召集專家舉辦了一場主題為“橋梁防腐蝕和維修”的會議。 會議紀要顯示, 專家們得出一個共識:意大利多座橋梁存在“退化趨勢”, 急需加強維護。 今年4月, 意大利政府就橋梁維護公開招標, 隨后簽署總價大約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, 因為它是連接意大利米蘭和法國高速公路的重要大橋, 也是商業運輸的主干道之一, 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采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。


莫蘭迪大橋坍塌后露出鋼筋條

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。 ”

法國調查審計后震驚:840座大橋面臨安全隱患


法國有800多座大橋也存在安全隱患

意大利莫蘭迪大橋坍塌災難發生后沒幾天, 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%橋梁建筑, 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, 這份審計報告并未透露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吊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。


法國總統馬克龍遭到民眾炮轟

據報道,這份報告一個多月前就交給了法國運輸部部長,而且這項審計并未包括法國私營企業、地方政府維護的數千座橋梁。

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,此次意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梁:金屬很可能被腐蝕,有巨大安全隱憂

《經濟學人》分析說,意大利莫蘭迪大橋采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,裂縫隨后會導致水跟鋼筋接觸,從而腐蝕鋼筋,最后會大大削弱這種建造結構的加固作用。

理論上,所有采用這種材料和方法的建筑都有隱患,但橋梁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,且很多大橋采用的是拉索結構,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

鋼筋混凝土建筑,在遇到施工不規范、偷工減料、建筑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)、承載力量長期高于設計承重等情況時,安全隱患就會被成倍放大。

此外,正常情況下,鋼筋混凝土的橋梁能抵擋住大多數暴雨洪水等極端天氣的襲擊,但如果這些橋梁此前遭慢慢腐蝕、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,意大利莫蘭迪大橋的坍塌,不該只是驚醒意大利人,而應該引發全世界對鋼筋混凝土建筑(包括橋梁)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后開展營救工作

據報道,整個歐洲、美洲和亞洲的橋梁,都顯示出老化跡象。1999年的一項研究表明,歐洲調查的公路橋梁中,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座橋梁中,有54259座橋梁被評為“結構上存在不足”,這些橋梁平均年齡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筑,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),但建筑在遭遇腐蝕老化之后壽命只有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筑材料,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并非易事,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,會發生在哪里?

無論如何,意大利莫蘭迪大橋的突然坍塌,給全世界鋼筋混凝土橋梁等建筑,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:“意大利熱那亞莫蘭迪大橋不是倒塌的第一座大橋,不幸的是,它也不會是最后一座。”

警鐘為誰而鳴?警鐘為你而鳴。(視頻/南息 撰稿/小S 審核/可可)

【一文讀懂、深度解讀系列稿件由企鵝號“一文君”創作,獨家發布于騰訊內容開放平臺,謝絕一切形式轉載,違者將被堅決起訴并追究索賠到底】

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。


法國總統馬克龍遭到民眾炮轟

據報道,這份報告一個多月前就交給了法國運輸部部長,而且這項審計并未包括法國私營企業、地方政府維護的數千座橋梁。

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,此次意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梁:金屬很可能被腐蝕,有巨大安全隱憂

《經濟學人》分析說,意大利莫蘭迪大橋采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,裂縫隨后會導致水跟鋼筋接觸,從而腐蝕鋼筋,最后會大大削弱這種建造結構的加固作用。

理論上,所有采用這種材料和方法的建筑都有隱患,但橋梁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,且很多大橋采用的是拉索結構,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

鋼筋混凝土建筑,在遇到施工不規范、偷工減料、建筑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)、承載力量長期高于設計承重等情況時,安全隱患就會被成倍放大。

此外,正常情況下,鋼筋混凝土的橋梁能抵擋住大多數暴雨洪水等極端天氣的襲擊,但如果這些橋梁此前遭慢慢腐蝕、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,意大利莫蘭迪大橋的坍塌,不該只是驚醒意大利人,而應該引發全世界對鋼筋混凝土建筑(包括橋梁)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后開展營救工作

據報道,整個歐洲、美洲和亞洲的橋梁,都顯示出老化跡象。1999年的一項研究表明,歐洲調查的公路橋梁中,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座橋梁中,有54259座橋梁被評為“結構上存在不足”,這些橋梁平均年齡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筑,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),但建筑在遭遇腐蝕老化之后壽命只有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筑材料,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并非易事,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,會發生在哪里?

無論如何,意大利莫蘭迪大橋的突然坍塌,給全世界鋼筋混凝土橋梁等建筑,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:“意大利熱那亞莫蘭迪大橋不是倒塌的第一座大橋,不幸的是,它也不會是最后一座。”

警鐘為誰而鳴?警鐘為你而鳴。(視頻/南息 撰稿/小S 審核/可可)

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