里卡多·莫兰迪：桥梁建造者与他的警示

1979年，一位年近八旬的意大利工程师发表了一篇标题刻意冷峻的技术论文：《在交通繁忙和侵蚀性环境下长期服役的高架桥行为》。这篇论文讨论了他自己设计的一座跨越热那亚波尔切韦拉（Polcevera）山谷的桥梁，书中指出该结构的腐蚀速度超过了他的预期。里卡多·莫兰迪（Riccardo Morandi）自20世纪70年代初以来就一直提出这个问题。在那份报告发表39年后，在一个潮湿的八月早晨，该桥一段250米长的结构坠入山谷，造成43人死亡。

罗马与废墟中的混凝土

莫兰迪于1902年9月1日出生在罗马，并于1927年获得工程学位。他的早期工作是在卡拉布里亚地区，在地震造成的破坏中进行钢筋混凝土重建——这让他得以在一种尚处于起步阶段的材料以及一个对粗心大意者毫不留情的地区积累经验。随后，他在罗马开设了自己的事务所，并用了六十年时间将混凝土的应用推向了大多数同时代人认为无法企及的高度。

他在建筑设计方面不仅从事建造，还从事教学，曾在佛罗伦萨大学和罗马大学担任桥梁设计教授。他于1963年成为英国皇家艺术学会会员，并于1979年获得慕尼黑工业大学颁发的建筑学荣誉博士学位。

构思：混凝土缆索

要了解莫兰迪，就必须了解什么是斜拉桥。桥面——即人们行驶的道路——悬挂在延伸至塔架的斜拉索上。在今天建造的几乎所有此类桥梁中，这些斜拉索数量众多且细长，并由钢材制成：由多根拉索构成的扇面，每一根都承担适度的载荷。

莫兰迪则采取了相反的做法。他使用的斜拉索极少，每个跨度通常仅使用两根，而且他没有让钢索裸露，而是将其包裹在预应力混凝土套管中。其原因在于刚度。混凝土包裹的拉索刚度大约是纯预应力钢索的五倍，因此桥面在交通繁忙时产生的下垂和晃动远小于普通桥梁——这对高速公路高架桥来说是一个真正的优势。这是第一次有人使用预应力混凝土筋作为斜拉索。

这种做法极其经济。波尔切韦拉高架桥每平方米使用的预应力钢材仅相当于同时期德国本多夫（Bendorf）大桥的三分之一。莫兰迪在设计时既考虑成本和速度，也注重美观，采用了预制构件和带临时拉索的悬臂施工法。

这种做法的弊端现在显而易见，但在当时却不然。一旦将钢材包裹在混凝土中，就无法观察到它。检查变成了猜谜。如果混凝土开裂，或者注入管道的灌浆不完整，水和盐分就会触及钢材并将其隐蔽地腐蚀。由于每个跨度只有两根拉索，因此完全没有冗余：一旦失去一根，就没有其他支撑来承担载荷。

马拉开波

他最宏大的作品是委内瑞拉跨越马拉开波湖的拉斐尔·乌达内塔将军大桥（General Rafael Urdaneta Bridge），于1962年完工——这座混凝土斜拉桥全长8678米，仅用创纪录的40个月建成。它使他闻名国际，并成为了后续工程的模板。

这也发出了第一次警示。马拉开波大桥上裸露的缆索因快速腐蚀而断裂，每一根斜拉索在建成18年后都不得不更换。莫兰迪的另一项主要工程——利比亚的瓦迪埃尔库夫（Wadi el Kuf）大桥，在2017年10月因检查发现潜在断裂而被关闭。他还建造了其他工程——1970年的罗马菲乌米奇诺（Fiumicino）机场、都灵的地下汽车展厅、电影院，以及墨西拿海峡跨海输电线工程——但桥梁是他的遗产，而这些桥梁都出现了腐蚀。

波尔切韦拉高架桥

波尔切韦拉高架桥建于1963年至1967年间，承载着A10高速公路跨越了长达一公里多的工厂和公寓楼区，距离地面约40米，由三座90米高的A型塔架支撑，主跨约220米。无论从什么标准来看，它都是一个壮观的建筑，也是热那亚的象征。如果不是因为行政拖延，莫兰迪本可以在23个月内完成它。

到了2016年，由于维护成本不断攀升，它被形容为一项工程失败。三座塔架中的两座已于1993年进行了加固。而西侧的塔架——9号桥墩——尽管有腐蚀损坏的记录，却并未进行加固。

2018年8月14日

9号桥墩坍塌。技术原因是其中一根斜拉索断裂，该拉索遭受了严重的腐蚀，其本身是由于管道中灌浆注入不足，甚至在某些地方完全缺失所致。钢材在其混凝土套管内隐蔽地锈蚀了数十年。43人遇难。

工程界的批评是具体且公正的。莫兰迪低估了混凝土徐变的影响，这导致了预应力损失和开裂。他指定的管道直径太窄，无法可靠地进行灌浆。钢材上方的混凝土保护层太薄，提供的防腐蚀保护微乎其微。而且该结构没有稳固性：仅一根拉索的失效就足以导致整个跨度坍塌。

为什么说里卡多是天才

莫兰迪的天赋在于概念上的独创性与严格的材料准则的结合。他不是在改良他人的桥梁；他提出了一种真正不同的结构体系——混凝土包裹的拉索——并解决了它旨在解决的刚度问题，同时只使用了同类结构三分之一的钢材，建造速度也比任何人预期的都要快。苏黎世联邦理工学院结构工程学教授沃尔特·考夫曼（Walter Kaufmann）对此次坍塌进行了详细调查，他得出的结论是，在当时背景下判断，莫兰迪无疑仍然是热那亚悲剧发生前人们所公认的桥梁设计先驱。考夫曼的论点是，稳固性在20世纪60年代根本不是设计目标，而且当时对混凝土徐变引起的力重分布研究也不够充分。按照那个标准，莫兰迪并非粗心大意；他是在已知知识的边缘进行探索。

反面观点无法被弱化。43人因他设计的结构而丧生。即使撇开后来的标准不谈，他做出的两个选择是他自己的，且后果严重：将受拉钢筋埋在无人能检查的地方，以及设置过少的拉索导致结构没有第二道防线。一种无法检查且不具备冗余的设计，将安全的全部负担转移到了维护上，而维护工作失败了——业主从未像25年前加固其他桥墩那样加固9号桥墩。莫兰迪本人在20世纪70年代初的警告和他的1979年报告，既是他作为工程师的功绩，也不得不令人不安地证明，他了解这种脆弱性，而且他设计的系统一旦开始出现问题就没有任何回旋余地。同样值得注意的是，他这种少拉索的方法证明比多拉索桥梁的经济性更差，对其他工程师的影响也很有限；业界敬佩他，但随后选择了另一条道路。公正的评价是，他是一位极具分量的原创人物，其标志性的构思包含了一个致命的缺陷，这句话的两半都必须成立。

遗产

莫兰迪于1989年12月25日去世，在坍塌事故发生前29年，他作为20世纪最伟大的混凝土工程师之一的声誉完好无损。热那亚用一座新桥取代了他的高架桥。波尔切韦拉灾难已成为现代结构工程中最受研究的案例之一，其教训——为检查而设计、为冗余而设计、假设维护将是不完美的——现在被作为基础知识传授。必须以这种方式学到这些教训是悲剧；而能从中总结出这些教训，则是唯一可以挽回的东西。