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深圳湾大桥钢缆断裂大调查——绝命尘埃

2022-1-27 11:18 | 发布者: redflag | 查看: 2036 | 评论: 0

摘要   在漆黑的夜幕之下,宁静的海水之上,横亘着一座肃穆的大桥,这座桥北起深圳市南山区,南至香港元朗区,守候着深圳湾的每一个日升月下。  每当朝阳初升,车流开始汹涌,车辆们飞驰而过留下残影,无数细微的尘埃 ...

  在漆黑的夜幕之下,宁静的海水之上,横亘着一座肃穆的大桥,这座桥北起深圳市南山区,南至香港元朗区,守候着深圳湾的每一个日升月下。

  每当朝阳初升,车流开始汹涌,车辆们飞驰而过留下残影,无数细微的尘埃被扬起,在空中飘散起舞,最后落在披星戴月的赶路人的肩膀。

  这无人知晓的起落,每日发生上万次,它们与大桥一同存在,又一同被行色匆匆的人们忽视。

  要是有人说起,这样不值一提的尘埃,有一天会撼动重桥,险些让人丧命,一定会被当成一个荒诞滑稽的玩笑。

  然而就在2019年的2月,这个玩笑真实地上演了。

深圳湾大桥钢缆断裂大调查——绝命尘埃

  离奇断裂,寻人无果

  深圳湾大桥始建于2003年,全长达到5.5公里,分为香港段和深圳段两段。作为香港与深圳两大一线城市的连接,深圳湾大桥连接起了两座城市的繁荣,也连接了无数在城市打拼的年轻人的梦。

  风吹雨打,寒暑交替,它沉默的驻守在那里,就这样平稳的度过了十二个春秋,直到2019年2月的一次例行检查。

  2019年2月15日,如同以往每一次那样,工程师带着工具来到大桥处检修。可是这次的结果却不同以往,他发现位于香港段的桥内有一根钢缆整根全部断裂,结果一出,他迅速上报,当局立即安排人员对大桥进行封闭,而后对断裂钢缆进行抽出检查。

深圳湾大桥钢缆断裂大调查——绝命尘埃

  为何一根钢缆要如此兴师动众?这还要从大桥的构造说起。

  桥梁之所以称为桥梁,就是说想要建造桥,就要设有梁。高架桥的梁有槽型梁、板梁、箱梁等几种类型,深圳湾大桥所用的就是需要布置预应力钢缆的单孔梯形箱梁。

深圳湾大桥钢缆断裂大调查——绝命尘埃

  箱梁的内部和外部都充斥着多根钢缆,每根钢缆是由37根钢绞线旋绞拧转而成,这些钢绞线都被封在灌满水泥的管道里。其中内部钢缆的作用是承受内里的载荷与重量,外部钢缆的作用是传递外界风与车流的作用力。

  这次断裂的钢缆就是P1桥墩到P5桥墩间的外部钢缆,全长有280米,断裂位置位于P5桥墩处的锚头,断面呈折线型。

  所谓“牵一发而动全身”,高架桥的每一根钢缆,每一处结构都关乎着整座桥的安危,作为一座横跨两所一线城市的跨海大桥,工程质量一定是所有人不可轻视的,在这样重要的一座桥上,12年这么短的时间内,竟然出现了如此的意外,众人皆惊,当下立刻开始了对此次事故的调查。

深圳湾大桥钢缆断裂大调查——绝命尘埃

  12年对于一座桥来说很年轻,对于人类来说却很漫长。当局人员展开调查之后才意识到这项工作有多难。

  12年前建设深圳湾大桥的人员一部分已经退休,更大一部分已经流入人海不可寻。关于这座桥最重要的核心资料也就随着人员的散落遗失了。

  没有办法,带着“伤痕”的大桥驻守在眼前,既然无法从当年资料中窥见真相,调查工作只能从现有情况尽可能观测了。

  没想到,调查组仔细一观测,竟发现更多的离奇之处。

深圳湾大桥钢缆断裂大调查——绝命尘埃

  锈蚀粉末,迷雾重重

  当人们说起断裂,有人会想起一块威化饼干掰开时清脆的响声,有人会想起口香糖向两边扯断后那黏腻的触感。

深圳湾大桥钢缆断裂大调查——绝命尘埃

  同样是断裂,却多有不同,前者是在拉力达到一定值时突然发生断裂的脆性断裂,断裂面往往粗糙不平但不会发生变形,后者则是随着拉力不断增大而变形最终发生断裂的延性断裂,断裂面呈拉伸缩小状。

  目光回到深圳湾断裂的钢缆上。

  只见这根钢缆的断面呈倾斜状,上下两部分呈现鲜明的对比,在其上面部分,出现了大量的沾着白色粉末的锈蚀情况,而下面的部分却崭新如初。

深圳湾大桥钢缆断裂大调查——绝命尘埃

  再细究其表面,会发现被锈包裹的每根钢绞线断裂面都有均匀缩小的痕迹,有些甚至尖锐如针,也就是建筑学术语里的“杯锥形”。

  可以断定,深圳湾大桥钢缆的断裂为延性断裂!

  得此结论,未来得及喜悦,调查员们就陷入到了更大的困惑中:

  既然是延性断裂,就排除了钢缆材料性能不好发生脆化的原因;既然痕迹呈均匀缩小,则排除了钢筋受力不均的原因。那么罪魁祸首就全然指向了附着在钢缆上的锈迹,也就是说,钢绞线均匀变形最终断裂的原因,是锈蚀。

深圳湾大桥钢缆断裂大调查——绝命尘埃

  前文提到,所有钢绞线都在充满水泥的管道里,所以,完全密封的情况下,怎么会出现锈迹呢?

  就在一筹莫展之际,有人注意到了混在锈迹里的白色粉末,提议换个思路从粉末下手。

  经检验,白色粉末的成分为氢氧化钙,是水泥水化后,水分透出表面蒸发后留下的结晶。

  那么问题又来了,按理来说,灌满水泥且密封的管道,一不会有水分析出的空间,二不会有水接触外界蒸发的条件。

  又有锈迹,又有结晶,一切证据指向了一个可能性:

  断裂钢缆的管道根本没有填满水泥且没有形成密封!

深圳湾大桥钢缆断裂大调查——绝命尘埃

  乘胜追击,追本溯源

  为了证实这个判断,调查员又迅速将P5桥墩处锚头的排气管拆下,开展进一步的调查。

深圳湾大桥钢缆断裂大调查——绝命尘埃

  高架桥的桥墩每个定点位置都会有一个固定钢缆的结构,这个结构叫做锚头。锚头处会连接一根塑料管,这根管的作用就是为包裹钢绞线的水泥管排气,保证水泥管内无气泡残留。

  施工人员进行工作时,会不断向管内注入水泥浆,直到水泥浆从塑料管流出,则说明管内已满,工作即完成。

深圳湾大桥钢缆断裂大调查——绝命尘埃

  当调查员摘出P5处塑料管后,发现原本应该存在在塑料管内的凝固水泥浆空空如也,仅有一些细细的灰尘沉积在底。

深圳湾大桥钢缆断裂大调查——绝命尘埃

  这些灰尘被送去检验,检验结果显示灰尘的成分构成与P5锚头处的灰尘成分构成相同,这说明管道确实没有填满水泥也没有完全密封。

  判断被证实,隐藏在大雾中的真相露出了一点轮廓,所有人终于眉目轻展,开始了下一步的逆推。

  如果说这一步的调查员们是眉目轻展,那么逆推彻底完成后,可以说是喜上眉梢!

  既然问题出在水泥填充上,那么就要找到水泥注入的位置,再重演一遍水泥注入的过程,以求探得端倪。

深圳湾大桥钢缆断裂大调查——绝命尘埃

  已知施工人员对断裂钢缆注入水泥的位置是在桥墩P2与P3间,水泥注入工序如下:

  第一步:对钢绞线进行基础处理,如修剪外观等,并安装塑料排气管。

  第二步:用水泥密封锚头并安装保护帽,塑料排气管的长度要到保护帽的上开口处。

  第三步:以0.5Mpa的水压向水泥管注水,检验密封性。

  第四步:检验完成后,排空水分。注入水泥浆。

  也就是说,12年前,施工人员完成上述工序后,在大桥的P2与P3桥墩间的低处注入了水泥浆。按照预期,水泥浆会在管道内缓缓流动,途径P4、P5……直到全部填满不留缝隙。

  只是,最终结果显然并非如此。

  眼看着真相就要浮出水面,调查员们加班加点,紧锣密鼓的继续深入调查,随折调查的推进,“涌浪效应”这个词语出现在了大家面前。

深圳湾大桥钢缆断裂大调查——绝命尘埃

  致命尘埃,撼动重桥

  涌浪效应,即在气相色谱分析时,使用热导检测器时以氮气等气体做载气时产生的气流脉动现象。

深圳湾大桥钢缆断裂大调查——绝命尘埃

  那么涌浪效应跟大桥钢缆断裂有什么关系呢?

  原来,由于12年前的施工人员是在P2与P3桥墩的低处注入水泥浆,就如同我们都知道下坡容易上坡难一样,地球重力导致水泥浆流经P5锚头时遇到了上升阻力,流速逐渐开始降低。

  前方流速慢下来,后面还保持原有速度,这就造成了一种冲击,致使P5锚头处的水泥浆与气体不稳动荡,也就是与我们所说的涌浪效应原理趋同。

深圳湾大桥钢缆断裂大调查——绝命尘埃

  一瞬的震荡,导致处在外端的灰尘被气旋卷进了排气管内,处在“浪头”的水泥浆又重新落下,正好把灰尘和空气包裹在中间,最终造成了管道堵塞,形成了内部的气穴。

  气穴的存在,让原本应没有多余空间的水泥管多出了一个狭小的空间,也就是给了水泥管内水泥沁水的空间,而气穴正处在卷进外端灰尘的这一处外端,导致水泥管未完全密封。

  于是,水泥沁水蒸发成白粉,与锈迹一起逐年攀附在钢缆之上,腐蚀着钢缆的表面,直到钢缆纤细如丝,终归于断。

  一致被大家苦苦追寻的真相,就这样在这细微之处大白了……

深圳湾大桥钢缆断裂大调查——绝命尘埃

  威胁着5.5公里大桥的安危,牵动着千百人的心弦的,是几粒尘埃。

  不过是尘埃?竟然是尘埃!

  一切的一切,全部被隐蔽在了漆黑的桥墩内。多年前的那个工人以熟练的动作在桥墩处注上泥浆,而后默默观察了一会,看到排气管流出了水泥浆,就习以为常的开始下一项工作。

  在他的眼里,这是重复过太多再普通不过的一次灌泥工序。他永远不会知道,在漫长的岁月里,那根细小的管道里几粒尘埃卷起的风浪,那风浪又怎样在漫长的岁月中缓慢变化,最终酿成了如此举座皆惊的结果。

深圳湾大桥钢缆断裂大调查——绝命尘埃

  拨云见日,云开雾散

  彻底查清断裂钢缆的原因后,整座大桥所有的结构部位都被彻底的检查了一遍,以确保没有其他类似的情况产生。

  好在除了这一根钢缆外,大桥的其余部分都坚固牢靠,完好如初。

  因为工程上会预留出“冗余量”,提前做好会出现意外情况的准备,所以这一处断裂未导致全面的垮塌。

  而雷打不动的定期检查使得这一处的断裂被及时发现,没有造成不可预知的危险。

  双重保险就这样形成了。

  于细微处见乾坤,从整体处窥细节。在建筑工程领域里,不存在马虎,不存在差不多,而只有精确到百分百的安全性。这是建筑工程学的严谨性,也是千万建筑人匠心精神的体现。

深圳湾大桥钢缆断裂大调查——绝命尘埃

  假如说一座城市的桥梁是这座城无声驻扎的脉搏,那么千万的建筑人就是在桥背后沉默驻守的侠,虽没有快意恩仇,也并不英雌飒爽,但是他们的严谨与沉稳,给予着人们无上的安全感。

  这是建筑人的魅力所在,也是建筑学的魅力所在。

  在事故解决没过多久之后,断裂的钢缆被替换,大桥重新开放,车流重新在这座沉默的桥梁上奔涌穿梭。

深圳湾大桥钢缆断裂大调查——绝命尘埃

  2020年1月1日,晨雾朦胧,百余人穿着红衣沿着深圳湾大桥开始长跑,来自新年伊始的红日在桥上冉冉升起,朝霞洒在大桥坚硬的柏油面上,洒在桥边正待苏醒的灌木上,最后被奔跑的人们披在身上,一起跨进了新年。

深圳湾大桥钢缆断裂大调查——绝命尘埃

  2021年10月8日,台风天,下大雨,网友“豆沙”在一片瓢泼中来到了深圳湾大桥的桥头,他的心情激动热烈,因为马上就可以与他的女友“胖橘”重聚了,这是他们既上次分离后的第223天。数百天的分离令人焦灼,如今终于在大桥的见证下重逢。

  2022年1月14日,抖音网红“小苏在鹏城”用相机录下了一段深圳湾大桥的视频,他说“很多人来喜欢来深圳湾公园吹吹海风,看看对面的香港,如果来不了,我拍给你看”,于是为了响应网友号召,他就带各路网友来了一次“云观桥”。

  视频中天朗气清,桥下的海波光粼粼,天水交映,一派清明。

  天上,人间,国泰,民安。

  一如之前的若干年,一如未来的若干年。

深圳湾大桥钢缆断裂大调查——绝命尘埃

  结语

  纵观此次事件,虽然调查的过程充斥着诸多困难,但是结局终究是美好的。透过深圳湾大桥,我们看到的不仅是建筑人的精神,更能看到祖国基建力量的强大,质量的精良。

  建好一桥一厦,就像打一场没有硝烟的战役,需要前期绝对缜密的设计,后期一丝不苟的执行,和持续稳定的不断自我审查。

  相信深圳湾大桥的这次抢修行动,会让更多年轻人了解建筑行业,更愿意投身到建筑行业,投身到祖国的基础建设中,来一起为我们的大好河山,光辉前程奋斗,拼搏!

深圳湾大桥钢缆断裂大调查——绝命尘埃

  参考文献

  [1]香港路政署事故调查报告.2019

  [2]900t箱梁架设施工技术.中国期刊网,2017

  [3] 许国旺.《现代实用气相色谱法》.化学工业出版社,2004


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