(作者:李金榮 孫軍)2002年某市發(fā)生一起雙曲拱橋拆除事故,造成死亡8人。最近幾年來,蘇北某地級(jí)市也先后發(fā)生了兩起雙曲拱橋拆除安全事故。一起是2002年3月3日發(fā)生的紅星河橋拆除事故,導(dǎo)致施工人員2人死亡,2人重傷;另一起是2003年7月6日發(fā)生的三區(qū)橋拆除事故,導(dǎo)致3人死亡,1人重傷,其中施工人員1死1重傷。雖然事故的相關(guān)責(zé)任人都已受到了追究,但事故的教訓(xùn)極為深刻。雙曲拱橋是二十世紀(jì)六、七十年代公路橋梁的主要橋型。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),蘇北某地級(jí)市鄉(xiāng)道、縣道、國(guó)省道上現(xiàn)今仍有雙曲拱橋810多座,約占橋梁數(shù)的3/4,這些橋梁基本上都是那個(gè)年代建設(shè)的。其中約有50%是按1972年交通部頒發(fā)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(試行)》和1982年部頒《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTJ1—81)設(shè)計(jì)建造的,尚能通過加固來滿足近期交通要求,其余均由于荷載等級(jí)低,長(zhǎng)期超期服役,成為四類危橋。前幾年前路大規(guī)模改造時(shí),因建設(shè)資金不足,除國(guó)省道外,大多數(shù)雙曲拱橋未同步實(shí)施改造,路寬橋窄,經(jīng)常發(fā)生交通事故,給人民生命財(cái)產(chǎn)帶來了一定的損失,社會(huì)反響比較強(qiáng)烈。為此,加大對(duì)分布在縣鄉(xiāng)道上損壞嚴(yán)重而又達(dá)不到道路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的雙曲拱橋的改造力度,并采取措施,切實(shí)防止雙曲拱橋拆除事故的發(fā)生,便提到了重要的建設(shè)日程上來。
一、雙曲拱橋的誕生的結(jié)構(gòu)特征
一種由民間建造的拱橋——雙曲拱橋于六十年代誕生于江南水鄉(xiāng)無錫。由于這種橋梁結(jié)構(gòu)比較輕盈,適宜于軟土地基上建造,是當(dāng)時(shí)條件下農(nóng)村小跨輕載橋梁的合理橋型,后被廣泛采用。
由于雙曲拱橋在施工中隱定性不足,斷面抗彎性能較弱等缺點(diǎn),使它先天不足,難以適應(yīng)大跨度和重載以及軟土地基條件,在使用若干年后出現(xiàn)了不少隱患,影響了橋梁的壽命。
雙曲拱橋主拱圈通常是由拱肋、拱波,拱板和橫向聯(lián)系等幾部分組成。在施工中采用“化整為零”,預(yù)制拱肋和拱波,再組合拼裝起來與現(xiàn)澆混凝土拱背層形成拱圈,使橋梁以組合式整體結(jié)構(gòu)承重。
拱肋是主拱圈的重要組成部分,它參與拱圈共同承受全部恒載和活載,對(duì)主拱圈質(zhì)量有重大影響。因此必須保證拱肋具有足夠的強(qiáng)度、剛度、縱向和橫向穩(wěn)定性。拱肋通常利用支架現(xiàn)澆混凝土或采用預(yù)制安裝的方法施工。預(yù)制的拱肋,如果長(zhǎng)度太大,不便于預(yù)制、運(yùn)輸和吊裝,則常常分成幾段。由于拱頂往往是受力最不利的截面,因引拱肋分段時(shí)接頭不宜布置在拱頂。而接頭宜設(shè)置在拱肋自重作用下彎矩最小的地方,一般在跨徑的0.29~0.32倍附近。這樣,拱肋一般均分為三段。
拱波參與主拱圈共同承受荷載,拱板在拱圈截面中占有最大比重,而且現(xiàn)澆混凝土拱板又將拱肋、拱波連成整體,使拱圈能以實(shí)現(xiàn)“集零為整”。因此,拱板在加強(qiáng)拱圈整體性方面起著重要的作用。
雙曲拱橋試驗(yàn)表明,它與梁橋一樣,當(dāng)拱肋間無橫向聯(lián)系時(shí),在集中荷載(車輛荷 載)作用下,各片拱肋的變形在橫橋方向是很不均勻的。有較強(qiáng)橫向聯(lián)系的拱圈,各肋間的變形就比較均勻一致。這說明設(shè)置和加強(qiáng)橫向聯(lián)系可以使拱圈在外荷載作用下受力均勻,避免拱波頂可能出現(xiàn)的縱向裂縫。顯然,對(duì)于寬橋,橫向聯(lián)系的作用就更加突出。
二、發(fā)生雙曲拱橋拆除產(chǎn)生事故的主要原因
分析蘇北某市發(fā)生的兩起雙曲拱橋拆橋事故原因,歸納起來主要有內(nèi)因和外因,內(nèi)因主是橋梁結(jié)構(gòu)本身在使用過程中由于超負(fù)荷運(yùn)輸、變形、沉降等引起的橋梁結(jié)構(gòu)破壞;外因主要是施工、監(jiān)理、監(jiān)督等部門的問題。主要表現(xiàn)以下幾個(gè)方面:
1.橋梁自身結(jié)構(gòu)的改變
雙曲拱橋充分發(fā)揮了材料的抗壓性能,是一種經(jīng)濟(jì)性較高的橋型。但使用過程中的不均勻沉降,橋臺(tái)的縱向位移,部分結(jié)構(gòu)的破損,使拱軸線發(fā)生偏移導(dǎo)致雙曲拱橋受力狀況的改變,從而導(dǎo)致主拱圈的破壞。在拆除雙曲拱橋前,橋梁的主體結(jié)構(gòu)可能已經(jīng)遭到損壞。
2拆除橋梁前沒有對(duì)橋梁狀況作鑒定并給出客觀的評(píng)價(jià),導(dǎo)致不能正確地制定一個(gè)合理的拆除方案。對(duì)需要拆除的橋梁作出科學(xué)的鑒定并給出客觀的評(píng)價(jià),是制定科學(xué)的拆橋方案的前提。
3、施工單位在缺乏必要的防范措施下,嚴(yán)重違反施工程序、施工方案,盲目施工。
在三區(qū)橋的拆除過程中,施工現(xiàn)場(chǎng)沒有搭設(shè)支架,施工人員在拆除橋面鋪裝、拱內(nèi)填料后,沒有等腹拱及立柱拆除,就先拆除了主拱圈實(shí)腹段的拱波,又沒有采取必要的防范措施,直接導(dǎo)致了該橋的突然整體垮塌。在紅星河橋的拆除過程中,也拋開了防范措施,施工現(xiàn)場(chǎng)也沒有搭設(shè)支架,現(xiàn)場(chǎng)施工人員同樣沒有按施工方案和操作規(guī)程施工,僅用浮吊等來固定拱肋和聯(lián)系梁,吊運(yùn)已被破壞的混凝土,導(dǎo)致拱肋平衡受到破壞,而向一側(cè)突然倒塌。
4、施工單位技術(shù)安全管理不到位,現(xiàn)場(chǎng)施工人員素質(zhì)低下。
橋梁拆除是一項(xiàng)專業(yè)性、技術(shù)性較強(qiáng)的工作,讓不懂專業(yè)技術(shù)的企業(yè)或人員從事拆除工程施工,本身就是重大的事故隱患,而技術(shù)水平不高或不懂工程建設(shè)的安全管理人員又發(fā)現(xiàn)不了潛在的技術(shù)隱患。經(jīng)星河橋拆除重建的中標(biāo)單位將工程非法轉(zhuǎn)包給無營(yíng)業(yè)執(zhí)照、無施工資質(zhì)的施工隊(duì)伍施工,又沒有對(duì)分包單位進(jìn)行及時(shí)必須的技術(shù)指導(dǎo)和管理,是導(dǎo)致事故發(fā)生的重要原因。三區(qū)橋雖然沒有違法分包,但在工程中標(biāo)后,施工單位更換了有資質(zhì)并有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的項(xiàng)目經(jīng)理,指派無項(xiàng)目經(jīng)理資質(zhì)又缺少經(jīng)驗(yàn)的人員擔(dān)任項(xiàng)目經(jīng)理,項(xiàng)目經(jīng)理雇用了一批不懂技術(shù)要領(lǐng),沒有經(jīng)過培訓(xùn)的農(nóng)民工盲目蠻干,造成了事故的發(fā)生。同時(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)管理不力,對(duì)圍觀群眾制止不到位,發(fā)生故事時(shí),仍有7名當(dāng)?shù)卮迕裨跇蛏蠂^或哄搶拆除廢棄的拱波,增加了傷亡人數(shù),擴(kuò)大了事故損失。
5、建設(shè)單位管理存在著不少的漏洞
一是建設(shè)單位對(duì)進(jìn)場(chǎng)施工人員把關(guān)不嚴(yán),對(duì)中標(biāo)單位更換施工隊(duì)伍和項(xiàng)目經(jīng)理的情況掌握不夠,跟蹤管理不到位。二是監(jiān)理人員不到位。拆橋作為關(guān)鍵性工序,應(yīng)當(dāng)經(jīng)過總監(jiān)批準(zhǔn)并實(shí)行現(xiàn)場(chǎng)旁站監(jiān)理。紅星紅河橋拆建作為養(yǎng)護(hù)工程項(xiàng)目,實(shí)行內(nèi)部監(jiān)理,三區(qū)橋拆建雖由監(jiān)理公司監(jiān)理,但都存在監(jiān)理人員到位不及時(shí),沒有實(shí)行現(xiàn)場(chǎng)旁站監(jiān)理的問題。三是施工方案不科學(xué)、不具體,也沒有主動(dòng)地對(duì)方案進(jìn)行審查把關(guān)。四是施工單位安全自控機(jī)制不健全,缺少對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的檢查管理和指導(dǎo)。工程項(xiàng)目部在施工方案沒有經(jīng)過審查批準(zhǔn)的情況下擅自開工,又沒有按施工方案進(jìn)行施工。建設(shè)單位、監(jiān)理單位管理未跟上,客觀上也是造成施工安全管理處于失控狀態(tài)的原因之一。
三、防范雙曲拱橋拆除生產(chǎn)事故發(fā)生的主要措施
加強(qiáng)雙曲拱橋拆除的安全管理,既是工程參建各方責(zé)任主體安全生產(chǎn)利益的需要,也是保障施工人員生產(chǎn)財(cái)產(chǎn)安全的需要。筆者認(rèn)為,搞好雙曲拱橋拆除的生產(chǎn)安全管理應(yīng)當(dāng)抓好以下幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié):
1、選擇安全合理的拆除方法。
雙曲拱橋的拆除應(yīng)根據(jù)具體的橋梁狀況、施工條件、施工環(huán)境選用經(jīng)濟(jì)合理安全的施工方案。
目前在雙曲拱橋的拆除中,主要采用爆破拆除、搭設(shè)支架配合挖掘機(jī)配鑿巖機(jī)頭的方法拆除。根據(jù)國(guó)內(nèi)同類地區(qū)的經(jīng)驗(yàn),在跨徑大于25m或橋位附近能夠行到落實(shí)的地方,可以采用控制拆除的方法;對(duì)于較小跨徑的雙曲拱橋可以采用搭設(shè)支架配合挖掘機(jī)配鑿巖機(jī)頭的拆除方法。
對(duì)于較小跨徑的雙曲拱橋的拆除。一般順序應(yīng)當(dāng)是:(1)由有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員對(duì)橋梁整體狀況,特別是主拱圈的狀況作出客觀的認(rèn)定。(2)確定主拱圈完好的情況下,在橋梁下方搭設(shè)支架,特別是在橋跨L/4處應(yīng)特別加強(qiáng)。(3)在L/4處用纜繩固定后,依次拆除拱上填料、拱波和橫向聯(lián)系。(4)最后采用鑿巖機(jī)頭配合大噸位吊車將主拱圈分段拆除。對(duì)于主拱圈在拆除前已經(jīng)破壞的雙曲拱橋,一般可考慮控制爆破拆除或其他安全的拆除方法。
對(duì)于較大跨徑和主拱圈在拆除前已經(jīng)破壞的雙曲拱橋,應(yīng)該選擇控制爆破拆除的方法。一般順序?yàn)椋海?)由有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員對(duì)橋梁整體狀況,特別是主拱圈的狀況作出客觀的認(rèn)定。(2)邀請(qǐng)公安人員指導(dǎo)協(xié)助做好警戒工作,指揮部、監(jiān)理、施工單位派專人對(duì)陸地及水域危險(xiǎn)區(qū)進(jìn)行嚴(yán)格警戒。(3)采用在拱腳處打眼施爆的方法,同時(shí)采用4層濕草袋、一層裝砂紡織袋對(duì)施爆點(diǎn)加以覆蓋。拱肋及墩頂立墻施爆時(shí),還在側(cè)面懸掛籬笆及膠簾管,加以阻擋飛石外逸。同時(shí)讓拱圈失穩(wěn),從而將拱圈及其以上的拱上梁板、立柱、系梁等所有結(jié)構(gòu)一次性垂直塌入河床。鉆孔工作量少,速度快,防護(hù)簡(jiǎn)單,爆破成本低,爆破安全性也好。為確保拱圈及拱上結(jié)構(gòu)能被垂直爆落而不發(fā)生任何偏移,應(yīng)采用單側(cè)拱腳打眼施爆的方法。這樣,在拆除拱橋斷裂后拱圈在繞未施爆端拱腳向下旋轉(zhuǎn)掉落過程中所受的結(jié)束力為線約束,保證了整體供圈的掉落方向只能是垂直向下。(4)施工中的炮泥應(yīng)該選用優(yōu)質(zhì)炮泥,對(duì)炮孔加以嚴(yán)密堵塞。
2、加強(qiáng)雙曲拱橋拆除技術(shù)的培訓(xùn)。
由于雙曲拱橋因其承載能力差,使用壽命短等原因而逐步被淘汰,所以在現(xiàn)今不少的大學(xué)橋梁書中,只占一小章節(jié),對(duì)5所大學(xué)近十年來畢業(yè)的32名路橋?qū)I(yè)人員的調(diào)查表明,用3節(jié)以上課時(shí)講授這一章節(jié)內(nèi)容的不到16%,要求作一般了解,讓學(xué)生自習(xí)的約占40%。不少路橋?qū)I(yè)的項(xiàng)目經(jīng)理、技術(shù)管理人員和安全管理人員,對(duì)雙曲拱橋的受力特點(diǎn)、安全拆除程序、拆除作業(yè)的要領(lǐng)不甚熟悉,又缺少社會(huì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),讓他們擔(dān)任項(xiàng)目的技術(shù)員、安全員或項(xiàng)目經(jīng)理,難以發(fā)現(xiàn)拆除過程中的技術(shù)性錯(cuò)誤。承擔(dān)三區(qū)橋拆建工程的項(xiàng)目經(jīng)理就是一名畢業(yè)于某名牌大學(xué)已有三年多工作經(jīng)歷的路橋?qū)I(yè)畢業(yè)生,該同志因三區(qū)橋事故被追究刑事責(zé)任時(shí),筆者深深為之惋惜。因此,在搞好《安全生產(chǎn)法》、《建筑法》、《建設(shè)工程安全生產(chǎn)管理?xiàng)l例》等相關(guān)法律法規(guī)的宣傳教育同時(shí),有關(guān)院校應(yīng)注意加強(qiáng)雙曲拱橋受力特點(diǎn)和拆除技術(shù)的講授,有關(guān)部門要抓緊制定橋梁拆除工程安全技術(shù)規(guī)程,加大對(duì)雙曲拱橋拆除技術(shù)規(guī)程的培訓(xùn)。特別是雙曲拱橋在縣鄉(xiāng)公路仍廣泛應(yīng)用的今天,加強(qiáng)對(duì)從事橋梁拆除建設(shè)的相關(guān)人員進(jìn)行專業(yè)知識(shí)和安全施工管理技術(shù)的培訓(xùn)教育顯得仍很重要。
3要加強(qiáng)雙曲拱橋拆除方案的審定工作
在工程招標(biāo)時(shí),評(píng)標(biāo)人員要加強(qiáng)對(duì)投標(biāo)單位編制的拆除方案的安全性和可行性進(jìn)行認(rèn)真研究,方案明顯不合理、不可行或不詳細(xì)的,要堅(jiān)決予以否決,絕不能把選擇中標(biāo)單位的眼光盯在拆建費(fèi)用的低廉上。中標(biāo)單位進(jìn)場(chǎng)前,要向建設(shè)單位、監(jiān)理單位報(bào)送詳細(xì)的施工組織方案和安全技術(shù)方案,由建設(shè)單位或由建設(shè)單位按合同委托監(jiān)理單位組織專家對(duì)拆除施工方案進(jìn)行論證審定。方案可行的監(jiān)理單位方可簽發(fā)開工令,沒有批準(zhǔn)開工的堅(jiān)決不讓其開工,在此基礎(chǔ)上層層搞好施工安全技術(shù)交底,加強(qiáng)對(duì)雇工、農(nóng)民工的安全和安全技術(shù)要領(lǐng)的培訓(xùn)交底。施工單位和工程項(xiàng)目部要加強(qiáng)施工方案執(zhí)行情況的檢查和監(jiān)督,防止盲目蠻干,違章指揮、違章施工,要按有關(guān)規(guī)定設(shè)立安全警示標(biāo)志。施工單位要注意防止和克服照顧老、弱、病、殘人員從事現(xiàn)場(chǎng)安全管理工作的現(xiàn)象,切實(shí)強(qiáng)化施工現(xiàn)場(chǎng)的管理,堅(jiān)決防止非施工人員和非相關(guān)人員進(jìn)入施工區(qū)域。
4、切實(shí)加強(qiáng)工程建設(shè)管理。
一是在嚴(yán)格把好投標(biāo)隊(duì)伍資質(zhì)關(guān)和人員素質(zhì)關(guān)的基礎(chǔ)上,建設(shè)單位要加強(qiáng)施工隊(duì)伍的朝霞管理,防止中標(biāo)單位違法將工程分包給不具備資質(zhì)的施工隊(duì)伍的進(jìn)場(chǎng)管理,防止中標(biāo)單位降低標(biāo)準(zhǔn),將施工單位沒有項(xiàng)目經(jīng)理證書人員從事項(xiàng)目經(jīng)理的工作。二是建設(shè)工程管理部門要按照法律規(guī)定和合同約定,落實(shí)參與工程建設(shè)各方的安全責(zé)任,層層落實(shí)安全責(zé)任制。建設(shè)單位要在招標(biāo)時(shí),要考慮工程建設(shè)的必須要的安全措施費(fèi)用。要督促施工單位及時(shí)編制生產(chǎn)安全事故的應(yīng)急救援預(yù)案,監(jiān)理人員按期到位,履行監(jiān)理職責(zé),實(shí)施對(duì)工程的安全、質(zhì)量、進(jìn)度、投資的控制與管理,并確保生產(chǎn)安全費(fèi)用的合理使用。三是要經(jīng)常開展工程生產(chǎn)安全大檢查活動(dòng),對(duì)發(fā)現(xiàn)的事故隱患,要及時(shí)采取有效措施,并實(shí)施