寧波大橋系單塔平行式雙索面大跨度(亞洲第一)斜拉橋,位于寧波的甬江入?谔帯4藰蛴商旖蚴惺姓こ淘O(shè)計研院設(shè)計,鐵道部大橋局負(fù)責(zé)施工。由于筆者是鎮(zhèn)海人,經(jīng)常到寧波大橋工地附近參觀,施工質(zhì)量應(yīng)該是沒有問題的。寧波大橋的斷裂引起了全國橋梁工程界的強烈反響,特別是中央電視臺《焦點訪談》播出后,更是如此。難道寧波大橋的斷裂真的象項海帆教授所說的是由于橋梁底板太薄引起的嗎?筆者并不以為然。首先天津市市政工程設(shè)計研究院是國內(nèi)設(shè)計斜拉橋最早的設(shè)計院之一,天津永和大橋便是天津市政院的杰作之一。難道他們在設(shè)計該橋時對包括施工階段在內(nèi)的恒載及活載作用階段的應(yīng)力驗算的電算程序出錯了嗎?我想這可能性是很小的,那么究竟是什么原因?qū)е聦幉ù髽蚴┕r快連接到兩岸時突然斷裂呢?而且斷裂發(fā)生在春夏之交的夜晚,斷裂前沒有任何跡象,只是當(dāng)時民工聽到“轟”的一聲,橋梁頃刻之間就斷裂,種種跡象表明,寧波大橋的斷裂既不是設(shè)計上的原因,也不是施工上的原因,而與斷裂時海面上活動頻繁的脈動風(fēng)有直接原因。
根據(jù)以上分析,寧波大橋的斷裂不外乎以下二種可能。其中必占其一。其一,國內(nèi)設(shè)計的預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋一般都是超筋截面。預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在開裂之前幾乎是一勻質(zhì)材料,彈性理論能應(yīng)用于任何點的強度計算。即使發(fā)生一些細(xì)微裂縫(當(dāng)然這些裂縫肉眼是看不見的,只能在顯微鏡下才能觀察到),預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的勻質(zhì)性也不比工作荷載下的普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)差,這是因為用截面彎裂模量代替截面抗彎模量對于預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)開裂始發(fā)時是一個相當(dāng)精度的量度,這在國外的試驗中已經(jīng)得到證實,在實際開裂之前,對于低配筋面,一般會在預(yù)應(yīng)力混凝土內(nèi)呈現(xiàn)明顯的塑性變形,這時會出現(xiàn)肉眼看得見的裂縫,不會突然破壞。然而對于超筋截面來說,預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的任何明顯轉(zhuǎn)動,就會在受壓區(qū)突然破壞,不可能期望其有塑性作用。回過頭來再分析寧波大橋的突然斷裂原因,其截面配筋顯然是筋斷面,在夜間脈動風(fēng)的作用下,肯定會產(chǎn)生彎曲響應(yīng),彎曲響應(yīng)意味著主梁在彎扭共同作用下,導(dǎo)致主梁受壓區(qū)混凝土突然破壞而斷裂。這種可能性是很大的。
其二,寧波大橋系單塔平行式雙索面大跨度斜拉橋,主梁又設(shè)計得較為纖細(xì),結(jié)構(gòu)柔性極為明顯,因此結(jié)構(gòu)大位移引起的非線性因素顯然是明顯的。當(dāng)大橋快要施工到兩岸橋墩時,剛好達到跨度最大時,加上掛籃的重量,拉索又是平式雙索面,在脈動風(fēng)的作用下,極易產(chǎn)生彎曲響應(yīng),當(dāng)結(jié)構(gòu)大位移影響明顯時,在脈動風(fēng)作用下,這種彎曲響應(yīng)是極易引起大橋的彎扭顫振,當(dāng)其顫振頻率與大橋此時固有顫振頻率相吻合時,則會導(dǎo)致大橋在此時此刻的突然斷裂,這種可能性也是很大的。綜上所述,寧波大橋的斷裂肯定是與寧波春夏之間夜晚的脈動風(fēng)有關(guān),而且筆者從以上定性的分析上認(rèn)為,寧波大橋的斷裂并非是由于主梁底板太薄引起的!