睡前消息28期：马前卒工作室就无锡大桥倾覆事故采访同济大学教授石雪飞
2019年10月13日睡前消息文字版第28期
【睡前消息28期文稿】为了解释无锡立交桥事故，先回同济补课！
督工：
20年前我就在这里读书，事实证明，有一些事情是躲不过的，当年没学好的专业课现在都要补回来。前几天出了无锡的这个立交桥事故，我今天为了解释这个事件，专门回来请教我的老师。
石老师你好，这次无锡事故出了之后呢，我也尝试过自己去解释下，后来发现上学时候实在没学好，还得找你请教。就目前的情况看，无锡这次出事故，首要问题或者说直接原因应该还是超载，这样说问题不大吧？
石雪飞：
可能就是你比如说把把路面搞破坏了，或者是把桥面啊搞坏了，这个也是经常发生的，但是那样的破坏都是有一个很明显的征兆的，就是你看我不行的，不行的不行了，他一个就是比较长的过程。这个事故是瞬间出现的，因为梁断掉是有预兆的，而倾覆是没有预兆的。你要出现有预兆的破坏，你不要出现这个瞬间的这个破坏。
督工：
对于无锡这场事故，我观察了下网上的评论，基本观点有两种。一种体现了公众的恐惧心理，认为这么大的事故，施工设计人员总要承担一点责任。第二种观点和前一种针锋相对，认识到超载车辆的破坏性，认为全部原因都应该归结为超载。从纯粹的技术角度说，后一种观点的思考更深入，包含的工程知识也更多，我一开始也这么想。但是向石雪飞教授请教以后，我认识到并不能全面否定普通群众担心。但反对超载同时，我们也的确有可能避免这么惨痛的事故后果，增加的成本也不一定很多。
实际上在无锡这次事故之前，石教授就已经在关注类似的隐患，做了深入的研究。接下来我用尽量通俗的语言给大家解释一下石教授的研究成果。
石雪飞：
首先，立交桥出事故直接原因是超载没错。
从以前国内已经发生的那个事故来看，都是超载的。从正式的、有结果的那些个事故来看，是超载的，那么这次基本上可以判断超载是个直接的原因。
但是虽然超载会破坏桥梁，但是大多数过载破坏无论是把桥压弯了断掉，还是把局部的桥板压碎，制造一个缺口，都是一个渐变过程，局部过程，很少会一下子整体垮掉。这个破坏有小到大的过程，可以给附近的人一个逃生机会。
石雪飞：
从我们做设计的这样一个角度，这种状况是要避免的，要给人一个反应的过程，然后使用一些措施啊，你，或者从安全的角度去撤离啊什么的。你现在这样子一来就没办法挽救了。梁断掉是有预兆的，而倾覆是没有预兆的，那么从设计的策略的角度来看，应该是遇到超载，可能你今天超100吨，明天超120吨，但是我可以看到那个梁真的不行，马上人家就知道了。因为你超载以后，就有很多的路径让这个桥坏掉，要避免这种倾覆路径。
督工：
这次无锡的事故后果严重，原因又在于整个桥的上部结构掉下来了，像一座山砸到下层。但是石教授指出，上部结构掉下来虽然和超载有关系，但不一定是简单的失去重心，还有可能超载车辆还没有直接把桥的中心压到不可挽回的程度，在立交桥崩溃之前，往往有一个不断变形，重心越来越偏的过程。
石雪飞：
还没有到重心已经彻底过去的那个情况，还没到那个时候，就会出现这样的一个情况。
如果真的是一下就压翻了，上层建筑“咣”的一下砸下来那就没啥可说了，谁也不能和牛顿作对。但既然有这么一个滑动变形过程，说明事故还是有挽回余地的，成本不一定很大。现在最大的问题是，我们对这个变形过程研究不够，只考虑桥梁会不会直接翻倒，会不会压断，所以也就无从防范。从这个角度说，过去的桥梁设计是有一定遗憾。
你把最后坏的这个情况，把它找到以后，那么下面就可以去改进。但我们以前脑子里面只想这个东西，没想过会翻掉。
当然还有一种选择，就是彻底放弃这种单柱高架桥，至少放两个柱子，这样就算压断了也不会翻过去，如果只考虑桥梁力学计算，这当然没错。但桥梁是为交通服务的，桥下有交通路口的时候，多一根柱子就要遮到一块视野，就要挡住一条可能的转向车道，所以研究单柱立交桥的倒塌过程也很重要。
有好多情况在路口没办法实施这个东西，还想要搞，那又不能搬掉桥墩，对于桥倒下来的那个因素，在设计的时候要把它考虑进去。
其他险情：施工中一侧端支座脱空；运营中箱梁严重倾斜；运营中箱梁向曲线外侧移动。下面是这种情况的事故图。
设计策略：允许支座脱空，不允许稳定和强度失效。
力学依据：允许结构适用性失效，但保证安全性。
策略问题：需要考虑非线性效应，需要反应实际水平的难处荷载。
加固方案：梁端拼宽、疯转拉杆、更换抗拉支座、桥墩加宽、支座加重。不同加固方案适用条件不同，需根据实际情况选用。
总而言之，在反对超载的同时，我们也不能把全部希望寄托在交通执法上，现实中总有意外情况发生，如果能用不太大的成本，在这意外发生时拯救一些生命，就应该做相应的改进。
督工：
石雪飞教授团队在这方面的研究非常有价值，今天石教授还对以往的事故总结提出了一些建议。
那么他也有专家组、也有调查，政府也组织了调查，然后他调查的那些技术细节公布的很少，这样不利社会对问题的认识。
另外今天既然回到同济，见到了权威专家，我不能浪费这个好机会，趁机请教了一些观众感兴趣的桥梁相关问题。首先是刚刚发生了台湾省跨海大桥事故，石教授凭借丰富的经验给出了一个初步判断。
这是一座拱桥，靠拱桥受力，然后用吊杆拉住下面的桥面，吊杆的最下面容易积累雨水，把结构锈掉。对岸的施政机构很有可能维护工作没有做好，锈断了一根，这座桥的吊杆比较少，坏掉一根就会产生连锁反应，整个就断了。
这些年中国的桥越修越长，我学土木工程的时候，跨度1000米的大桥已经是超级工程，现在已经往2000米去了。所以我请教石教授，在现有条件下，大桥的长度的极限是多大？
石雪飞：
如果我们用目前的材料、目前的技术，不要去做太大的改变，斜拉桥可以做到一千五六百米，不需要做太大的技术突破。再往上做就需要很大的技术突破了。悬索桥可以做3000米，甚至做4000米、5000米，用目前的这个技术都是可以实现的。实际上为什么不做，就是经济性。意大利3300米跨度的悬索桥几十年前就设计出来了，他就是没钱。
督工：
我的下一个问题是，从纯技术角度考虑，现在桥梁工程进一步发展最大的限制是什么？石教授指出还是材料，现在计算能力已经不是大问题了，但需要应用碳纤维这种复合材料才能做出新的结构形式。
石雪飞：
能够替代钢和混凝土的材料就是这种合成纤维材料，这种材料已经在往土木工程行业渗透，但这种材料怎么能够在工程里面用好，现在还没有研究透。现在的建筑很大程度是钢材和混凝土决定的。古代的桥梁为什么多是石拱桥，这也是由石头的特性决定的。后来改成钢筋混凝土，就变成我们看到的样子了。用了新材料后建筑会造成什么样，后面再慢慢看。
督工：
大多数观众应该是在b站看这一期涉睡前消息，很巧我在b站也发现了石雪飞教授的教学视频，大家如果对桥梁工程感兴趣，可以去学习一下，内容深刻，学习门槛很低。我也问了石教授自己对b站的看法。
石教授你平时用b站或者其他的这种视频平台吗？
石雪飞：
我偶尔看，但没有去注册，我就是点链接看视频。
督工：
我在B站做新闻，也欢迎你去关注一下，因为确实是有很多人已经在B站看你桥梁工程了。
石雪飞：
那我要看看去。
督工：
你可以问一下你的哪个学生把你传到B站的？
石雪飞：
哈——哈——，对——对——，淘宝上面也有，他们把我上课的视频剪成一段一段的，在淘宝上卖，我气得要命，5毛钱一段。哈哈哈……
督工：
B站是不要钱的……
石雪飞：
哈哈哈……B站不要钱的，哈哈……
