船与墩的博弈

    与广东九江大桥那庞大的桥体相比，一艘运沙船显得如此单薄。预期使用寿命以百年计的桥梁如此“不堪一击”，令人难以接受。坍塌事故真的与大桥的设计有关吗？

    这是建国后最严重的一起船撞桥梁坍塌事故，截至记者发稿时，救援部门还在艰苦地打捞广东九江大桥船撞桥梁坍塌事故中的遇难者。 
 
    与广东九江大桥那庞大的桥体相比，一艘运沙船显得如此单薄。预期使用寿命以百年计的桥梁如此“不堪一击”，令人难以接受。公众自然地将酿成九江大桥灾难的原因直指大桥的设计弊端和工程质量。

    为此，本刊专访了同济大学土木工程学院防灾国家重点实验室王君杰教授，请他分析桥梁工程的船撞风险。

    新民周刊：从专业角度看，造成广东九江大桥船撞倒塌事故的原因有哪些？

    王君杰：九江大桥遭受船撞后倒塌的具体原因，需要技术主管部门的进一步调查和论证，我在这里对最可能的原因做一般性的分析。

    广东九江大桥是1988年竣工的，大桥的设计应该参照的是我国1985年颁布的桥梁设计标准，旧标准中有相关的技术规定，但对实际操作来说是不够的。当时我国内河航道上的通航船只吨位普遍比较小，船只的通航密度也没有现在这样大。这可能是其中的一个原因。2004年，交通部颁布的新标准对船舶撞击力作出了新规定。

    另外，一座桥有很多桥墩，工程设计时，航道所在桥孔的桥墩一般会有很高的防船撞要求，但禁止船只通行的非航道桥孔，桥墩的防船撞设计标准一般会低一些，抗撞能力因此也比较低。这次九江大桥肇事船只，损坏的是非航道桥孔的桥墩，所以，对于设计来说，这种情况是一种意外事故。

    桥梁基础受到冲刷，水平抗撞能力下降，也可能是原因之一。

    现在媒体上讨论较多的就是上面讲到的工程上的几个原因，但被大家忽视的还有一个导航、预警的原因。如果航道导航、预警系统很好地发挥作用，可以避免船撞事故的发生，或降低事故发生的可能性。近年来，航道紧急事件的预警和救援受到相关部门的重视，建设部已经立项研究三峡库区桥梁船撞预警标准。

    新民周刊：这次事故的发生是不是提出警示，对于非航道上的桥墩也需要抗船撞设计？

    王君杰：非航道上的桥墩确实也需要抵抗意外的船撞力，但目前我国桥梁工程设计中防船撞标准还不十分完善，非通航孔桥墩的船撞力设防标准没有明确的技术规定。目前的做法是，在建造一座桥梁前，针对这座桥梁进行专项研究，确定桥墩的防船撞能力。这个安全系数的确定，除了参照我国的桥梁设计标准，还参照一些国外技术规程中的规定，如美国道路工程师协会颁布的“公路桥梁船撞设计指南”。

    新民周刊：如果桥梁航道和非航道桥墩的防船撞标准都足够高，是不是就不会发生九江大桥这样的事故？

    王君杰：从理论上说，我们可以把桥梁的每一根桥墩都造得足够坚固，甚至建一个“小岛”把桥墩围起来，保证船撞不会威胁桥梁的安全，但很多情况下（如水较深、或行道方面的考虑等）难于实现。

    工程设计必须考虑风险和成本的平衡。比如跨海大桥东海大桥，在水中的桥墩有数百根，现在东海大桥的造价已经达到130亿，如果提高每一根桥墩的船撞标准，工程造价就会大大提高。所以，工程设计既要防范风险，又要考虑成本，设计标准就是两者的平衡点。严重的船撞事故是小概率的事件，绝对安全的设计可能意味着难以接受的建造费用。

    新民周刊：历史上船撞桥梁事件发生的概率很小吗？

    王君杰：严重的船撞事件还是比较少的，全世界范围内每年发生1-2起。这次广东九江大桥事故是我国建国后最严重的船撞桥梁事故，上一次比较严重的事故是2004年江苏东汇大桥受到船撞，造成40多米桥面坍塌。

    世界上著名的船撞桥梁事件，是1980年美国旧阳光大桥船撞事故，造成2孔桥面落水，35人在事故中死亡。这次船撞事件发生后，工程界开始对桥梁防船撞问题进行系统的研究。

    自1960年以来，仅在美国就有近20座桥梁因船舶撞击而倒塌，近350人因此而丧生。1975年1月5日，7200吨的依拉瓦纳轮撞在塔斯曼桥两个未设防的桥墩上，桥梁的三跨上部结构坠水，两个桥墩完全被撞毁，依拉瓦纳轮沉没，20人死亡。2002年5月26日，由于船长突发疾病，拖轮失去控制，驳船撞击导致阿肯色河公路桥坍塌，17辆汽车坠河，17人死亡。该事故严重阻碍了横穿俄克拉荷马的40号州际高速公路，直到6个月后才得以重新开放。

    2004年5月26日夜，江苏省江都市樊川镇东汇大桥遭受一艘驳船的撞击，导致上部桥面坍落并压住了肇事驳船，严重影响了公路交通和河流的通航。2004年9月，京杭大运河苏州段横塘亭子桥被货船撞毁，大桥坍塌后还压住了两艘货船，使得京杭大运河苏州段交通受阻。

    严重事故虽然不多，但一般的船撞事故在我国还是经常发生。武汉长江一桥自建成以来受到船舶撞击达70多次，南京长江一桥建成后也遭受到30多次船撞，桥墩表面混凝土受到损伤，多次修补。但这些事故还没有造成对桥梁结构安全的影响。

    新民周刊：还有哪些措施可以防止船撞桥梁跨塌事故的发生？

    王君杰：对于大型桥梁，尽量减少深水区的桥墩数量，可以减少航道上船只碰撞桥墩的机会，但这样的设计势必增加工程造价。第二个方法是提高桥墩本身的坚固程度，让桥墩的基础更加牢固。

    还有一个办法就是在桥墩上增加防撞结构，比如说各种独立的防撞墩（如阿根廷的Rosario-Victoria桥和我国虎门大桥辅航道桥），和各种消能缓冲防撞装置（如湖北黄石大桥和湛江海湾大桥采用的防撞装置）等。

    随着我国经济的发展，航运吨位和密度增加，桥梁受到船撞的可能性也在增加，桥梁受到船撞后的后果也越来越严重。所以，桥梁防船撞的问题，应该受到足够的重视。我国相关的专用技术标准也在加紧制定中。