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敲黑板!意大利的一座斜拉桥垮了!

据媒体报道,当地时间8月14日中午11:30左右,意大利热那亚A10公路上的一座斜拉桥垮塌了。最新消息说,事故造成的死难人数至少35人,受伤13人(其中5人严重受伤)。

这桥名叫波尔切韦拉高架桥(Polcevera,意大利利古利亚大区一条19公里长的河流的名字),也叫莫安迪桥(Morandi,取自该桥的设计师里卡尔多·莫安迪的名字)。

先看一段意大利新闻媒体Fanpage的视频。(视频开始有人喊叫了几声Oddio,经查,这是“我的天呀”的意思。对于桥梁工程师而言,这样的垮塌事故,不折不扣地就是Oddio!)


莫安迪桥是一座三塔预应力混凝土斜拉桥。桥长1102m,主跨202.50-207.90-142.65m(因桥梁跨越河流、铁路和工业厂房,故如此分跨),边跨6×73.20 m,塔高100.2m,桥面宽18m。1968年建成通车。

垮塌的部分,是最靠近西边的一跨斜拉结构,大致如下图中红框所示。

(垮塌部位,来自Google Earth)

垮桥的照片,网络上已有不少,这里只贴几张(来自于CNN)。

(好像是刚刚垮塌时拍摄的,烟尘都未散尽)

(垮塌部位近照)

(桥塔底部的开裂,为何如此规整?)

至于原因,媒体说垮桥时天气恶劣,狂风暴雨大作。有目击者称,桥梁倒塌之前被闪电击中。还有媒体说,这座桥正在进行维修。对此,姑且听之吧,相信意大利的工程师们会给出答案的。

你若多看垮塌的桥几眼,就会发现它与著名的马拉开波湖桥(现在的官名叫拉斐尔·乌达内塔将军大桥)有点类似。是的,你没有判断错误。这两桥是同一位工程师设计的。

设计师是意大利的里卡尔多·莫安迪(Riccardo Morandi,1902.9.25 - 1989.12.25),他曾当过两所大学的教授,以善于建造风格独特的预应力钢筋混凝土桥梁结构而闻名。以笔者肤浅的了解,他也是一位有建筑创意的工程师。借此机会,说说他设计的几座桥。

莫安迪在20世纪50年代末期开始介入桥梁设计。最早做过的几座梁桥和拱桥,形成了他后来建造混凝土斜拉桥的建筑特点。

1960年建成的Fiumarella高架桥,桥长526 m,主跨125m,桥高112m;梁部采用常规的预应力混凝土箱梁,桥墩造型却很轻盈别致。

(Fiumarella高架桥)

1961年在加拿大卡斯加尔建成的Kinnaird桥,是一座主跨80m的混凝土刚架桥,采用了当时少见的V形桥墩。

(Kinnaird桥)

1961年在意大利卡坦扎罗建成的FaustoBisantis桥,是一座主跨231m的钢筋混凝土拱桥。挖空的拱脚、倾斜的拱上立柱和纤细的X形桥墩,成为显目的建筑构造特点。

(Fausto Bisantis桥)

他最著名的作品,应该是1962年建成的委内瑞拉马拉开波湖桥。这桥的主桥布置为6塔5跨斜拉桥,跨度235m,全桥长达8km。当时在12个入围作品中,这是唯一采用混凝土的设计方案。考虑养护维修费用及预应力混凝土技术的推广,业主选择了这个方案,由此诞生了世界上最早的预应力混凝土多塔斜拉桥(80年代初换索)。

(马拉开波湖桥)

(马拉开波湖桥立面布置,局部)

马拉开波湖桥的最大建筑特点,是主桥的双X形桥墩、单一吊点的拉索和跨中的挂孔。为使全桥风格一致,引桥的桥墩也采用了近似X形的桥墩。不过,这样纤细的桥墩恐怕不经撞。1964年4月,一艘油轮撞击大桥并导致部分引桥桥面倒塌,造成7人丧生。

(马拉开波湖桥引桥船撞损毁)

花费大气力设计了马拉开波湖桥,技术上肯定有不少积累,只用一次就有点不划算。于是,接下来莫安迪就设计了这次不幸垮塌的波尔切韦拉高架桥。

(波尔切韦拉高架桥)

尽管在形式上,波尔切韦拉高架桥与马拉开波湖桥没有太大区别,但前者在处理桥梁与道路的衔接方面,却很有创新。下图所示的环形匝道,在当时也是不多见的。

(波尔切韦拉高架桥一端的连接匝道)

接下来,莫安迪又设计了利比亚的Kuf山谷桥。这桥全长477m,主跨282m,桥宽13.3m,桥高超过172m,1967-1971年建造,1972年开通。

(Kuf山谷桥)

(Kuf山谷桥立面布置)

再接下来,又设计了意大利的Carpineto桥,其为主跨181m的三跨斜拉桥。这次他没有采用X形桥墩(地形上也不需要),却大胆采用了斜塔造型(估计是世界上首座,待核实)。这桥1973年建成。

(Carpineto桥)

(Carpineto桥立面布置)

1974年,莫安迪还在哥伦比亚建造了Barranquilla桥。这桥长1500m,主跨69.5-140-69.5m,桥面宽12.5m;造型上保留了单一吊点(刚性)拉索,X形桥墩却不见踪影了。

(Barranquilla桥)

总体而言,莫安迪设计的梁桥、拱桥和斜拉桥,具有强烈的个人风格。不过,就斜拉桥(包括垮塌的这座)而言,拉索支撑太少(每半跨只有一个吊点),会导致梁的设计不经济;使用预应力混凝土拉索构件(不是今天常见的拉索构造),可能有防腐效果,但开裂后维修恐较费劲;X形桥墩通常令人印象深刻,但建造较繁琐。因此,莫安迪的斜拉桥设计思想,对其他工程师没有产生明显影响。

回到开头。使用了半个世纪的一座有特色的斜拉桥,跨了,这令人惊讶,也令人遗憾。接下来,意大利的工程师们会寻求垮塌原因所在,莫安迪设计的其他同类斜拉桥的业主们,恐怕也会有所警觉和行动。远在万里之外的中国桥梁工程师们,对此该作何感想?莫安迪先生若泉下有知,他又会怎么想?

(作者注:本文参考了诸多文献资料,不一一列出,在此一并致谢)


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作者李亚东:博士,教授,博士生导师。兼任中国钢结构协会桥梁钢结构协会副理事长,中国铁道学会工程分会桥梁专业委员会副主任,《桥梁》杂志社副主任委员。

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