河南塌桥残存桥墩无箍筋 专家:钢筋“偷太多了”

2013-02-08 08:57  来源:时代周报

  2013年2月1日上午9时许,连霍高速河南渑池段的义昌大桥,一辆装载烟花爆竹的货车自西向东,突然发生爆炸,导致大桥南半幅被毁,北半幅桥板松动。已确认有10人死亡,11人受伤,其中4人重伤。坠落现场清理出2辆小车、6辆大车。

  在塌桥现场,时代周报记者在一段断裂桥墩内没有发现箍筋的存在。众所周知,混凝土的桥墩应配置足够的钢筋,垂直钢筋和水平钢筋(箍筋)组成钢筋笼,才能承受足够的重负。而义昌大桥的桥墩,按照专业人士的说法,钢筋“偷得太多了”。

  存留桥墩未见箍筋

  爆炸后第二天,2月2日上午,现场仍是一片狼藉。扭曲的、甚至解体的车头、被炸碎的轮胎、散落着的各种货物和碎屑,层层叠加在一起。断裂的桥面与桥墩也掺杂其间。

  大桥垮塌时,支撑桥面的两栋桥墩断裂、倒塌,从2月1日事故当天媒体发布的现场照片看,仍有一段长达十米以上的圆柱形钢筋覆压在现场。2月2日,这段桥墩已经被挪走。

  时代周报记者在现场发现一段断裂的桥墩,长度80cm左右,圆柱形表面已经破损,但还保持着基本的轮廓。圆柱体的外围残留着几根竖直的螺纹钢筋,根据表面的凹槽判断,垂直的钢筋环绕了桥墩外围一圈。

  在现场另外一处地方,坠落的桥面覆压着一段较长断裂的圆柱形桥墩,但时代周报记者在断裂的横剖面上也只能看到竖直的钢筋,水平方向上没有钢筋。

  “桥墩内的钢筋,叫做配筋。”一位资深建筑设计人士告诉时代周报记者,“桥墩的配筋理论上应该是钢筋笼的形式,就是用钢筋编织成笼子的样子。钢筋就像一个人的骨架,如果骨架太小,人就站不起来了。”

  “与垂直钢筋交叉组成钢筋笼的水平钢筋,一般叫做箍筋。从照片中(指记者所拍的现场图片)的这个节点来看,这点儿配筋是不够的,只能看到竖直方向的钢筋,水平方向的箍筋一个都看不到。这完全就是胡来的。这就是行业内经常说的:钢筋‘偷得太多了’。”上述人士指出。

  该专业人士进一步解释:桥墩主要是承受来自桥面的压力,利用混凝土受压性能好的特性,但是混凝土的受拉(承受水平方向的拉力)不行,钢筋的受拉性能好。桥墩里面加钢筋,两者的长处都结合到一块儿了。桥墩承受水平(横向)荷载的时候,打个比喻,有力量从桥的侧面推这个桥的时候,这时,钢筋就要承受这样的力。

  “看这个桥的桥墩,30多米高,纵向钢筋不管你有多粗,30米的距离肯定都软了,所以需要用细密的箍筋。高铁还有城市高架的施工照片网上有的,看看他们的钢筋笼就知道了。”该人士介绍,一般的设计规范要求,箍筋的间距是10-15cm,在一些连接位置还要适当加密的,箍筋还要使用螺纹钢筋(表面有楞状的突起),直径最低是6mm。

  设计还是施工有问题

  时代周报记者曾跟河南交通厅旗下一家公路企业的高管交流,该高管坚称义昌大桥的设计和施工没有问题,“桥梁要求不承受横向的、水平的拉力”。

  不懂桥梁结构的人也知道,爆炸所形成的冲击波朝向四面八方,自然有水平方向的力冲向桥梁,一般民用桥梁的设计是不考虑爆炸条件的。

  但桥梁设计却不得不考虑抗震要求。地震荷载也是三维方向的,纵向和水平的都有。而且,世界各国对桥梁的抗震设计都是强制要求的。

  中国公路桥梁抗震设计规范可划分为三代,分别是1977年实施的第一代《公路工程抗震社会规范》(1977规范),1990年开始实施的《公路工程抗震设计规范》(1989规范),和最新一代的2008年的《公路工程抗震设计细则》(2008细则)。

  交通部出台的“1989规范”中的第3.4.4条规范要求,抗震结构体应具有明显的计算简图和合理的地震作用传递路线;钢筋混凝土构件应合理选择尺寸,配置钢筋,增加延性,避免剪切先于弯曲破坏和钢筋锚固粘结先于构件破坏等。另外,第10.5条规范列出了抗剪能力由式计算方法,刚框架钢筋混凝土桥墩的水平能力和许用延性系数。

  上述专业人士指出,“延性”就是指混凝土构件的抗拉(水平方向)能力。第10.5条的规范列出的计算公式中的“抗水平力”,就是依靠混凝土、纵向钢筋和箍筋共同起作用的意思。

  长安大学公路学院桥梁系教授、博士生导师刘健新教授在《汶川地震及中国公路桥梁抗震设计规范的变迁》一文中指出:“通过结构潜在的塑性绞区域的钢筋(尤其是箍筋)的配置,提高核心混凝土的约束程度来增家结构的塑性变形能力并保证结构的承载能力,这种设计成为延性设计,其实质就是用结构加大的位移和刚度的降低来换取较低的地震力输入。”

  “桥墩没有或者缺少箍筋,不是设计单位马虎就是现场施工偷工减料了,至少是抗震的能力没有达到规范要求。”上述专业人士指出。

  义昌大桥所在的洛三高速(洛阳-三门峡)于1998年1月开工,而当时实行的1989规范中已提出了关于增加延性的要求。

  刘健新教授告诉时代周报记者,根据建造时间,义昌大桥应该适用的是“1989规范”。该规范对增加延性没有具体地规定,也只是在系数上考虑了延性,概念和计算公式上不清楚。“(虽然)没有具体的说,作为构造来说,应该有箍筋的,不是说一根都没有,那就不是桥墩了。”

  根据现场图片,刘健新教授表示桥墩的箍筋是看不出来的。但他表示无法做出严格意义上的否定判断。他强调,如果把断裂桥墩剖开来察看,所做判决的依据会更科学、更清晰。

  与刘建新教授相比,上述业内人士的判断则更为明确:“照片上显示的断裂桥墩,可以看出部分钢筋已经被拔出,钢筋和混凝土接触的断面是清晰可见的,断面清晰可见的情况下,80厘米长的桥墩内,没发现箍筋,那就肯定是有存在问题。”

  桥面断裂口如刀切

  “爆炸所引起的冲击波和地震水平力是不一样,(爆炸)力怎么算的,也不好说。”刘健新表示,“爆炸的力受车厢的阻挡,应该是朝向凌空面,向上向左向右向前向后。而地震的能量是很大的,一次爆炸的时候,应该是不会比地震的破坏力大。”

  这就不难理解,2008年汶川地震造成震区大量桥梁倒塌。而2009年1月14日,芜湖长江大桥1公里段,发生两车相撞事故,一辆满载6吨多的“冲天炮”烟花的货车产生爆炸并起火(义昌大桥烟花车辆载有9吨多的雷子炮),车辆被烧得面目全非,但桥体并未受损,芜湖长江大桥虽一度临时中断,但当天便恢复通行了。

  刘健新还指出,义昌大桥属于简支梁桥,“在桥墩上面是不连续的,桥面残留的钢筋,是桥面的连续,而不是结构上并不连续,并非构造钢筋。”

  上述业内人士也指出,路面铺设在桥墩上的混凝土箱梁或者是钢箱梁上的,这些箱梁是保证路面平整用的,不是主要的受力结构。也就是说,在桥面发生水平位移的时候他是不起限位作用的。

  “从桥面残留的混凝土箱梁连接点看,存在两个问题:一是钢筋锚入混凝土箱梁的深度不够;还有就是连接的节点存在问题,因为从照片上看到的节点完全是破坏了,钢筋是被直接拉出来了。”他解释钢筋锚入混凝土的深度应该是钢筋直径的45倍,“按照规范,钢筋应该是露出来的更长一些。钢筋头上有弯钩,如果垂直深度不够,水平深也可以。但我怀疑锚入深度不够,未与混凝土钢梁进行有效连接。”

  “塌下来的路面,水平方向上没有移动太多,这说明是桥墩因配筋不够,先塌掉了,造成了一种连锁反应,混凝土箱梁跟着就下去了。”该人士指出。

  “如果有足够的配筋,局部混凝土钢箱梁出现裂缝或者是垮塌,但不会瞬间垮塌。这样的例子实在少见,桥面事故基本上是七扭八歪的多,而义昌大桥事故相当于这段桥基本上没有了,桥面的断裂口非常平整的,用工程上的话说,基本上是刀切的。”该人士告诉记者。

  说不清的责任人

  义昌大桥所在的洛三高速于1998年1月动工,计划工期46个月,设计概算42.9亿元。据当时的一份宣传资料显示,洛三高速是河南第二批利用世界银行贷款建设的交通重点工程项目,在当时是河南高速公路建设史上一次性投资规模最大、地质地形最复杂、施工难度最大的工程项目。

  该路全长135.549公里,工程分为八个合同段,1998年11月,河南省交通厅和河南省高管局组建成立洛阳至三门峡高速公路建设前线指挥部(下称洛三指挥部),代表前者承担洛三高速建设项目的职责和任务。建成后,公路资产归河南省高速公路发展有限责任公司(下称河南高发)。

  曾有媒体指出洛三高速的施工单位是洛三指挥部,其实洛三指挥部应是建设单位。

  时代周报记者向河南省交通厅及河南高法公司宣传部门求证,对方未透露合同段的具体位置。根据上文提到的宣传资料,八个合同段从洛阳市区开始,由东向西依次排列。第一合同段范围是洛阳市郊到孟津县段,由当时的交通部第一工程局一处施工。

  孟津再向东,依次有新安、渑池东部、义马和渑池西部,至三门峡市。第二合同段由河南省公路工程局三处和中铁十五局共同承担;第三合同段由中铁三局六处承担,其项目经理为吴占东;第四合同段由中铁十一局一处承担,项目经理为贾其友。

  第四合同段的许沟特大桥曾被荣获“鲁班”奖,该桥在渑池境内。据此判断,义昌大桥的具体施工方不出第二至第四合同段的施工单位。

  时任河南省交通厅长的石发亮在这份宣传材料的序言中写道:“全线参战人员克服……诸多困难,发扬团结务实、廉洁高效和无私奉献的精神,圆满完成省政府和交通厅下达的建设任务,……在交通部、省交通厅组织的历次质量检查中都得到了好评……”

  2001年12月,洛三高速通车。一年后的2002年12月,石发亮被“双规”,2006年被判无期徒刑,成为河南省交通厅第三任被判刑的厅长。

责任编辑: 徐文华
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