孙恺钜 2012年8月27日
哈尔滨，号称东方小巴黎。
哈尔滨刚刚造好了一座桥，阳明滩大桥。
这是目前长江以北桥梁长度最长的超大型跨江桥，总投资18亿。
大桥于2011年11月6日全线通车，由于其高质量高速度创造了“哈尔滨奇迹”而正在申报“鲁班奖”。
2012年8月24日晨，阳明滩大桥断裂，一段长约130米的桥面，整体“侧空翻”，桥上四辆卡车随之翻落桥下，酿成3死5伤惨剧。
一座通车不到一年的“明星”大桥，为什么会在“鹊桥相会”之后，立即上演“断桥”悲剧呢？
对此，桥梁专家,哈尔滨工业大学交通学院副院长王宗林先生说，造成塌桥的原因很简单，就是超载。
以下引自凤凰网新闻：王宗林说，事发时，停在塌桥中段的有3辆大挂车，每辆保守估计120吨到150吨之间，另外，还有一辆距离较远的，损坏程度较轻，约为30吨。“据伤者回忆，3辆大车都靠桥外侧停靠。从现场看，3辆车停靠得比较近，合计将近500吨重量在单侧压着。”
而在设计上，该段桥梁的载重能力为单向50吨，也就是说，单个车道一次通过一辆载重50吨的货车。3车停靠，出现将近500吨重量，相当于超出桥梁承载能力七八倍。“对桥体造成偏载，使得桥整体倾覆下去。”
王宗林表示，在设计上允许向一侧偏，但是偏载有一定的限度，按现在交通部的相关标准，单侧大概能承受150吨左右的重量，而事故中车辆总重量已经超过此限度两倍多。（*凤凰网新闻）
恺钜虽然不是桥梁专家，但十多年来，一直在澳洲从事工程设计方面的工作。多年的经验告诉我，整段桥面完好无损地整体“侧空翻”，其中一定有一些特殊的原因。这就像当年上海的一座楼房，完美躺倒一样的道理（详见拙文《摩天大楼横卧的内在原因——另一只眼看中国工程设计的弊端》）。
目前官方消息，根据事故现状，大桥不属于“垮塌”，而是定性为“侧滑”。
随着事故细节的不断披露，大桥侧滑的原因也逐渐地明晰起来。
那么，好端端的桥面怎么会“滑”下去的呢？
恺钜注意到记者报导的一个细节，“从桥体结构来看，出事的大货车所停靠的上桥匝道一共有四个桥墩支撑，其中最接近地面的桥墩是一个盖式桥墩，东面支撑该垮塌桥面的撑臂北面部分已经断掉一半，南面完好，最高处的桥墩则有两根立柱支撑，上部靠西一侧承受着引桥半幅桥面的重压，靠东一侧则支撑匝道上桥处，其南面支撑垮塌桥面的一半结构中，也断了大约两米。”（*中国经济网新闻）
根据记者的叙述可知，桥体支撑采用了悬臂梁结构（如图1）。
悬臂梁的破坏形式有两种，剪切力破坏和弯矩破坏。
学过工程力学的都知道，悬臂梁上单点受力的话，
受力点的弯矩为零（忽略桥面自重），悬臂梁根部 图1 悬臂梁受力图
弯矩达到最大值（如图2）。
记者报道明确说了，断裂点是在大约两米处，而这个地方，正是右车
道的中心，也正是卡车所在之处。
由于桥上没有其他车辆，根据受力分析，我们知道，
该处的弯矩为零，故而排除了由于弯矩造成破坏的可能。
因此可以断定，这次的大桥“侧滑”事故，是由于剪切 图2 悬臂梁弯矩示意图 力造成了支撑桥面的悬臂梁断裂而引起的。
明确了这一点，接下去的分析就容易多了。
众所周知，桥上共有四辆卡车，由于超载的原因，总重量达500吨。这就是引起“断桥”的剪切力的来源了。
500吨的重量，由四个桥墩分摊，每个桥墩承受的载荷为500/4=125吨(1)。
大桥的设计承重是多少呢？
据桥梁专家王宗林先生说，该段桥梁的载重能力为单向50吨。
对这句话，恺钜的理解是，单条车道上每辆车均为50吨载重，可以安全过桥。考虑到极端情况，如果前方出现意外堵车，那么，这些载重的车辆停在桥上，也应该是安全的。
大桥“侧滑”段全长约130米，大型卡车长度为12米，假设停车时车距1-3米。那么，130米路段单条车道可停大卡车8辆到10辆，以8辆计，每辆车50吨的话，总计50x8=400吨(2)，因此，每个桥墩受力为400/4=100吨(3)。
刚才已经算出，事故当时每个桥墩的载荷是125吨(1)，125-100=25吨(4)，这多出的25吨就压垮了大桥？
在上面(2)的计算中，如果以10辆车来计算，总重量就为50x10=500吨(5)，每个桥墩的受力正好是125吨。
所以，这四辆卡车超载，还没有超出桥梁载荷的额定值。
请不要忘记，王宗林先生还有一句话，按现在交通部的相关标准，单侧大概能承受150吨左右的重量。
王专家这里说的150吨，应该是指单个桥墩而言的。
我们已经算出，四辆卡车造成的单个桥墩载荷是125吨，即使其全部偏载，也并没有超出150吨的额定值。
也就是说，这四辆卡车所造成的剪切力，在理论上不会压垮大桥。
注意，恺钜在这里的计算，所采用的数据都是王专家提供的。
相反，王专家用四辆超载的卡车总重量500吨和单个桥墩的许用值150吨比较，就好比拿水果去和苹果比较一样，在逻辑上，叫做“偷梁换柱”，他这样做的目的是什么呢？
与人方便，自己方便，大家就心照不宣了吧！
还有一个问题，这里只是计算了静载荷，在大桥实际运行中，要考虑的是动态载荷。动载荷往往是静载荷的若干倍（具体参照设计规范）。而王专家强调事故中的三辆卡车是停在一边的。
这更加证明了，如果设计和建造都符合规范的话，这四辆卡车是不可能压垮大桥的。
那么，为什么这四辆大卡车500吨的重量就使得一座代表了哈尔滨速度的“明星”大桥玩起了“侧空翻”，“侧滑”了呢？
实际上，我们真的要感谢这次在大桥上牺牲的三位“同志”，如果没有他们勇敢地“以身试桥”，在交通繁忙时段，大桥上分分钟都有可能超过这区区500吨的，那时候，该有多少无辜的冤魂？
设计是不是规范，材料有没有以次充好，建造有没有偷工减料，工艺是否符合标准，不是恺钜写这篇文章讨论的内容，在此也不想多作评论。就留给事故调查小组来做结论吧。
恺钜所指出的，是那位王专家的话，有着明显的误导故意。
而这种故意的背后，不应该是王专家没有专家应有的知识，而是一个不可言说的“谜”。
不可想象，一座大桥，在130米范围内，如果单侧车辆总重量达到150吨就要倾覆的话，那么，中国除了没有按国标设计的赵州桥之外，还有安全的桥吗？
由于没有看过设计图，仅根据网络新闻为判断依据，谬误在所难免，请各位斧正。
参考文献链接
*《当地专家：桥梁质量合格 货车重量超出承载设计8倍》http://news.ifeng.com/mainland/special/yangmingtandaqiao/content-3/detail_2012_08/25/17078192_0.shtml
*《哈尔滨断裂桥梁所用混凝土内混有木头编织袋》http://www.ce.cn/cysc/jtys/csjt/201208/25/t20120825_21239658.shtml
