2024年9月11日凌晨2点58分，德国Dresden（德累斯顿）市Carola Bridge主跨（带电车轨道及共用人行道和自行车道）发生部分垮塌，垮塌长度约为100米。事故发生时，桥上没有车辆及行人通过，截止目前未造成人员伤亡。

01 桥梁概况

Carola Bridge是Dresden市中心的四座易北河大桥之一，是新老城区连接的交通要道。桥梁横跨易北河，南面与老城区接壤，北面与新城内、卡罗拉广场接壤，桥梁的地理位置如图1所示。

图1 事故位置示意图

Dresden是德国萨克森州首府和第一大城市，是德国东部仅次于首都柏林的第二大城市，是德国重要的文化、政治、经济和科研中心，建有Dresden工业大学等高等学府，拥有德国大城市中比例最高的研究人员，是“德国硅谷”的核心。在易北河上精美的巴洛克式建筑，使Dresden得到“易北河畔的佛罗伦萨”的美称。

提出应力圆表示方法（Mohr圆）、第一强度理论、计算梁挠度的图乘法、应用虚位移原理计算超静定结构的位移等的Christian Otto Mohr教授也曾在德累斯顿(Dresden)技术学院任教并在德累斯顿逝世。

Carola Bridge是Dresden市最重要的桥梁之一，历史悠久。桥梁始建于1895年，在第二次世界大战为阻止西进的苏联红军而被炸毁，后在1971年重建。从横断面看Carola Bridge由三部分组成，分为东部的A段、中部的B段和西部的C段，如下图2所示。因为大桥出现老化迹象，自2019年起进行了加固，A段于2021年6月完成，B段于2022年10月完成。C段在上次主要检查中评级为“不足”，并计划于2025年1月开始翻修。

图2 Carola Bridge A~C桥段示意图

02 桥梁结构形式

桥梁结构形式为多跨预应力混凝土箱梁桥，总长375m，宽32m，跨径分布为44+58+120+95+58m，如下图3所示。根据资料显示，通航的第3跨跨径最大，特别采用了挂梁的形式以达到减小跨中弯矩的目的，其中新城、老城侧分别为44m和12m的悬臂梁，中间为64m的挂梁。施工完成后，纵向三个独立的桥体在被连接在一起，如图4所示。

图3 Carola Bridge结构示意图

图4 Carola Bridge施工示意图

在桥梁结构设计中，弯矩往往是最为关键的控制指标之一。以悬臂梁和简支梁为例，悬臂梁在自重作用（均布荷载）下，梁上部被拉伸，下部被压缩，即梁截面的上部受拉下部受压，抵抗外力和剪力组成的力偶；简支梁在自重作用（均布荷载）下，梁跨中上部受压，下部受拉，也组成一对抵抗外力和支座反力组成力偶。如图5所示。

图5 悬臂梁、简支梁弯矩示意图

带挂孔的多跨静定梁，结合了简支梁和悬臂梁的受力特点，跨中承受正弯矩，中间支点位置承受负弯矩，其弯矩如图6所示。正弯矩区受力类似简支梁，负弯矩区类似悬臂梁，由于支点负弯矩对跨中正弯矩起到了“卸载”效果，在单跨跨径等条件均一致的条件下，三跨带挂孔的静定梁最大跨中弯矩小于简支梁最大弯矩（如图5、6最大弯矩公式），使得跨越能力增强，同时不需要进行复杂超静定结构计算，在上世纪70年代没有复杂计算机计算的情况下，带挂孔的多跨静定结构在国内外得到了广泛的应用。

带挂孔的多跨静定结构也导致了桥梁墩顶负弯矩变大，从而从受力的角度上看，墩顶成为了受弯最不利的位置。

图6 连续梁桥及挂梁示意图

图7 挂梁实例

03 桥梁事故分析

（1）主梁破坏情况

桥梁倒塌部分为中间第3跨（2#墩与3#墩之间），倒塌后残骸掉落至易北河，现场倒塌残骸如下图8。从倒塌后现场残骸可以看出，主梁主要有5处断裂位置，分别编号为断裂位置1~5。各破坏点特征为：

① 破坏位置1处两侧主梁完全分离，残骸表面未见明显的混凝土损坏痕迹；

② 断裂位置2、3位于破坏位置1两侧，梁底沉入水中难以观察详细破坏情况，顶面可观察到混凝土裂缝，根据两侧主梁角度分析主梁已断裂；

③断裂位置4位于2#墩墩顶，发生受弯破坏。

图8 倒塌后主梁断裂位置示意图

（2）倒塌过程分析

根据网上公开资料，易北河沿岸某监控恰好记录了桥梁侧面视角的倒塌过程，如图9所示。逐帧分析倒塌过程录像，推测倾覆过程为：

①主梁悬臂在桥墩处主梁（断裂位置4）发生断裂；

②挂梁在位置1、5处缺少支撑而跌落；

③ 主梁悬臂段和挂梁在坠落时受到冲击，位置2、3处再次断裂。

图9 倒塌后过程示意图

综合当前信息，事故发生时桥面无列车、行人，桥下无船舶通行，结构无明显外荷载作用。事故发生时，可能由于预应力钢绞线有效面积大幅减小，结构突然发生垮塌，呈少筋受弯破坏特点，无明显征兆，推测桥梁倒塌事故的原因可能为预应力钢绞线突然失效，详细事故原因有待相关单位进一步披露。

（3）事故处置

根据网上公开消息，尚不能确认事故桥梁有无安装传感器。根据亲历者讲述，事故发生时听到了两次声响，第一次是桥梁倒塌时发出的沉闷轰鸣，第二次是供暖管线爆裂产生巨大响声。事故发生时附近巡逻的警察等第一时间注意到了事故的发生，并且及时出动警力对桥梁周边区域进行了封锁，该市交通公司及时阻止了本该在3：34（倒塌36分钟后）通过该桥的3号线有轨电车，避免了事故伤亡。

04 小结

1、根据当前披露的相关信息，推测事故原因可能为预应力钢绞线长期锈蚀导致有效截面面积减小，墩顶负弯矩最大位置抗弯承载力不足使结构体系失效，进而发生倒塌，详细原因需要进一步调查。

2、从披露的信息上看，暂时没有证据表明桥梁上有监测系统或监测系统发挥了作用。

3、 没有倒塌次生灾害人员伤亡的原因主要是轨道交通发车频率低，同时在附近巡逻的警察第一时间注意到了事故的发生，并及时出动警力对桥梁周边区域进行了封锁，阻止了倒塌36分钟后本该过桥的3号线有轨电车。

4、对于重要桥梁、灾害多发地区的桥梁，在有条件情况下加装桥梁倒塌预警装置，实时捕捉事故现场视频、加速度和声音信号，第一时间发现桥梁倒塌，及时阻断交通、减少二次事故的时间窗口，大幅度降低事故伤亡。

来源: 科小二