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美国天价人行天桥垮塌 揭开美国基建行业乱相的冰山一角

2018-03-20 09:48:48  [来源:凤凰网]

当地时间3月15日下午,美国佛罗里达州迈阿密的佛罗里达国际大学校园内的一座在建人行天桥发生坍塌,事故造成至少10人死亡,桥下的高速公路也因此暂时无法通行。由于该桥造价高昂、技术难度有限、事故后果严重在中国互联网社区引发剧烈反响。那么为何美国纳税人付出天价建设的一座人行天桥会垮塌?这件事折射出美国什么样的问题?又给基建大国——中国以什么启示呢?

没有理由垮塌的桥

天桥垮塌的原因首先排除就是造价太低。全工程的造价高达1420万美元(约合人民币8975万元),而整个工程不过是一座174英尺(约53米)的人行过街天桥而已。0.9亿元的造价意味着什么,不是相关从业者可能会感到比较陌生。

2016年10月26日,商合杭高铁安徽段首座特大桥主体工程正式竣工。商合杭高铁塘头赵特大桥位于巢湖市柘皋镇镜内,全长1305.57米,41跨,主体总造价仅7000万元。2017年年底通车的潍坊峡山区峡寿街跨潍河大桥,该桥桥梁长357米,路线长431米,桥梁全宽30米,总投资也就6000万。可以说,近一亿的造价在中国地质条件良好的地区,就是一座严肃的公路桥的造价。

而与美国投资近9000万元建设的人行天桥桥长和跨度指标接近的人行天桥在我国造价就更低了。2017年初开始施工的山西某高速服务区人行天桥跨度为45米,造价只有约260余万元。中国建设一座50多米长,主跨径30多米的人行天桥造价基本上能控制在500万元以内。以致于2009年江苏常州市修建了一座人行天桥,因为造价高达700万元而被市民质疑,还有人大代表呼吁应该公布造价清单。而该人行天桥总长97.9米桥面宽6.6米, 700多万元的造价还包括四部电梯的购置费。

美国的人行天价桥的垮塌,显然有其他原因。

那么是不是桥梁的设计施工团队不够权威,存在资质问题呢?工程的投资方佛罗里达国际大学(FIU)本身就有非常强的土木专业。非常讽刺的是该校还有一个ABC(Accelerated Bridge Construction)中心,专门进行关于ABC技术的研讨和交流,而该次垮塌的桥梁运用的就是ABC(加速建桥)工艺。自己家门口用自己家擅长的技术修建的桥就这么垮了,真说的上是大水冲了龙王庙。

这座桥的设计方是FIGG Bridge Design,虽然不具有国际知名度,在美国也是一家成立40余年老牌桥梁设计公司了,设计过很多美国知名桥梁。施工方是MCM,这家公司过去5年因为11项违反安全问题被罚款,建造的一座机场临时桥梁也在本月倒塌过,可以说是劣迹斑斑。不过始终能不断拿到美国政府的项目,难道是管理水平受到当地政府肯定?

最后否认的应该就是技术难度太大的问题了,桥梁的难度主要看主跨(最远的相邻桥墩之间的距离)和环境条件。而该桥位于迈阿密市区内,地基情况应该不难掌握,破坏时也没有地震和大风等不可抗力影响。再来说主跨,该桥的主跨为33米,不会构成技术问题。

可以说无论从什么角度看,这桥都不应该垮,但还是发生了这样的事故,令人唏嘘不已。

过度设计难辞其咎

与垮塌时简朴的桥身不同,官网的效果图清晰的显示出这是一座斜拉桥。斜拉桥具有建筑高度小、受力合理、施工方便等优点。但笔者惊奇的是,33米的主跨需要一座斜拉桥吗?斜拉桥通常都是主跨超过100米的桥,这样才比较经济和方便。


(夜晚侧视效果图,可以明显看出这是斜拉桥)

当然这座桥梁可能是出于地形条件和美观的考虑而使用了斜拉桥,我们可以看到按照正面效果图显示该人行天桥为两跨,跨越小河的一跨跨径为20米,与跨越公路的一跨33米之比为0.606。符合独塔悬索桥边跨与主跨比0.5-1.0的设计原则,也非常接近0.618的黄金分割比。不过笔者认为,连续梁或者简支梁已经能满足美观要求了,强行上斜拉桥并不可取。


(桥梁正视效果图,左跨跨小河,右跨跨越高速公路)

而该桥垮塌原因还在调查中,FIU对当时的情况表示无可奉告。看来要弄清楚事情的全部过程,最终还是要等待美国工程师的结论才行。不过有相关专业网友指出该桥的施工不符合一般斜拉桥施工的流程,这是对的。先建造索塔,然后才是桥身,这才符合斜拉桥的一般建设规律。


(常规施工方式,从主塔向两侧延伸)

不过笔者认为如果桥身本身足够坚固的话,先建桥身后建索塔也不是不可以。由桥身先承担自重,然后斜拉索再分担一部分荷载最终完成整座桥梁的建造。但常规方法之所以是主流有其非常合理的原因,它保证了从施工到建成桥梁的受力都非常稳定和一致。而先建造桥身后安装斜拉索的方法,桥梁体系要从简支梁向悬索桥发生转换,内力的分布会发生很大的变化。而且这当中有个谬论,如果简支梁本身就能承担大部分甚至全部荷载,那要斜拉索干什么?

不过传统的建造方法在这个总长区区53米的桥梁上也很尴尬。这样的桥荷载不大,索塔太大太高影响美观也不经济,而太小难以承受施工时的荷载。所以说施工时进退失据的原因设计者要负很大责任。而我国的大跨径斜拉桥总数虽然占世界一半左右,但是很少在这么小的桥上应用斜拉桥。

而根据天桥垮塌时的视频,以及美国参议员(Marco Rubio)在twitter上的描述分析,垮塌的原因还有可能是成桥时预应力束尚未张拉完成。这就是完全的施工管理问题了,不过真实性还有待于进一步调查。

混乱的施工管理

根据相关报道,该桥倒塌前两天负责该桥的首席工程师在桥坍塌两天前,将桥有裂缝的消息通过语音邮件报告给佛罗里达州交通部门的一名员工。但是,那名员工当时不在办公室,在桥坍塌后的周五(16日)才收到该信息。

如果这是一个普通工人,那么这种表现是完全合格的,但这可是首席工程师啊!虽然混凝土构件是带裂缝使用的,微小的裂缝并不会影响桥梁的安全性能。但是出现肉眼可见的裂缝就要考虑安全风险,而预应力混凝土构件出现裂缝预示的安全风险更是成倍扩大。作为首席工程师完全有条件在发现裂缝之后组织人员进行挠度检测。如果相关检测的结果不好,就应该采取断然措施,完全有能力阻止问题扩大。

事实上,桥梁一开始就位的时候,就有运梁车提供支撑。但是桥梁垮塌时,运梁车并不在现场。如果工程师发现裂缝能够谨慎一点重新让运梁车返回也就阻断两个车道的交通,可惜世界上没有后悔药。


(可以看出运梁车一开始是在梁下提供支承的)

而负责桥梁安全的还有监理,本次人行天桥的监理是BDI检测公司。可惜的是,BDI似乎是来搞新闻工作的。就在桥梁主跨刚刚就位的时候,该公司的twitter帐号就率先发文庆祝。而更不可思议的是,根据之前的施工视频,有市民和领导在主梁刚架设完成时就来到工地观看,甚至还有工人和市民一起开始了庆祝......


(BDI在主梁刚就位的时候就发布了庆祝推送)

还有消息说桥梁当时正在进行预压测试,那就更不可思议了。预压测试不应该封路么?虽然这座桥的卖点就是建设过程不影响交通,不过指的应该是建设过程中不占路。事实上为了安全,该封路就必须封路。而且预压测试是各种测量仪器最集中的时刻,预压时检测数据不正常不应该立刻终止实验吗?

而如果是美国参议员说的那样,主梁当时还没完全张拉好预应力束,那运梁车的离开就是严重的错误。总之,在整个施工过程中,技术方缺乏指导、施工方缺乏责任感、政府部门反应不灵,而监理方除了发twitter参与度很浅,完全可以用一片混乱来形容。


(天桥垮塌时的情况,支持了参议员的说法)

揭开了美国基建行业乱相的冰山一角

根据维基百科统计,2000年以后美国垮塌的正式桥梁数为22座(不含本次),而中国为9座。考虑到两国新建桥数量的巨大差异,按比例算美国的数字还会更加惊人。而中国自2013年至今还未有中国公司在国内建设的桥梁发生过垮塌事故,而美国进入2013年以后垮塌了7座桥(不含本次)。特朗普一万亿美元的基建计划正在徐徐展开,如果都是这样的质量,无疑将对美国公民的生命安全造成新的威胁。

问题出在美国的社会引导上,基建领域的工程师的每小时工资仅为软件行业的1/5。根据相关专业具有美国留学背景的工程师反映,美国基建行业的毕业生基本都要花费数月才能谋到一份专业相关的工作。在此背景之下,美国大学放松了对基建工程师的培养。美国论坛reddit中有很多网友留言表达了对美国工程师培养和教育的担忧,认为其基础知识和岗位中的培训并不过硬。另一方面,保险业和评估公司挤占了很多用于建桥的经费。

这些问题造成了美国基建建设缓慢。以本次垮塌桥梁而言,虽然其搭建主梁仅花费六小时的时间,但是完全造好这座人行天桥按照FIU的官网的消息却需要等到2019年。此次事故不过是揭开了美国基建工程耗时长质量差的冰山一角。

此次事故对国内的市政工程建设也有一定的借鉴意义,即多从安全实用的角度进行建设,避免为了追求所谓的创新搞出美国迈阿密人行天桥这样奇葩的建筑来。

[责编:潘晓慧]
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