錢江三橋坍塌原因 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)失效還是超載？
7月15日，錢江三橋南引橋兩塊梁板斷裂墜落，相關(guān)部門第一時(shí)間成立事故調(diào)查組，全面開(kāi)展事故調(diào)查。然而，截至昨晚11點(diǎn)發(fā)稿，調(diào)查組尚未得出事故原因。
究竟是什么原因?qū)е洛X江三橋南引橋梁板斷裂，一時(shí)間眾說(shuō)紛紜。就此請(qǐng)教了一些曾參與錢江三橋建設(shè)及大修的橋梁建筑專家，專家通過(guò)事故現(xiàn)場(chǎng)照片及事發(fā)時(shí)場(chǎng)景推斷出的初步結(jié)論是：引橋梁板的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)可能存在問(wèn)題，而三輛100噸貨車連續(xù)通過(guò)所施加的巨大荷載，則是導(dǎo)致梁板斷裂的誘因。
什么是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)？
普通鋼筋混凝土難抵拉應(yīng)力
預(yù)壓應(yīng)力可推遲混凝土開(kāi)裂
當(dāng)材料在外力作用下不能產(chǎn)生位移時(shí)，幾何形狀和尺寸將發(fā)生變化，而材料發(fā)生形變時(shí)內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力，分布內(nèi)力在一點(diǎn)的集度稱為應(yīng)力。
鋼筋混凝土也會(huì)受到應(yīng)力的影響。
“鋼筋和混凝土是絕配，鋼筋受拉，混凝土受壓?！敝袊?guó)聯(lián)合工程公司國(guó)家一級(jí)注冊(cè)結(jié)構(gòu)師徐敏高級(jí)工程師解釋，“但是當(dāng)鋼筋承受很高的拉應(yīng)力時(shí)，實(shí)際上混凝土已經(jīng)開(kāi)裂了。一般來(lái)說(shuō)，鋼筋承受拉應(yīng)力達(dá)到200兆帕?xí)r，混凝土裂縫已經(jīng)到0.2—0.3毫米了?！?/FONT>
正因如此，像橋梁這些不允許出現(xiàn)裂縫的建筑，普通的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)就很難勝任，一般在跨徑20米時(shí)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)就會(huì)出現(xiàn)裂縫，發(fā)生開(kāi)裂后，不可避免地會(huì)出現(xiàn)鋼筋銹蝕，耐久性降低，影響使用壽命。
為了達(dá)到推遲受拉區(qū)混凝土開(kāi)裂的目的，建筑工程師發(fā)明了預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。就是在鋼筋混凝土構(gòu)件承受外力荷載之前，人為地預(yù)先通過(guò)張拉鋼筋對(duì)構(gòu)件施加壓力，由此產(chǎn)生的預(yù)壓應(yīng)力將抵消一部分或全部由外荷載所引起的拉應(yīng)力，達(dá)到推遲受拉區(qū)混凝土開(kāi)裂的目的，增加鋼筋混凝土構(gòu)件的耐久性。
制作工藝工序有何要求？
如果灌漿張拉步驟出問(wèn)題
預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)失效
徐工介紹，一般來(lái)說(shuō)，給受拉區(qū)混凝土施加預(yù)應(yīng)力的方法，根據(jù)張拉鋼筋與澆注混凝土的先后順序分為先張法及后張法，一般橋梁上應(yīng)用的是后張法。
所謂后張法，就是先澆混凝土構(gòu)件，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度75%以上，再?gòu)埨摻睿ㄤ摻钍?/FONT>
張拉程序分為六個(gè)步驟：埋管制孔→澆混凝土→抽管→養(yǎng)護(hù)穿筋張拉→錨固→灌漿（防止鋼筋生銹），其傳力途徑是依靠錨具阻止鋼筋的彈性回彈，使截面混凝土獲得預(yù)壓應(yīng)力。
在制作預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的過(guò)程中，有兩道關(guān)鍵工藝工序，就是最后的灌漿和前期的張拉，如果這兩道工藝工序出現(xiàn)問(wèn)題，容易導(dǎo)致整個(gè)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)失效，那一塊預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件就成了普通的混凝土構(gòu)件。
“如果灌漿不密實(shí)，那么鋼筋與混凝土就無(wú)法形成黏合，這時(shí)鋼筋的張拉完全依賴錨固的夾具在兩頭的擠壓，一旦夾具失效，鋼筋就會(huì)繃出或者脆斷，這時(shí)整個(gè)梁板的預(yù)應(yīng)力就會(huì)失效?！毙旃ふf(shuō)，另外一個(gè)可能出現(xiàn)的問(wèn)題是，在張拉過(guò)程中產(chǎn)生了超張拉，比如說(shuō)原本強(qiáng)度是75%的張拉，如果變成了90%，則鋼筋反拱太大，也會(huì)造成鋼筋脆斷等問(wèn)題。
引橋梁板為什么會(huì)斷？
預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)已失效
也可能是嚴(yán)重超載車壓壞
“從照片上分析，我們估計(jì)應(yīng)該是梁板預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致了南引橋局部坍塌?！弊蛉眨卮髽蛄菏┕けO(jiān)控專家魏先生說(shuō)。
2005年，魏先生所在的北京公科固橋技術(shù)公司曾參與錢江三橋主橋部分的大修，基于事故照片和事發(fā)時(shí)的情況，他判斷可能是梁板預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)失效，導(dǎo)致鋼筋脆裂等問(wèn)題，從而在重載車輛的連續(xù)施壓下發(fā)生了梁板斷裂。
對(duì)此，中國(guó)聯(lián)合工程公司的徐工也持相同意見(jiàn)。
“如果說(shuō)寶馬車司機(jī)洪先生當(dāng)時(shí)看到了地面上的縱向裂縫，那就說(shuō)明其中一塊梁板其實(shí)已經(jīng)先斷裂，并且發(fā)生了沉降。”徐工解釋，橋梁的搭建，一般是先做成預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的空心梁板，然后擱在橋墩上鋪裝，上面再做路面鋪裝。所以，如果路面的鋪裝先裂開(kāi)了，可能是由于下面的梁板已經(jīng)發(fā)生了斷裂。
從三橋的監(jiān)控系統(tǒng)記錄的數(shù)據(jù)看，凌晨1時(shí)50分至2時(shí)整，另有2輛100噸以上貨車通過(guò)同一路段。
“有可能是因?yàn)榍皟奢v貨車的超重壓壞了梁板，造成了裂縫。也有可能是梁板本身就已經(jīng)由于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致受重后斷裂。”徐工分析道。
三橋有沒(méi)有質(zhì)量問(wèn)題？
三橋引橋2005年未大修
曾檢出梁板灌漿不合格
此外，還有一位大學(xué)教授，他曾在當(dāng)年參與過(guò)錢江三橋引橋的質(zhì)量檢測(cè)工作。
“已經(jīng)是十多年前的事情了，當(dāng)時(shí)錢江三橋還在建造的時(shí)候，就有部門送來(lái)三塊引橋的梁板到我們這里做預(yù)應(yīng)力檢測(cè)，當(dāng)時(shí)檢測(cè)的結(jié)果是，灌漿的黏合度不合格?！边@位不愿意透露姓名的教授說(shuō)，這批梁板檢測(cè)出的問(wèn)題，有可能導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)失效，但是由于當(dāng)時(shí)他們只負(fù)責(zé)質(zhì)量檢測(cè)工作，所以后期這批有問(wèn)題的梁板是否修復(fù)并不很清楚。
此外，雖然錢江三橋從2005年9月起進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)一年多的大修，但是工程主要包括主橋箱型梁加固、斜拉索索力調(diào)整、橋面系改造以及機(jī)電、安全設(shè)施、涂裝、綠化等內(nèi)容，維修的是主橋，并未包含兩側(cè)引橋。
而在杭州市交通局《錢江三橋大修工程第一階段工作總結(jié)會(huì)議紀(jì)要》（杭交紀(jì)要[2006]24號(hào)）文件中，在對(duì)施工工藝總結(jié)和要求中也提出，原結(jié)構(gòu)缺漏失效的豎向筋應(yīng)盡全力更新補(bǔ)足，加強(qiáng)豎向筋監(jiān)控與壓漿質(zhì)量控制。
同一份文件中，對(duì)監(jiān)理單位提出的第一項(xiàng)要求就是：加強(qiáng)旁站，確?？v橫向索管道壓漿和豎向預(yù)應(yīng)力管道壓漿等關(guān)鍵工藝工序的質(zhì)量。
三橋還能正常通行嗎？
如果只是局部梁板問(wèn)題
整座引橋不會(huì)受大影響
昨天錢江三橋恢復(fù)了單向通行，但所有司機(jī)的疑問(wèn)是：這橋還能正常通行嗎？
對(duì)此，徐工表示，引橋和主橋不同，如果僅僅是局部的個(gè)別問(wèn)題，那么通行應(yīng)該不會(huì)有問(wèn)題。
“引橋是一塊塊梁板像搭積木一樣搭起來(lái)，一塊梁板斷了，其他梁板還可以照常受力?！毙旃ふf(shuō)，“如果其他梁板沒(méi)問(wèn)題，那只要在坍塌處重新放一塊梁板就好了?！?/FONT>
那么，錢江三橋引橋的其余梁板是否也存在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)失效的可能呢？徐工表示這很難判定，要等大范圍排查之后才能定論。
“如果真的是灌漿質(zhì)量不好，有可能是偶然，也有可能是必然，因?yàn)閮H從構(gòu)件外觀很難判定內(nèi)部情況。但如果是鋼筋出現(xiàn)問(wèn)題，而這座引橋恰好用的都是同一批次的鋼筋，可能就會(huì)變成普遍問(wèn)題了?！毙旃け硎荆绻皇浅d引發(fā)的梁板斷裂，而不是其他質(zhì)量問(wèn)題，那事情就簡(jiǎn)單多了，只需要加強(qiáng)對(duì)超載車輛監(jiān)管即可。
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