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台湾南方澳跨港大桥坍塌事故分析报告(初步)

  在祖国大陆欢度国庆的喜悦时刻里,一则来自宝岛台湾的消息刷屏了。然而,并不是什么好消息,而是台湾宜兰县苏澳镇南方澳跨港大桥于10月1日上午9时许,突然发生坍塌。导致12人受伤,其中9名是外籍男子;并有4名渔船外籍员工确认死亡,罹难者身份一度被认错,另外2名失联外籍员工仍未被找到。
  图1 曾经的南方澳跨港大桥一、工程简介
  1.1、概述
  南方澳跨港大桥工程于1985年1月27日开工建设,1987年6月20日竣工,总投资2亿5千万元台币。
  1.2、设计
  南方澳跨港大桥为台湾岛内唯一单钢拱桥,也是亚洲第一座双叉式单拱桥。大桥全长140米,桥宽15米,净高18.5米,桥面至洪25.27米。
  跨港大桥:主桥型式:单拱顶拱造型(全电焊拱桥)。全桥共使用各种钢材1535吨,桥梁支撑形式:750T单向活动钢支承;桥面大樑支承型式:人造橡胶支撑垫。
  1.3、施工
  设计单位:亚新工程顾问股份有限公司;承建单位:立永营造有限公司。
  图2 南方澳跨港大桥事故现场二、垮塌事件
  2.1、事故回放(资料)
  据现场监控视频显示,大桥坍塌前,一辆油罐车正在过桥,在即将行驶到桥对岸时,桥面从中间断裂,瞬间垮塌,油罐车跟随断裂的桥面跌落水里,之后冒出火光和浓烟。
  2.2、深度分析南方澳跨港大桥垮塌事故原因
  通过反复视频回放,以及对该桥资料的查阅,以下几点或将成为诱发事故主因:
  a、该桥设计的钢箱梁采用连续结构,承重冗余度很低。冗余度是指建造时所预留的承受多余强度的能力,即使桥梁部分毁坏,仍然应该有足够的支撑强度,不至于发生大面积的坍塌。但是我们从视频中可以看到,第一根钢缆断裂之后,其它钢缆非但没有分散力量,反而连续断裂。
  b、设计缺陷。南方澳跨港大桥的设计有别于常见的双拱桥,是少见的"双叉式单拱桥",也是亚洲第一座"双叉式单拱桥"。这类设计方式虽然美观,但是建筑的成本较高,而且就建筑结构来说,稳定度确实比双拱桥差一点。
  图3 南方澳跨港大桥事故现场
  双叉式单拱桥的最大缺陷是不能有效参与(分配)横向整体受力,主体抗倾斜由支撑体系承担(此举风险很大)。台当局调查人员初步了解称,这起事故是因为大桥海侧桥墩坍塌,导致桥体向下掉落断裂,这个信息似乎验证了本条观点。
  c、钢箱梁结构本身就容易导致两侧拉力不均衡或储备值较小;
  d、从视频中我们可以看到,桥梁垮塌时只有一辆油罐车通过,在这种情况下倾覆,可以说设计上应该没有进行有效的横向稳定性(抗倾覆)验算。
  e、桥梁的维护和保养存在安全隐患。根据负责维修的工程顾问公司爆料,其曾在维修过程中发现缆绳已严重锈蚀,桥上多个连结处都曾遭车辆撞击,桥梁安全有问题,并将情况向港务公司进行了反映,但一直没有下文。而且,该桥的使用仅仅才31年,本不应该发生这种情况。
  图4 大桥垮塌视频截图
  f、有可能与气候原因有关。前不久"米塔"台风刚刚过境;1日凌晨1时54分,花莲近海发生里式规模3.8地震,南澳最大震度达4级,但尚难确认是否与断桥有关。
  桥梁的钢索在海风的侵蚀、震动疲劳的影响下存在安全隐患也是可能的。不过这还需要调查保养与维修的纪录,才有助于进一步厘清。全文总结
  由于事故刚刚发生,我得到的资料也仅限于现场的监控视频和媒体采访,所以难免分析得不全面。但不可否认的是,南方澳跨港大桥的垮塌原因离不开人为因素,即设计缺陷和维护保养不善导致的。
  希望这样的悲剧不再有,希望此次事故中遇难的生命一路走好,天堂里不再有痛苦和绝望。

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