新民环球丨西方各国基础设施陈旧 意大利大桥坍塌让全世界发愁

8月14日,意大利A10高速公路热那亚段的莫兰迪大桥突然坍塌,造成43人死亡,多人受伤。这已不是今年坍塌的首例,3月15日美国佛罗里达州一座新建人行天桥发生坍塌,10人葬身废墟。随着工业化结束,西方国家基础设施日益老化,资金和人才不足、缺乏维护等问题日益暴露出来。

尽管外观看起来有些不同寻常,莫兰迪大桥仍然属于斜拉式设计,通过桥塔来支撑桥面。与悬索桥相比,斜拉桥跨度更短,因此使用更加广泛。

斜拉桥的一个常见特征是从桥塔延伸出的钢缆形成扇形图案,如果其中有一根损坏或断裂将非常容易看到。设计师计算桥上的负载,确保剩余的钢缆能够保持结构稳定。

但莫兰迪大桥有所不同,它的钢缆被包裹在混凝土之中,因此难以观察到内部钢筋的变化。这种结构的桥梁在全世界仅建造了为数不多的几座,不过,这种设计是否在此次坍塌事件中起到了重要影响还不能确定。

近日调查人员使用无人驾驶飞机和起重机检查了残存的莫兰迪大桥桥墩,将混凝土和钢结构碎片以及车辆残骸存放在专业场所,供专家检查故障原因。

过去不少专家曾提出对莫兰迪大桥的担忧。2016年,热那亚大学钢筋混凝土专家安东尼奥·布伦西奇称这座桥是“失败工程”,迟早必须被替换。英国斯克莱德大学土木工程专家丹尼勒·宗塔表示,自1967年莫兰迪大桥开通以来,桥上的钢筋束需要不断监测和维护。

对这次桥梁垮塌事件进行刑事调查的检察官弗朗西斯科·科齐指责政府放弃了确保高速公路安全的责任,特别在1980年私有化之后。他说:“我很难接受将公共道路安全问题委托给私营公司的想法。”

正在运营意大利7000公里收费高速公路网络,包括已垮塌的莫兰迪大桥的亚特兰蒂亚公司管理层表示,公司准备提供5亿欧元,在8个月时间内重建大桥,并补偿受害者家庭和因灾难而无家可归者。然而意大利政府认为提议数额太小,并表示将吊销该公司经营许可。

莫兰迪大桥的坍塌并非孤例,世界各地建造的各类桥梁,特别是使用钢筋混凝土的桥梁,处境都在不断恶化。早在1999年一项研究就发现,欧洲大约30%公路桥梁存在某种缺陷,尤其是钢筋混凝土预制板的腐蚀。土木工程师们担忧,许多钢筋混凝土桥梁的损毁速度会比预期的更快。

美国道路与交通建设者协会1月一份报告更加直言不讳。报告称,美国61万多座桥梁中估计有5万多座存在“结构性缺陷”。这些问题桥梁的平均年龄为67岁,每天有1.7亿车次在其上经过。协会首席经济学家艾莉森·普雷莫布莱克说,按目前的维修和更换率,需要37年才能解决所有问题。

这些桥梁的核心问题在于加入混凝土之中的钢材可能以各种方式失去作用。盐分、冰和天气的冲击会导致混凝土表面产生微小裂缝,当这些裂缝向内深入时,水会进入其中并腐蚀钢筋,从而进一步扩大裂缝,最后导致混凝土崩溃。

英国南安普顿大学结构力学专家梅迪·迪卡沙尼表示,一些其他因素也会加剧桥梁情况恶化,例如来自车辆的持续循环振动。这对20世纪60年代设计的桥梁来说尤其严峻,因为当初建造时交通流量较低,汽车更小更轻。

好在如今新方法可以帮助工程师在问题变得严重之前发现并解决,无需再攀爬桥梁或架设脚手架。无人机可以轻松拍摄几乎任何一座桥梁的特写照片,电子传感器可以定期读取桥梁结构中的任何变动,激光扫描仪可能拾取精确细节并显示为三维图像。

但这一切的前提是制度能够确保仔细监测和预防性维护,倘若没有这些,结果可能是灾难性的。“莫兰迪大桥不是第一座倒塌的桥梁。”迪卡沙尼说,“不幸的是,也不会是最后一座。”

在许多桥梁建成的上世纪五六十年代,许多人预计这些桥梁寿命将超过100年。但钢筋混凝土的腐蚀可能导致桥梁寿命大大缩短,只有50至60年。这意味着成千上万桥梁即将寿终正寝,而翻新维修它们可能比建造新桥更昂贵。

美国近期新建的马里奥大桥耗资约40亿美元,计划替代纽约哈德逊河上的塔本西大桥,预计将于年内全面投入运营。塔本西大桥落成于上世纪50年代,主要由钢筋和混凝土建造而成,当时耗资约6000万美元,按今天的价格计算约合5.64亿美元。塔本西大桥设计寿命仅为50年,却服役了62年,新建桥梁预计将有100年寿命。

新桥梁可以利用工程技术的最新成果,目前材料科学取得了巨大进步,可以修补物质内部结构,使混凝土更坚固,钢铁更能防锈。一些国家已经在制造超高性能混凝土,以防止建筑物遭遇地震和炸弹等。除了沙子和水泥之外,其他成分也添加到这些超级混凝土中,例如石英和各种增强材料。在一些试验中,植物纤维的添加造就了更坚固的混凝土。另一项正在探索的技术是自修复混凝土,这种材料一旦产生裂缝,将引发化学反应将裂缝封闭。

莫兰迪大桥坍塌后,舆论普遍谴责大桥运营方亚特兰蒂亚公司维护不力,亚特兰蒂亚公司最大股东贝纳通集团也难辞其咎。意大利内政部长萨尔维尼、经济发展与劳工部部长迪马约一致将炮火对准贝纳通家族,称他们为不顾普通民众生命的“冷漠精英”。

贝纳通集团由意大利贝纳通四兄妹创立。上世纪60年代,长兄卢西亚诺白手起家,从服装推销员做起,生意逐渐成形。之后,他与妹妹朱丽安娜、弟弟吉尔伯托和卡洛共同创业,贝纳通集团正式挂牌,逐渐成为颇具影响力的国际时尚品牌。上世纪90年代,贝纳通集团开始试水多领域经营,成为亚特兰蒂亚公司的控权股东,持股比例高达38%。

贝纳通集团长期靠“挑战底线”的广告宣传制造各种争议,推出一系列创意浮夸的广告,赤裸裸地展现生殖器、内脏等,极具视觉冲击力,甚至让人“无法直视”。

最近法国一项政府报告称,全国大约840座公路桥梁面临倒塌危险,政府面临加大基础设施投入的压力。报告指出,法国1.2万座桥梁中约7%存在危险,其中三分之一是国家负责维护,其他由高速公路所有者和地方政府负责。

马克龙指责前任政府削减高速公路开支,但仍然坚称基础设施没有危险,承诺将在秋季宣布对桥梁和隧道进行大量新投资。据估计,法国将在未来20年中修复年久失修的道路网络,每年花费10亿欧元。

法国司机组织呼吁政府明确说明报告中指出的7%具有崩溃风险的桥梁。公众猜测,穿越尼斯的高架桥是其中之一,该桥自上世纪80年代起出现裂缝以来就一直受到密切监测。加莱附近一座有20年历史的高速公路桥梁同样是怀疑对象。巴黎北部A15高速公路上一座桥梁也被认为处于危险之中,该桥在5月出现沉降后已被关闭。