合肥在建高架桥的贝雷梁倒塌是试验失败吗？

文/不得 本文原载于果壳网

2013年12月5日上午，合肥市包河大道高架跨繁华大道下穿桥一截在建“贝雷梁”发生险情，重达300 多吨的“贝雷梁”发生倾斜，笨重的钢梁朝东侧发生严重歪倒。当时有 10 人在施工， 3 人受伤住院。官方称系试验失败。

事故现场 图片来源：郑州晚报

贝雷梁是什么

本次事件中的一个关键词，叫做贝雷梁。简单的说，贝雷梁就是用贝雷架组装成的桁梁，贝雷架之间多以花窗为连接构件，用螺栓固定。

贝雷架最先由英国工程兵在二战时发明，用以在战争期间快速架设桥梁。后来在我国应用于国防战备、交通工程、市政水利工程，是我国应用最为广泛的组装式承重构件。因为它架设迅速，机动性强，现多用于工程施工，如龙门吊、施工平台、工程便道桥梁等。

贝雷架之间采用花窗连接，加强自身抗扭能力

桥梁施工和预压试验

建桥的步骤其实很明了，简单来说就是：在桥墩立好之后，架上桥梁就可以了。但桥梁没有办法凭空架上去，所以在架梁之前需要搭建支架（贝雷梁正是其中一种），并对搭建好的支架做荷载试验，当荷载试验通过后（即确认当前的支架可以承受桥梁带来的荷载），才可以开始施工架梁。施工完成后，这个支架就完成使命，可以被拆除了。

贝雷梁

而荷载试验也就是预压试验通过后架梁的施工方式主要有两种。一种是在制梁场里制造预制梁，预制梁通常为标准化的钢筋混凝土块件，之后再用架梁机送到已经搭建好的支撑上，完成预制块的拼接即可；另一种是所谓的现浇梁：直接在支架上浇筑钢筋混凝土，浇筑完成等它到达一定强度后拆除支架。所以支架的主要作用就是承受混凝土梁在养护完成之前的荷载——这就不难理解为什么预先对支架需要进行预压试验了。

预压试验怎么做

到这里我们知道，支架在安装完成第一次使用前，预压试验必不可少。它的作用就在于，消除支架、支撑方木和模板的非弹性变形和地基的压缩沉降影响，同时取得支架及地基的弹性变形的实际数值，作为梁体立模的预拱值数据设置的参考（在施工梁的时候由于荷载作用支架会有变形，承担支架的地基也会有变形，预压试验可以实测出这种变形以便确定梁的起拱。两个幻灯片力中对这个有说明），同时检验移动模架的安全性能。

那么，这个试验应该怎么做呢？通常的预压方法是依据桥梁重量分布情况在搭好的支架上堆放预压块或沙袋，一段时间后卸载，试验完成。

预压试验示例

需要注意的是，预压试验要求在不同位置加载相应荷载，以模拟真实梁重以及其他可能出现的荷载，诸如荷载震动、雪荷载等，所以预压荷载系数通常取梁跨荷载的 1.3 倍。一般来说，加载过程共分四级：0——30﹪——60﹪——100﹪——130﹪（分步逐级附加荷载）。

分级加载示意图

试验中，还要同时在关键点分别设立标志观测点，在每个堆载预压阶段观测下沉变形情况并记录。预压时间视支架地面沉降量而定，支架沉降稳定 48 小时后卸载。卸载过程仍采用分级方式进行，按照加载相反的顺序进行卸载。最终，经处理得出贝雷梁的实际数据，与根据模型计算出的数据对比，分析是否满足设计要求，以确定是否进行下一步的施工。

概括地说，预压试验就是模拟桥的上部结构产生的荷载，以检测下部的支架稳定性、刚度、强度是否能够承担梁的荷载，并消除地基非弹性沉降的影响，消除支架非弹性变形的影响。这都是在为下一步的施工做准备。

“贝雷梁”倒塌原因推测

那为什么合肥在建高架桥的贝雷梁会倒塌呢？

首先，新闻中提到，桥梁上有试验加载用的块石，据此我们判断，应该确实在进行预压试验。在桥梁施工中，进行预压试验是一个很正常的步骤，实际操作中，可能是加载过程出现了问题，也可能是预设计的力学模型和实际的力学模型偏差太大，导致出现事故。因此，凭媒体报道中透露出来的信息， 不排除“贝雷梁”的倒塌确实是预压试验失败。

其次，据新闻中采访的 一个专家说 ，“可能是加载不对称造成的”，并且新闻中 提到 “在预压过程中，贝雷梁发生倾斜”，如果上述都是事实的话，那就可能是贝雷梁发生了扭转或者侧向失稳，荷载的不对称是造成扭转的原因；失稳的原因则可能是贝雷梁侧向刚度不够造成的，也就是贝雷梁在设计建造时缺少横向的联系。因而 存在这种可能：施工单位未按照设计要求施工， 导致自身结构不稳，直至垮塌。

最后要说的是，预压试验并不保证100% 成功，进行预压试验需要的时间也比较长，在这段时间内，是不能进行施工作业的。事故发生时依然有工人在作业， 这很可能是盲目赶工期所致。 倘果真如此，无疑是施工管理方的责任。总之，无论倒塌是出于何种原因，导致人员受伤确实是严重的事故。

综上所述，假如事故原因确实是预压试验没有达到目标，相比于等浇筑梁主体时才暴露问题，危害要小不少。而如果是施工方面的原因（包括施工问题和盲目赶工期），那就应当追究责任，加强之后的监督管理。毕竟，安全才是最重要的。