建築
人民需要安全地在城市行走
獨眼為紐約時報中文網撰稿 2013年01月11日
回顧2012年中國與公共建築安全有關的新聞，會發現這一年稱得上“路面坍塌”年和“橋樑垮塌”年。
就在開年不到一個月的時候，1月5日早上，河北保定一家KTV門前，一輛小麵包車從鋪裝路面開過，地面又突然塌陷，整部車掉入近50平方米的水坑。 根據《中國日報》發佈的新聞圖片，坑裡滿滿全是水，從水量和水質來看，應該不是污水和雨水，而是自來水，恐怕地下的供水管破裂有一段時間了。地下供水管破 裂導致的路面坍塌，一般是因為跑冒滲漏出來的水將周圍的土質泡軟，土壤可溶物質流失、顆粒之間的空隙進一步縮小，在人們沒有察覺的時候，地下土已經變得像 泥漿、流沙一樣，向下淌，形成了完全無支撐力的空腔。在這些地面上，地磚、瀝青路面、表層路基都是強撐局面，隨時可能塌掉。
從2012年4月北京發生了一名女性掉進人行道深坑，並被破裂的熱力管線湧出的熱水燙傷並致死的惡性事件之後，中國各地關於道路坍塌的報道就絡繹不
絕，隨便一搜“地面塌陷”四個字就能看到在馬路上、人行道上甚至普通人的家裡出現了一個個大坑、深洞，人、生活物品、車都被拽下去。
導致地面塌陷的原因有不少，地下管道破裂只是其中之一。一般的地下金屬管道由於建造的時間、用料質量的差別，壽命相差很大，有的一兩年就需要維修， 壽命最長的大概也只有20年左右，外加上防腐塗層和管道陰極保護也只能延長十幾年壽命。現在城市地下土壤及水環境的惡化、細菌密集、氯鹽融雪劑滲透、瀝青 等封閉路面形成的氧濃度差、金屬間電極的腐蝕電池作用，都對管道有着很強的破壞力；尤其是北方城市，寒冷氣候里，脹凍的循環變化會讓管道的情況惡化加速。 中國改革開放之後重新進行一輪建設的城市中，大多數老舊的地下管道在最近這幾年正好到了容易發生問題的時間段，2012年－2013年正好到了一個集中爆 發的時間點 。
路面坍塌的第二種常見情況，是周圍動土工程導致土壤鬆動基礎承載力驟減。2012年9月，北京地鐵安遠門站B出口出現了40平方米地面塌陷，雖然塌 陷並不太深，只有十幾厘米，但與地下工程關係很大。而可能影響地基緊實度的工程不止地鐵，建造超高層大廈的時候，往往需要動用機械在地下挖深樁，機械長時 間的強力震動能夠把周圍一定範圍的土基全部振松。中國還有一些地區，比如，廣州的白雲區，曾經是礦業開採頻繁的地區，採礦導致地下存在採空區域，這種情況 在進行城區建設的時候未得到妥善處理，加上當地土壤的岩溶特質，2008年曾經發生過多起、大面積的地面塌陷。
這些城市中的兔子洞，通常在坍塌之前，地面上已經出現了裂縫，但並沒有人特別重視這種信號。
與地面塌陷一樣值得注意的是橋樑的安全。2012年8月，哈爾濱陽明灘大橋的引橋在僅有4輛貨車通行的情況下側塌，場面令人毛骨悚然。官方公布的事 故原因是貨車超載，近500噸的重量集中在引橋單邊，導致荷載的集中和不均衡，只有少量媒體報道提到了多名不具名的專家對橋樑設計的質疑。
以目前中國的工程驗收水平，許多城市建設工程發生事故，是因為設計的不合理與不適用，而非用了豆腐渣的材料。橋樑設計和它背後的結構設計都是複雜的 學問，這些設計的基本原則是儘可能保證橋樑的安全：一方面結構設計要滿足國家標準對構築物各部分承載能力的規定，標準里根據構築物的重要等級提出了不同的 計算加權係數，來確保最終建成的構築物的承載能力大於它可能遇到的荷載，這就像要穩妥地舉起100公斤的杠鈴，我們規定必須由能舉起110公斤甚至140 公斤的人來做；另外一方面，結構設計的一個重要學問在如何設置“多餘約束”——一根繩可以吊起來的東西，要多拴上兩根繩，這不僅為力的傳導提供更多選擇， 避免那唯一的一根繩斷掉之後會造成無法挽回的局面。這本應該像橋樑的兩道安全屏障。
可是在中國橋樑設計的實踐中，前者標準不難達到，但結構力學的情況卻可能很複雜，一旦多餘約束設置無效甚至缺少多餘約束的保護，仍然可能會由於突然的力和力矩的作用發生毀滅性的事故。
哈爾濱陽明灘大橋的引橋使用了獨柱式的支撐方式，2004年，北京市市政工程設計研究總院副院長穆祥純在論文《論城市橋樑結構的安全度和耐久性問 題》中提到要對這種結構小心，單側高荷載情況下，可能發生支座脫空。再加上，根據公開資料，陽明灘大橋中間為了節省預算修改過一次設計，工期也從3年改為 18個月。這座問題大橋揭示出一種危險的做法：結構設計能達到國家標準的時候，但在 “多餘約束”方面偷工減時。
除了設計方面的問題，中國城市中的橋還面臨著嚴重的老化問題。一般橋樑使用25年，基本就已經進入了老化期，需要重新整修維護，何況在最近的25年 里，中國城市是在以飛一般的速度發展。許多橋樑正在超負荷服役。以北京為例，1970年代末到1980年代初設計建造的二環路立交橋，即使早期建造質量過 關，現在的行駛量已經遠遠高於了當初的設計標準。那個時代誰能想到北京每個月會有新增兩萬輛汽車——這還是在北京施行了“搖號政策”之後的數量，北京目前 平均每月搖號分配兩萬個車輛指標。
翻看有關北京立交橋的論文，看到的信息讓人嚇一跳。比如，在2011年4月發表於《市政技術》期刊的《復興門立交橋拉壓支座更換技術》一文，提到 2008年對北京復興門立交橋的原有支座進行了現場檢測及荷載實驗，結果發現“在車載環境下，梁體隨時有開裂、斷裂的風險”，“車行荷載將造成梁體損壞及 墩台拉裂”。2012年10月，北京路政局網站上有關1991年建成的萬柳橋大修結束的消息中則提到，它在2010年的橋樑結構檢測里被評定為D級，按照 《公路橋樑承載能力檢測評定規程》的說法，D級意味着“缺陷影響了結構的工作性能和整體性”，與E級的“危橋”只一線之隔。
幸運的是，北京自2004年發現道路橋樑的安全問題之後就在不斷進行維修，根據媒體報道，北京2012年進行了“十路七橋” 的大修。北京市交通委員會的網站上仍然在進行道路橋樑維修工程的招標，看上去，2013年的維修工作仍然在進行。但是北京之外呢？
橋樑老化的原因，竟然和前文所述地下管道有相似之處。在寒冷地區，對橋樑產生威脅的重要原因之一是除冰鹽的腐蝕，這些融雪劑造成的鹽環境，會加快混 凝土的破壞速度，而在南方，酸雨又起到了同樣的破壞作用；再者，由於一些早期橋樑設計對防水不重視，容易導致結構滲水、漏水、積水，鋼筋鏽蝕、混凝土脹 裂。
看到道路坍塌和橋樑垮塌的新聞，我總會想起一個很老的電腦遊戲：《模擬城市》。我是遊戲中的“市長”，我把商店、小住宅乃至高樓大廈放在喜歡的地 方，指定那一片是工廠、這一片是CBD，我建造摩登大都市或風情小鎮，總有那麼幾分鐘它們看上去美不勝收，在其中生活的小人兒安居樂業，作為“市長”，我 的屬下、市民、報紙媒體都在對我歌功頌德，我不由得心花怒放，成就感遍布全身。可惜，很快，整個城市沒有什麼合適的地方繼續進行建造，而不得不進入運轉和 維護的階段，我這個“市長”，每幾分鐘都會收到路面破損、立交橋堪憂的急報，不得慌忙地花錢派人去做耗時間的整修。當我完全喪失耐心的時候，我的城市平面 上會同時出現好幾個大黑洞，不時從音箱里會傳出急救車和有人落難的哀號。
黑洞的出現，像一些看不見的暴徒，隨時衝出來，搗毀人民在城市中的安全感。在遊戲里，我從有錢修而不願意去修，自以為多建魁偉的高樓就能讓別人繼續 歌頌我；之後沒人買賬，沒有人願意待在喪失基本安全感的城市裡；最終因為我懶得進行基礎設施維護的城市，居住人口銳減，經濟實力逐月下降，我沒錢修也無力 再修；城市最後變成了灰突突的一片，黑色的大洞填滿了所有街道，也吞噬了市民所有的信心。
遊戲並非現實，卻有可能言中現實。道路坍塌和橋樑坍塌頻發是一個信號，希望中國的城市決策者和設計者不要等到惡性事故頻發到無法挽回時，再回想“也 許之前應該那樣做”，道路和橋樑的問題無非是檢測和維護，不是沒有工具和方法，不論是設計上的問題，還是各種複雜情況導致的老化與失效，都不是不能事先發 現端倪並加以預防。
就在開年不到一個月的時候，1月5日早上，河北保定一家KTV門前，一輛小麵包車從鋪裝路面開過，地面又突然塌陷，整部車掉入近50平方米的水坑。 根據《中國日報》發佈的新聞圖片，坑裡滿滿全是水，從水量和水質來看，應該不是污水和雨水，而是自來水，恐怕地下的供水管破裂有一段時間了。地下供水管破 裂導致的路面坍塌，一般是因為跑冒滲漏出來的水將周圍的土質泡軟，土壤可溶物質流失、顆粒之間的空隙進一步縮小，在人們沒有察覺的時候，地下土已經變得像 泥漿、流沙一樣，向下淌，形成了完全無支撐力的空腔。在這些地面上，地磚、瀝青路面、表層路基都是強撐局面，隨時可能塌掉。
導致地面塌陷的原因有不少，地下管道破裂只是其中之一。一般的地下金屬管道由於建造的時間、用料質量的差別，壽命相差很大，有的一兩年就需要維修， 壽命最長的大概也只有20年左右，外加上防腐塗層和管道陰極保護也只能延長十幾年壽命。現在城市地下土壤及水環境的惡化、細菌密集、氯鹽融雪劑滲透、瀝青 等封閉路面形成的氧濃度差、金屬間電極的腐蝕電池作用，都對管道有着很強的破壞力；尤其是北方城市，寒冷氣候里，脹凍的循環變化會讓管道的情況惡化加速。 中國改革開放之後重新進行一輪建設的城市中，大多數老舊的地下管道在最近這幾年正好到了容易發生問題的時間段，2012年－2013年正好到了一個集中爆 發的時間點 。
路面坍塌的第二種常見情況，是周圍動土工程導致土壤鬆動基礎承載力驟減。2012年9月，北京地鐵安遠門站B出口出現了40平方米地面塌陷，雖然塌 陷並不太深，只有十幾厘米，但與地下工程關係很大。而可能影響地基緊實度的工程不止地鐵，建造超高層大廈的時候，往往需要動用機械在地下挖深樁，機械長時 間的強力震動能夠把周圍一定範圍的土基全部振松。中國還有一些地區，比如，廣州的白雲區，曾經是礦業開採頻繁的地區，採礦導致地下存在採空區域，這種情況 在進行城區建設的時候未得到妥善處理，加上當地土壤的岩溶特質，2008年曾經發生過多起、大面積的地面塌陷。
這些城市中的兔子洞，通常在坍塌之前，地面上已經出現了裂縫，但並沒有人特別重視這種信號。
與地面塌陷一樣值得注意的是橋樑的安全。2012年8月，哈爾濱陽明灘大橋的引橋在僅有4輛貨車通行的情況下側塌，場面令人毛骨悚然。官方公布的事 故原因是貨車超載，近500噸的重量集中在引橋單邊，導致荷載的集中和不均衡，只有少量媒體報道提到了多名不具名的專家對橋樑設計的質疑。
以目前中國的工程驗收水平，許多城市建設工程發生事故，是因為設計的不合理與不適用，而非用了豆腐渣的材料。橋樑設計和它背後的結構設計都是複雜的 學問，這些設計的基本原則是儘可能保證橋樑的安全：一方面結構設計要滿足國家標準對構築物各部分承載能力的規定，標準里根據構築物的重要等級提出了不同的 計算加權係數，來確保最終建成的構築物的承載能力大於它可能遇到的荷載，這就像要穩妥地舉起100公斤的杠鈴，我們規定必須由能舉起110公斤甚至140 公斤的人來做；另外一方面，結構設計的一個重要學問在如何設置“多餘約束”——一根繩可以吊起來的東西，要多拴上兩根繩，這不僅為力的傳導提供更多選擇， 避免那唯一的一根繩斷掉之後會造成無法挽回的局面。這本應該像橋樑的兩道安全屏障。
可是在中國橋樑設計的實踐中，前者標準不難達到，但結構力學的情況卻可能很複雜，一旦多餘約束設置無效甚至缺少多餘約束的保護，仍然可能會由於突然的力和力矩的作用發生毀滅性的事故。
哈爾濱陽明灘大橋的引橋使用了獨柱式的支撐方式，2004年，北京市市政工程設計研究總院副院長穆祥純在論文《論城市橋樑結構的安全度和耐久性問 題》中提到要對這種結構小心，單側高荷載情況下，可能發生支座脫空。再加上，根據公開資料，陽明灘大橋中間為了節省預算修改過一次設計，工期也從3年改為 18個月。這座問題大橋揭示出一種危險的做法：結構設計能達到國家標準的時候，但在 “多餘約束”方面偷工減時。
除了設計方面的問題，中國城市中的橋還面臨著嚴重的老化問題。一般橋樑使用25年，基本就已經進入了老化期，需要重新整修維護，何況在最近的25年 里，中國城市是在以飛一般的速度發展。許多橋樑正在超負荷服役。以北京為例，1970年代末到1980年代初設計建造的二環路立交橋，即使早期建造質量過 關，現在的行駛量已經遠遠高於了當初的設計標準。那個時代誰能想到北京每個月會有新增兩萬輛汽車——這還是在北京施行了“搖號政策”之後的數量，北京目前 平均每月搖號分配兩萬個車輛指標。
翻看有關北京立交橋的論文，看到的信息讓人嚇一跳。比如，在2011年4月發表於《市政技術》期刊的《復興門立交橋拉壓支座更換技術》一文，提到 2008年對北京復興門立交橋的原有支座進行了現場檢測及荷載實驗，結果發現“在車載環境下，梁體隨時有開裂、斷裂的風險”，“車行荷載將造成梁體損壞及 墩台拉裂”。2012年10月，北京路政局網站上有關1991年建成的萬柳橋大修結束的消息中則提到，它在2010年的橋樑結構檢測里被評定為D級，按照 《公路橋樑承載能力檢測評定規程》的說法，D級意味着“缺陷影響了結構的工作性能和整體性”，與E級的“危橋”只一線之隔。
幸運的是，北京自2004年發現道路橋樑的安全問題之後就在不斷進行維修，根據媒體報道，北京2012年進行了“十路七橋” 的大修。北京市交通委員會的網站上仍然在進行道路橋樑維修工程的招標，看上去，2013年的維修工作仍然在進行。但是北京之外呢？
橋樑老化的原因，竟然和前文所述地下管道有相似之處。在寒冷地區，對橋樑產生威脅的重要原因之一是除冰鹽的腐蝕，這些融雪劑造成的鹽環境，會加快混 凝土的破壞速度，而在南方，酸雨又起到了同樣的破壞作用；再者，由於一些早期橋樑設計對防水不重視，容易導致結構滲水、漏水、積水，鋼筋鏽蝕、混凝土脹 裂。
看到道路坍塌和橋樑垮塌的新聞，我總會想起一個很老的電腦遊戲：《模擬城市》。我是遊戲中的“市長”，我把商店、小住宅乃至高樓大廈放在喜歡的地 方，指定那一片是工廠、這一片是CBD，我建造摩登大都市或風情小鎮，總有那麼幾分鐘它們看上去美不勝收，在其中生活的小人兒安居樂業，作為“市長”，我 的屬下、市民、報紙媒體都在對我歌功頌德，我不由得心花怒放，成就感遍布全身。可惜，很快，整個城市沒有什麼合適的地方繼續進行建造，而不得不進入運轉和 維護的階段，我這個“市長”，每幾分鐘都會收到路面破損、立交橋堪憂的急報，不得慌忙地花錢派人去做耗時間的整修。當我完全喪失耐心的時候，我的城市平面 上會同時出現好幾個大黑洞，不時從音箱里會傳出急救車和有人落難的哀號。
黑洞的出現，像一些看不見的暴徒，隨時衝出來，搗毀人民在城市中的安全感。在遊戲里，我從有錢修而不願意去修，自以為多建魁偉的高樓就能讓別人繼續 歌頌我；之後沒人買賬，沒有人願意待在喪失基本安全感的城市裡；最終因為我懶得進行基礎設施維護的城市，居住人口銳減，經濟實力逐月下降，我沒錢修也無力 再修；城市最後變成了灰突突的一片，黑色的大洞填滿了所有街道，也吞噬了市民所有的信心。
遊戲並非現實，卻有可能言中現實。道路坍塌和橋樑坍塌頻發是一個信號，希望中國的城市決策者和設計者不要等到惡性事故頻發到無法挽回時，再回想“也 許之前應該那樣做”，道路和橋樑的問題無非是檢測和維護，不是沒有工具和方法，不論是設計上的問題，還是各種複雜情況導致的老化與失效，都不是不能事先發 現端倪並加以預防。
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