近15年国内桥梁坍塌事故的原因和风险分析

易仁彦　周瑞峰　黄　茜

(武汉地产开发投资集团有限公司　武汉　430042)

近15年国内桥梁坍塌事故的原因和风险分析

易仁彦周瑞峰黄茜

(武汉地产开发投资集团有限公司武汉430042)

摘要为了分析桥梁坍塌的原因和风险，对2000～2014年非地震原因导致的179起桥梁坍塌事故的发生时间、地点、伤亡及原因进行了统计与分析。经研究发现，桥梁建造阶段桥梁坍塌风险最高，造成的伤亡最严重，其原因主要是支架问题、违规作业和违法行为。运营阶段发生坍塌事故的数量最多，其主要原因是暴雨和洪水冲刷、超载，以及车辆和船只撞击；维修阶段发生事故较少，主要原因是支架问题；拆除阶段风险较大，造成坍塌事故的主要原因是违规作业、违法转包和起重机械问题。 撰写要求 是以提供文献内容梗概为目的，不加评论和补充解释，简明、确切地记述文献重要内容的短文。其基本要素包括研究目的、方法、结果和结论。具体地讲就是研究工作的主要对象和范围，采用的手段和方法，得出的结果和重要的结论。篇幅以150字左右为宜。 英文中宜用过去时态叙述作者所做的工作；用现在时态叙述结论；能用名词做定语的就不要用动名词做定语，能用形容词做定语的就不要用名词做定语。尽可能用主动语态代替被动语态。

关键词桥梁坍塌原因伤亡风险

近年来，国内桥梁坍塌事故的报告时有发生。2012年，通车不到1年的哈尔滨阳明滩大桥发生坍塌，引桥箱梁倾翻，4辆卡车掉落，造成3死5伤的惨剧。事故发生后，桥梁工程的质量和安全引起了社会的广泛关注。但1年后人民网报道了国内13起桥梁坍塌事故的处理情况，发现有8起事故未见最终责任处理，其中包括阳明滩大桥[1]。

桥梁作为一项生命工程，一旦发生坍塌事故，往往会造成严重的生命财产损失和恶劣的社会影响。本文收集了最近15年(2000～2014年)国内发生的桥梁坍塌事故的相关信息，对事故的原因和风险进行了系统分析，希望能够增加对我国桥梁坍塌事故的了解，为我国桥梁事业的发展提供借鉴。

1国内外研究现状

针对我国桥梁坍塌事故，许多专家学者进行了研究。吉伯海等[2]认为事故的发生大多是多种原因综合作用的结果，并发现最容易发生坍塌的桥型是拱桥，桥梁长度越大坍塌的可能性越高。徐洪涛等[3]从设计、施工、营运管理、水文地质和自然灾害等方面分析事故发生的原因，总结了事故教训，提出了预防对策。何凯等[4]分析了一些重大桥梁坍塌事故发生的设计、建设、地理特征等方面的原因，阐述了有关桥梁坍塌事故中的问责机制。孙莉[5]、曹明旭[6]、汪广丰[7]等对国外桥梁坍塌事故进行了研究和分析，对指导我国桥梁事故的原因和预防提供了参考。

国外很早就已经有专家对桥梁坍塌事故进行了研究。I.E.Harik等[8]对1951～1988年间美国发生的114起桥梁坍塌事故的原因进行分类，为“桥梁生命线设计”课题提供前期的数据支撑。Kumalasari Wandhana等[9]分析发现桥梁的平均使用寿命为52.5年，造成事故的最主要原因是洪水和碰撞。并且对1977～1981年,1982～1988年,1989～2000年3个时间段的事故进行对比。María Victoria Biezma等[10]分析了钢桥坍塌的主要原因，然后列举了10个典型事故进行说明，认为桥梁事故对于提高桥梁性能认识和提高安全水平有至关重要的作用。Edgar E. Muoz Diaz等[11]分析了1986～2009年哥伦比亚发生的63起桥梁坍塌事故，发现钢桥事故36%的原因是结构缺陷；混凝土桥梁事故64%的原因是冲刷和超载。

2桥梁坍塌事故统计

本文将桥梁所处状态划分为建造、运营、维修和拆除4个环节。本文所指的坍塌是指桥梁在这4个环节中，桥梁的构件发生破坏、倾覆或者位移，或者桥梁主体结构发生损坏或者倒塌，致使桥梁结构不能保障正常、安全的工作。

本文对每年发生的坍塌数量及造成的人员伤亡进行了分析。图1为近15年来桥梁坍塌数量的统计。15年共发生桥梁坍塌事故179起，相当于每年发生11.93起，运营阶段发生事故最多。由变化曲线可知，运营阶段每年发生的事故数量与总量的起伏变化规律较为一致。建造阶段每年发生的坍塌数量比较平稳，维修和拆除阶段每年发生事故的数量很低。

图1　桥梁坍塌数量统计图

3桥梁坍塌事故的原因分析

3.1　建造阶段的事故原因

桥梁建造是指从工程开工建设到竣工验收完成这个阶段，主要包括桩基和承台施工、墩台施工、主梁浇筑或架设、桥面施工及各种辅助性工程。经统计发现，建造阶段共发生桥梁坍塌事故58起，18起事故原因无法查明，剩下40起事故的原因分类统计见表1。支架问题是最主要的事故原因，其次是违法行为和违规作业，还有少量的是大风、吊装、船只撞击等。

表1　建造阶段桥梁事故原因统计

3.2运营阶段的事故原因

运营阶段是指桥梁工程竣工后交付使用，可供车辆、行人等使用，满足交通要求。统计发现，运营阶段发生桥梁坍塌事故106起，未知原因14起，已知原因统计见表2。洪水、超载、车辆和船只撞击是造成运营阶段桥梁垮塌事件的主要原因，暴雨引发洪水，冲刷桥梁基础及墩台，容易破坏桥梁下部结构。

表2　运营阶段桥梁坍塌事故原因分析表

3.3维修阶段的事故原因

维修阶段是桥梁运营过程中，由于各种原因无法满足交通要求，必须经过维修加固才能继续使用的过程。统计发现维修阶段事故4起，2座桥梁坍塌原因未知，另外2座是由于支架问题和超载造成。

3.4　拆除阶段的事故原因

拆除阶段是指桥梁已无法满足交通要求，通过维修加固不经济或者达不到使用要求，必须进行拆除。拆除阶段发生桥梁坍塌事故11起，共造成29人死亡，59人受伤。

表3对拆除阶段桥梁坍塌原因进行了分析，有5起事故是违规作业，1起是违法转包，1起是起重机械。

表3　拆除阶段桥梁坍塌事故原因分析表

3.5未知原因

有38起桥梁坍塌事故无法确定具体原因。其中，建造阶段18起，运营阶段14起，维修阶段2起，拆除阶段4起。四川宜宾南门大桥2001年坍塌，现场发现承重钢缆部分生锈，原因可能是设计缺陷，可能是施工材料问题，也可能是后期养护不到位。2004年深圳龙岗区矮江桥塌陷，该事故发生后竟然查不到设计和建设单位。原因可能是溶岩地形，可能是设计施工原因，也可能是超载。

4桥梁坍塌风险分析

4.1　桥梁坍塌造成的人员伤亡统计

统计发现，179起桥梁坍塌371人死亡，604人受伤，69人失踪。图2是每年由于桥梁坍塌造成的人员伤亡情况。2007年和2010年死亡人数特别高，是因为当年都有特大事故的发生。

图2　桥梁坍塌人员伤亡统计图

4.2　各阶段坍塌数量及伤亡统计

将桥梁坍塌数量和伤亡人数按照不同阶段进行汇总。由图3可知：①发生坍塌事故最多是在运营阶段，有106起，占事故总数的59.2%；建造阶段发生事故58起，占32.4%；拆除阶段发生事故11起，占6.2%；维修阶段发生4起，占2.2%；②造成伤亡最多的是桥梁建造阶段，比其他3个阶段的总数还多；其次是运营和拆除阶段；维修阶段出现少量伤亡情况。

图3　各阶段桥梁坍塌数量及人员伤亡统计表

4.3　风险因子的定义及运用

为了对不同情况下的风险大小进行定量分析，本文拟定2个风险评价因子Ra和Rb。Ra表示桥梁坍塌造成的死亡人数与坍塌数量的比值。Rb表示桥梁坍塌造成的受伤人数与坍塌数量的比值。Ra是反映风险大小的第一评价因子，Rb是第二评价因子

Ra=Nd/Nb

Rb=Ni/Nb

式中：Ra为风险大小第一评价因子；Rb为风险大小第二评价因子；Nd为死亡人数；Ni为受伤人数；Nb为桥梁坍塌数量。

由表4可见，建造阶段风险最高，每发生1起桥梁坍塌事故，可造成3.5人死亡，5.83人受伤。其次，是拆除阶段。运营阶段风险也偏高，维修阶段风险较低。表5对各阶段事故主要原因的风险因子进行了分析。

表4　各阶段风险因子

表5　建造阶段事故原因风险因子

5结论及建议

通过对近15年来国内179起桥梁坍塌事故的原因与风险分析，可得出以下结论。

(1) 建造阶段发生桥梁坍塌事故数量最多，风险最高，支架问题发生的数量最多，风险很大。违规作业发生的数量较多，风险最高，是重点控制环节。

(2) 运营阶段发生的桥梁事故多，但是风险一般。暴雨和洪水导致的事故多，风险较大。爆炸是运营阶段风险最大的原因，会造成大量人员伤亡，但其发生概率较小。

(3) 维修阶段发生桥梁坍塌事故数量少，风险低。

(4) 拆除阶段发生桥梁坍塌事故的数量少，风险较高。违法转包和违规作业发生的数量多，风险较高。起重机械发生的事故较少，风险非常大。

(5) 从坍塌桥梁的类型来看，圬工结构和钢筋混凝土结构桥梁超过总数的80%，主要是拱桥和简支板梁桥。这主要是由于早期设计和建造水平不足，材料缺乏所致。

桥梁坍塌事故是检验和加深结构分析理论，提高和增加设计水平与经验，提升施工技术与管理水平，促进运营管理与养护的好案例。然而，许多的桥梁事故原因无法确定，这对提高桥梁建造水平，分析桥梁工作性能是重大的损失。另外，很多事故原因被简单归因于超载、撞击，但桥梁结构的质量往往没有深究，这是需要思考的问题。

参考文献

[1]尹深.哈尔滨阳明滩大桥引桥坍塌一周年塌桥事故频发处理各异[EB/OL].http://society.people.com.cn/n/2013/0824/c1008-22682256.html.

[2]吉伯海,傅中秋.近年国内桥梁倒塌事故原因分析[J].土木工程学报,2010,43(S):495-498.

[3]徐洪涛,郭国忠,蒲焕玲,等.我国近年来桥梁事故发生的原因与教训[J].中国安全科学学报,2007,17(11):90-95.

[4]何凯,王筱安,向亮.桥梁坍塌事故研究[J].法制博览,2013(4):284-285.

[5]孙莉,刘钊.2000-2008年美国桥梁倒塌案例分析与启示[J].世界桥梁,2009(3):46-49.

[6]曹明旭,刘钊,孟杰.美国桥梁病害及倒塌事故统计分析与思考[J].公路,2009(7):162-167.

[7]汪广丰.美韩桥梁垮(坍)塌事故处置的启示与思考[J].中国市政工程,2012，12(6):61-62,73.

[8]HARIK I E, SHAABAN A M, GESUND H, et al.United States bridge failures, 1951-1988[J].Journal of Performance of Constructed Facilities. 1990(4):272-277.

[9]WARDHANA K, FABIAN C.Hadipriono. analysis of recent bridge failures in the United States[J].Journal of Performance of Constructed Facilities.2003,17:144-150.

[10]BIEZMA M V, SCHANACK F. Collapse of steel bridges[J].Journal of Performance of Constructed Facilities.2007，21:398-405.

[11]Edgar E. Muoz Diaz, Federico Núez Moreno, Jamshid Mohammadi. Investigation of Common Causes of Bridge Collapse in Colombia[J].Practice Periodical on Structural Design and Construction.2009，14:194-200.

具体包括以下方面：

① 本文的研究目的或要解决的问题; ② 解决问题的方法及过程; ③ 主要结果及结论; ④ 本文的创新、独到之处。

《交通科技》杂志社

Reason and Risk of Bridge Collapse in Recent 15 Years

YiRenyan,ZhouRuifeng

(Wuhan Real Estate Development & Investment Co.,Ltd., Wuhan 430042, China)

Abstract：In order to analyze the reason and risk of the bridge's collapse, the information of 179 bridges collapsed in China from 2000 to 2014, not caused by earthquake, were collected, including the time, place, injuries and deaths, and reasons. The analysis shows that construction stage has the largest risk, which caused a lot of death or injury of people. The main reasons include bracket problem, illegal operation, and illegal action. Most collapses happened in service stage, of which the main reasons are heavy rain or flood, overload, and collision by truck or boat. A few bridges failed in maintenance process, of which the main reason is bracket problems. The risk is very high in demolition process, of which the main reasons are illegal operation, illegal subcontract and hoist problems.

Key words:

收稿日期：2015-06-04

DOI10.3963/j.issn.1671-7570.2015.05.021