2001年11月7日凌晨4时30分左右，位于四川省宜宾市金沙江上的南门大桥部分悬索及桥面发生断裂坍塌事故，一辆大客车和一辆小货车掉入江中，一艘小船被毁，市区南北交通受阻。目前统计有2人失踪，2人受伤。　　

        此次发生事故的南门大桥为单孔跨径240米的钢筋混凝土中承式公路拱桥，桥面由17对钢缆吊杆凌空悬挂，长384米，宽13米，是连接市区和南岸开发区的主要通道，1990年6月竣工。此次事故是连接拱体和桥面预制板的４对８根钢缆吊杆断裂、两端各长约10米和20余米的桥面预制板发生坍塌。

1、南门大桥在宜宾市市区交通网中所起的作用

        四川省宜宾市位于金沙江、泯江、长江交汇处,被誉为“万里长江第一城”，南门大桥横跨于穿越宜宾市区的金沙江之上,连接宜宾市老城区与开发新区。该桥于1990年9月建成通车。从此，宜宾市金沙江南岸开发新区的发展建设突飞猛进，过桥的人流量与车流量也随着快速增长，该桥日交通量的发展速度远远超过了设计者当初的设计数据。从该桥原设计资料中查到，设计日通车量到2005年计划为7700辆/d，而发生桥塌事件前日通车量最高峰可达近40000辆/d。桥塌事件的发生，对市民的生活和工作带来了巨大的不便。

2、南门大桥桥塌发生情况

       该桥由主桥及两端的引桥组成。主桥为中承式劲性钢骨钢筋砼结构拱桥,其跨度为243.37m,矢高为48.236m,拱轴线为悬链线,拱轴系数n=1.756;南、北引桥为钢筋砼连续桥,其跨度分别为2×16m、6×16m；全桥长为387.37m。该桥建成时创造了中承式钢筋砼拱桥单孔跨度最大的亚洲记录。

       ①主桥是由拱肋、吊杆、桥面系、门式框架等主要部分组成。拱肋为两条分离式平行的劲性钢骨钢筋砼结构的无绞拱,拱肋截面为变宽、变高闭口的箱形截面，拱肋以10#截面左右对称。主桥共设34根吊杆,吊杆采用21根7∅5高强钢绞线捆扎成束，形成承重结构，吊杆外套无缝钢管，钢绞线与钢管之间灌注水泥浆。在1#截面和1’#截面处设伸缩缝把桥面系分成三部分，即中部182.53m的钢筋砼连续桥面，由预应力钢筋砼空心板和预应力钢筋砼横梁组成的“飘浮式”整体结构体系，该桥面依靠吊杆悬挂于拱肋上；其它两部分为两端各30.42m，由预应力钢筋砼空心板与钢筋砼门式框架形成的连续桥面，该两部分又分别与南北引桥桥面形成连续桥面。

       ②主桥受设计荷载作用的传力方式。该桥的设计荷载为：汽车-超20级，挂车-120，人群荷载3.5kN/m2，当设计荷载作用于主桥中部的“飘浮式”整体结构体系上时，竖向力车轮荷载P直接作用于桥面上，通过桥面板传递给横梁，由吊杆承担横梁所传递的荷载并把荷载传递给拱肋，拱肋受到荷载后通过拱脚传递给地基。桥面所受到的纵向水平力(如：车辆制动力、温度应力等)，一部分由“飘浮式”结构两端的支座磨阻力来抵消，另一部分由吊杆的抗剪力而消除。 

       ③南北引桥。北引桥上部结构为6×16m先张法预应力钢筋砼空心板，下部结构为双柱式钢筋砼柔性墩；南引桥上部结构为2×16m先张法预应力钢筋砼空心板，下部结构同样是双柱式钢筋砼柔性墩；引桥桥台均为重力式桥台。 

南门大桥桥塌发生情况 

       该桥于2001年11月7日凌晨5点钟左右发生了桥塌事件,该主桥中部北端2#截面下游吊杆先发生了断裂,随即2#截面上游吊杆断裂,该截面处横梁与横梁上的桥面板,随吊杆断口以下部分坠入江中,即北端有两孔桥面板垮塌,其长度为2×10.14m;在北端吊杆断裂与桥面板垮塌后,主桥中部的南端随即发生了3个截面吊杆断裂,即2#、3#、4#截面处的吊杆先后断裂,造成了四孔桥面板垮塌,其长度为4×10.14m。

 3、初步分析桥塌原因

设计方面

       主桥由三部分组成,就是说中部与两端部分由伸缩缝断开,从而形成了中部为“飘浮式”整体结构体系。该体系依靠吊杆悬挂于拱肋上,该体系在外力的作用下,一部分外力由体系两端的支座承受,而很大一部分由吊杆来承受,特别是沿桥面作用的纵向水平力(行车方向),如车辆制动力、桥面温度应力、桥面砼收缩应力等。如果主桥中部与两端不存在伸缩缝,而是连续桥面,那么以上纵向水平力会通过桥面继续向外传递,这样情况下对吊杆的影响就会比有伸缩缝的情况下小的多。因此伸缩缝的存在,使吊杆在承受拉应力的同时,随“飘浮式”结构的“晃动”承受较复杂的额外应力,缩短了吊杆的使用寿命。

施工方面 

       在施工方面,施工单位作到了按设计图纸及资料进行了施工。但是,需要指出的是,从一些资料中了解到,在20世纪90年代初以前我国现场的制作吊索技术(对本桥来说是指吊杆)不是很先进。吊杆是本桥的关键受力构件,要求对吊杆制作精度甚高,由于建桥时的技术限制,吊杆的制作可能会存在某些差异。

养护维修方面

       ①养护维修工作的目的。在桥梁的使用过程中,及时做到消除桥梁产生的缺陷,恢复车辆磨损与自然界影响所侵蚀或损毁的部分,经常保持结构完好,保证桥梁使用质量,延长寿命,提高运营能力,确保安全畅通,充分发挥效能。

       ②该桥的养护维修重点是吊杆。要经常对其进行观察与测定,观察吊杆分别与拱肋和桥面横梁相联接的锚头有无裂纹或松动,观察吊杆外套金属管有无锈蚀或裂纹。对吊杆的承载能力要定期进行测定,这是一项难度较大的工作,测定时,应排除动荷载和桥面上多余恒载(如人行道、桥栏杆等)的干扰,若发现承载能力下降要及时更换。

       ③桥上通过的车流量对该桥的影响是主要因素之一。该桥在设计时对车流量的估算是,到2005年最大的日通车量为7700辆,而在发生桥塌前最大的日通车量已达到了近40000辆,超过了2005年计划值的5倍多,因此车流量的快速增长加速了该桥的损坏。

       ④吊杆内钢绞线的锈蚀降低了吊杆的承载能力。从断裂吊杆的断口可以看到,吊杆外套钢管已经锈蚀剥落,钢绞线已经被拉断。吊杆横断面腐蚀、产生裂纹逐渐降低其承载能力,导致了桥塌。如果及早发现吊杆出现这些问题并进行更换,本次事件也许不会发生。

 4、修缮方案

桥塌后对拱肋的影响 

       该桥主桥的结构形式纵向以10#截面为中心左右对称结构,其拱肋受力同样是左右平衡的。但是桥塌后,北南两端桥面系垮塌长度分别是20.28m、40.56m,其重量大约分别为400t、800t,这样造成了拱肋的受力不平衡;另一方面,桥垮塌发生的瞬间对拱肋的冲击力也是较大的。因此,桥塌后的拱肋能否继续使用就需要作技术鉴定。受宜宾市交通主管部门的委托,西南交通大学结构实验室对该桥拱肋作了详细的结构测试,发现两拱肋的结构没有发生毁坏,只是包裹在结构外侧的砼产生了不同程度的裂缝,最大的缝宽及缝深分别为0.8mm、210mm。这些裂缝通过处理,如灌浆封闭,使其保持稳定,如果不再继续发展对拱肋结构受力影响不大,因此拱肋继续可以使用。

修缮方案

       ①临时解决拱肋受力不平衡问题。在拱肋的南端增加配重,用一定重量的砂袋和石块放置于平板上,通过钢丝绳吊起,悬挂于拱肋上,增加拱肋南端所承受的桥面系荷载,减少拱肋受力不平衡对拱肋结构产生的影响。

       ②更换吊杆。从断裂的8根吊杆断口中可以看出,每个断口21根钢绞线断裂面的颜色不尽相同,有的已是锈迹斑斑,说明在桥塌之前早已被拉断,有的是在桥塌时被拉断的。因此必须把剩余的26根吊杆全部更换为新的吊杆,可以采用PE热挤防腐索作成的柔性吊杆。这种吊杆的优点是:具有较大的抗疲劳性,防腐性较好,不宜锈蚀。

       ③对“飘浮式”结构体系的加固。因在该桥设计时,主桥中部182.53m桥面系为“飘浮式”整体结构体系,该体系在水平力的作用下会产生位移,引起在伸缩缝处桥面相接的不平顺,从而增大了车辆载重对桥面系的冲击力,增加了吊杆承受的水平力。因此,降低“飘浮式”体系结构对该桥带来的影响,应在主桥中部桥面系结构中增加纵梁,该纵梁与桥面系组成整体结构并与两端相接的桥面绞接,如图5所示,以此来传递桥面所受的水平力。

       以上为在南门大桥发生桥塌事件后,赶赴现场收集资料并咨询了有关专家而得出的一些看法。