事故經過

　　堤溪沱江大橋工程是鳳大公路工程的一部分(編者注：相關勘察設計單位、施工單位和監理單位情況在本刊2007年第11期已有介紹，本文不再重述)，大橋全長328.45m，橋面寬13m，橋型為4孔65m跨徑等截面懸鏈線空腹式無鉸拱橋，大橋橋墩高達33m，為連拱石拱橋。這個橋型對工程材料、施工工藝的要求很高，砌筑人員必須具備熟練的技術和豐富的經驗。

　　堤溪沱江大橋于2004年3月12日開工，計劃工期16個月。由于征地拆遷阻工和基礎處理等原因，工程未按時完工，直到2006年底才完成大橋墩、臺的砌筑。2007年4月底完成主拱圈支架的搭設。2007年5月5日，施工單位開始連續砌筑大橋主拱圈及橫墻、腹拱等拱上建筑。2007年7月9日，開始拆卸主拱圈支架。事故發生時，大橋腹拱圈、側墻的砌筑及拱上填料已基本完工，拆架工作接近尾聲，計劃于2007年8月底完成大橋建設所有工程，9月20日竣工通車，為湘西自治州50周年慶典獻禮。

　　在橋梁施工中，隨著拱上荷載的不斷增加，1號孔主拱圈受力最大的多個斷面達到或接近極限強度，出現了開裂、掉渣，接著落下石塊。在最先被完全破壞的0號橋臺側2號腹拱下方，主拱斷面裂縫張大下沉，下沉量最大的斷面右側拱段(靠1號墩側)帶著2號橫墻向0號臺側傾倒，通過2號腹拱擠壓1號腹拱。1號腹拱為三鉸拱，因其承受擠壓能力最低而迅速破壞下塌。受連拱效應影響，整個大橋迅速向0號臺方向垮塌。事故原因

　　事故調查組通過現場取證、材料查閱、軟件模擬等手段，匯集各方數據資料，認定了事故發生的直接原因和間接原因。

　　一、直接原因

　　事故調查組對堤溪沱江大橋進行了原設計和坍塌階段結構平行檢算，結果表明，原設計的主拱圈和橋墩其強度和剛度能滿足規范要求，原設計的結構布置、結構尺寸、選用材料較為合理，設計的施工工序基本可行，但營運期間拱圈安全儲備偏低。多種綜合地質勘察表明，堤溪沱江大橋橋墩、橋臺未見位移發生，導致大橋坍塌的直接原因是：主拱圈砌筑材料未達到規范和設計要求，上部構造施工工序不合理，主拱圈砌筑質量差，拱圈砌體的整體性和強度降低。隨著拱上施工荷載的不斷增加，造成1號孔主拱圈最薄弱部位強度達到破壞極限而坍塌，受連拱效應影響，整個大橋迅速坍塌。

　　1.主拱圈砌筑材料不能滿足設計和規范要求

　　主拱圈從其設計和規范要求來說，一是未按照“60號塊石、形狀大致方正”的設計要求控制拱石規格，實際施工時多采用重50～200kg、且未經加工的毛石，坍塌殘留拱圈斷面呈現較多片石。二是主拱圈砌體未完全按“20號小石子混凝土砌筑60號塊石”的要求施工，部分砌體采用了水泥砂漿。主拱圈大部分砌體小石子混凝土強度低于設計規范要求值，其中1號孔1～2號橫墻之間主拱圈砌體小石子混凝土的實測抗壓強度尤低。特別是在0號臺拱腳處小石子混凝土平均強度不足5MPa，與設計指定20號小石子混凝土強度相差甚遠。三是機制砂含泥量較高，最大值達16.8%，遠遠超過不大于5%的要求。碎石含泥量為2.6%，超過不大于2%的標準。四是采用的普通硅酸鹽水泥(等級32.5)不合格，燒失量在5.22%～5.98%之間，不能滿足不大于5%的標準要求。主拱圈施工實際情況與規范要求的差異情況見表1。

　　2.砌筑工藝不符合規范規定

　　砌筑工藝一是設計要求主拱圈砌筑程序為“二環、三帶、六段”(編者注：砌筑拱圈時，應根據拱圈跨徑、矢高、厚度及拱架的情況，設計拱圈砌筑程序。對于跨徑≥25m的拱圈，一般采用分段砌筑或分環、分帶、分段相結合的方法砌筑)，而實際施工更改為“三環、五帶、六段”，按“田”字形或分割為更多條塊的方式無序砌筑，導致砌體整體性差。二是主拱圈、橫墻、腹拱、側墻連續施工，并在主拱圈未完全達到設計強度即進行落架施工作業，造成砌體缺乏最低要求的養護期，拱圈提前承受拱上荷載，降低了砌體的整體性和強度。三是拱圈砌體強度尚在發展中，彈性模量較低，腹拱側墻及填料等加載不均衡、不對稱，導致拱圈變形及受力不勻。四是各環在不同溫度無序合攏，造成拱圈內產生附加的永存的溫度應力，削弱了拱圈強度。

　　3.拱圈砌筑質量差

　　砌縫寬度極不均勻，最大處超過10cm(設計要求不大于5cm)。部分砌筑不密實，未進行分層振搗。砌體存在空洞(大的空洞直徑超過15cm)，下雨或灑水養護時橋下漏水現象較普遍。主拱圈施工不符合設計或規范要求的達13項，其中0號臺拱腳處大約4m多寬范圍內的砌體質量最差。