桥梁是重要的基础设施，无论是跨越数百米的交通要道大桥，还是连接偏远社区的简单人行桥。然而众所周知，它们并非不可摧毁。桥梁倒塌的原因多种多样，若发生，会造成严重影响，不仅直接影响人类生命安全，还常常损害社区环境，造成经济损失。
本文利用2023年全球各类新闻报道编制了数据集，数据来源于多个在线门户网站。数据集涵盖了总计173起桥梁倒塌事件，包括了各种规模和类型的桥梁，从偏远地区连接社区的简单人行桥到重要的关键基础设施。必须要格外注意的是，本研究的范围有几率存在潜在局限性，因为数据来源大多数是英语新闻，后来才逐渐增加了法语、西班牙语和葡萄牙语的报道。这可能会引起除了在这些语言为主的地区之外，桥梁倒塌事件被低估。未来的研究能够最终靠纳入更多语言的信息源来扩展研究的广度，从而确保对全球桥梁倒塌事件有更全面的理解。
本文对采集的数据来进行了分析，提取了统计模式和趋势，探讨了可取措施，以减少未来的倒塌事件。文中还讨论了气候平均状态随时间的变化和结构健康监测的问题。同时，还包括了在2023年引起媒体广泛关注的几起桥梁倒塌案例分析。
表1给出了按照桥梁功能划分的数据分布，其中公路桥占据大多数，其次是人行桥和铁路桥。此外，还有一座公铁两用大桥，比如克里米亚的克尔奇大桥（Kerch bridge），以及一座公用事业桥。据新闻媒体报道，有四座桥梁因战争冲突而部分或完全倒塌，克尔奇大桥就是这里面一座。
许多报道中，部分桥梁的具体功能难以确定，无法确定是公路桥还是人行桥，还是二者兼而有之。在涉及铁路桥的报道中，通常会明确标识其为铁路桥。
桥梁倒塌的根本原因是洪水，这在表2中有所展示。根据报道中的照片证据，大多数因洪水倒塌的桥梁与冲刷有关，这与前期研究的发现一致。然而，也有整个桥面被冲走的情况。
施工期间的倒塌被归为同一类别，尽管表中一些在建桥梁倒塌的原因可能与其他因素相关，但数量中所包含的这些倒塌案例要么是由于设计不良、不安全或施工方法不当，要么是上述多种因素共同造成的。这突出了施工期间桥梁倒塌事件的普遍性，这一因素在接下来的章节中进行了进一步的探讨，揭示了在这一阶段发生的重大伤亡数量。总体而言，这三个原因占记录倒塌事件的80%以上。
关于上部结构材料，如表3所示，混凝土是最常见的上部结构材料。然而，必须要格外注意的是，数据集大多数来源于主流媒体，经常缺乏相关材料具体信息，以及桥面材料的全面摄影记录。全世界内，混凝土桥和钢桥的比例估计约为1.5:1，这个比例在数据上与此处呈现的总体分布一致。这种平衡表明，根据现有数据，无显著迹象说明某种上部结构材料比另一种更容易倒塌。
从表4能够准确的看出，以按洲际划分的分布情况中，亚洲发生的倒塌事件最多，其次是欧洲和北美洲。而非洲、南美洲和大洋洲的倒塌事件要少得多。然而，考虑到人口因素，不难发现北美洲和欧洲的倒塌事件数量明显高于其他大洲，并且两者之间的数量相近。这种差异除了与英语媒体的报道更多之外，还可能与这些地区拥有更发达且老化的基础设施系统有关。
倒塌，往往会导致严重的人员受伤或死亡。在本文考虑的数据集中，记录了每起倒塌事件中的伤亡人数。
表5展示了每种主要坍塌问题造成的伤亡人数。有必要注意一下的是，施工期间的坍塌和超载导致的坍塌造成的伤亡人数最多。除施工事故外，致命事件相对罕见。然而，致命事故数量依然令人担忧。平均而言，每次施工相关的坍塌几乎导致两人死亡，凸显了改进健康和安全措施，显著减少此类事故的重要性。
另一个有必要注意一下的现象是，尽管洪水导致的桥梁坍塌频率较高，但相关的伤亡人数却较低。这可能是与良好天气条件相比，洪水期间通常人们仅在必要情况下才会选择出行，因此使用桥梁的人数明显减少。
表6详细列出了各国的伤亡情况，印度的事故发生率最高，其次是印度尼西亚，然后是芬兰。
从表7能够准确的看出，大部分与施工相关的坍塌致命事故发生在发展中国家，这与发达国家对健康和安全实践给予更高优先级的预期一致。有必要注意一下的是，印度记录的致命事故最多，但是，如果考虑到人口因素，这种分布会显得更为均衡。
本节探讨了2023年全世界内的四个塌桥案例研究，涵盖了相对多样化的桥梁类型和地理位置，且都引起了媒体的广泛关注。
2023年发生的桥梁坍塌事故中，或许最受媒体关注的是在建设期间倒塌的印度比哈尔邦的阿古瓦尼-苏尔坦根杰桥（Aguwani-Sultanganj Bridge）。该桥跨越恒河，是一座多跨矮塔斜拉桥，桥梁使用了30根斜拉索，设置四车道，还有一个观景台。工程于2014年开工，连接印度东北部比哈尔邦的巴格尔普尔和卡加里亚两个城镇。
该桥本身设计为一座总长度为3.6公里的多跨矮塔斜拉桥。当时的视频显示，其中一个桥塔及其未连接的悬臂倒塌，随后北岸附近的相邻桥塔也迅速倒塌。幸运的是，事故中无人受伤。
比哈尔邦政府在印度报业托拉斯（Press Trust of India）的一篇文章中表示，这次坍塌是一次计划中的拆除，因为结构专家告知政府该桥存在严重缺陷。然而，似乎并没有太多证据支持这一说法，该案在撰写本文时仍在调查中。
这并不是该桥的第一次争议。2022年4月，另一个桥墩因强风倒塌，引发了重大争议。
另一起重大坍塌事故发生在挪威的雷恩格布（Reingebu）。2023年8月风暴汉斯（Storm Hans） 席卷该地区，导致兰德克莱夫铁路桥（Randklev rail bridge）的两个钢桁架桥跨坍塌，非常有可能是由于冲刷造成的。铁路基础设施运营商BaneNor在事故前采取了预见性的防范措施，担心洪水泛滥，暂停了桥上交通，在坍塌后及时启动了调查。
兰德克莱夫铁路桥倒塌的一个原因很可能是冲刷削弱了其中一个河中桥墩，桥墩发生旋转，最后导致相邻的两个桥跨坍塌。截至撰写本文时，作者尚未了解到任何由司法鉴别判定部门公布的调查结果。
兰德克莱夫铁路桥的倒塌可能成为未来几十年内众多老化基础设施失效的一个典型例子。该桥建于1957年，反映了在当时的时代背景状况，即设计规范不那么全面，对荷载的考虑低于目前的标准，设计师们完全不知道气候平均状态随时间的变化对基础设施的影响。
2023年6月于美国黄石公园一座与兰德克莱夫铁路桥类型相似的桥梁也发生了坍塌事故。当时，一列火车正在过桥，塌桥事故导致火车脱轨，大量硫磺泄漏到下面的河流中。清除污染物花费了几个月时间。据报道，桥梁倒塌的直接原因尚不清楚，但有证据指出，塌桥之前曾有暴雨和洪水，可能会引起河中桥墩受到严重冲刷。
2023年7月10日，泰国曼谷发生了另一起与施工相关的坍塌事故，当时用于架设预制分段箱型梁跨度的吊梁机出现故障。这起悲剧导致两人丧生，建筑工人和周围普通群众等17人受伤。
据了解，拉格拉邦高架路2.2公里的路段中一段约200米梁段与吊梁机一起倒塌。事发时，报告未能给出确切的塌桥原因。数据集中与吊梁机有关的倒塌事故一共有三起，这是其中一起。机械化桥梁施工办法能够提高工作效率，每周每座吊梁机可以架设多个桥跨。然而，设计师必须谨慎考虑机器的移动过程，因为桥永久性工程一定要考虑临时阶段的影响。
大多数与吊梁机相关的事故发生在机器从一跨移动到下一跨时。这些设备属于复杂机械，必须严格遵守工作规章制度，谨慎操作。
2023年还有一起坍塌事件吸引了众多媒体的广泛关注。费城的I-95高速公路桥发生火灾。
根据初步报告的记录，一辆运载石油类产品的商用卡车是火灾的起因。报告说明，火灾的高温足以破坏钢梁和复合桥面板。由于此类事件非常罕见，因此美国的公路桥也并没有设计防火结构。幸运的是，此次事故没有造成人员伤亡。
另一起火灾事故发生在加拿大的曼尼托巴省，这是数据集中仅有的两起火灾事件。
可以看出，洪水是数据集中大多数桥梁坍塌的根本原因，其中冲刷很可能是导致桥梁倒塌原因。未来几年，由于气候平均状态随时间的变化导致的降雨强度增加和洪水维持的时间延长，慢慢的变多的桥梁可能会受一定的影响。广泛认可的共识是，气候平均状态随时间的变化的重要影响之一是桥墩和桥台因冲刷风险增加。未来几十年，桥梁结构的老化和损坏可能会因气候平均状态随时间的变化的影响而加剧。一个显著的例子是风暴丹尼尔，引发了希腊前所未有的降雨，导致24座桥梁坍塌，这是单次事件中桥梁坍塌数目最多的。
目前需要更客观的方法来确定存在潜在风险桥梁的冲刷情况。在发达国家，典型的目视检查仍然很流行，但这些检查可能具有主观性，并且检查频率增加了这种方法的不可靠性。近年来，已经开发出许多可以远程监测相关基础设施附近冲刷孔深度的设备。这些设备具备了显著优势，但也存在缺点，如需要多个传感器、检测问题和需要人工操作等，因此大多数设备并不完全适用于实际应用。此外，更需要测斜仪和应变计等设备，用以确定次要损伤的原因，例如桥墩倾斜和沉降。需要开发可靠、成本效益高且用户友好的远程监测设备。这些设备还应具备跟踪全局冲刷效应和局部冲刷效应的能力。
近年来，一些研究开始探索用AI和机器学习开发模型，用于预测某个既定时间哪些桥梁更易受到冲刷影响。然而，这些模型基于先前的桥梁坍塌数据，这些数据通常比较难以获取，可能需要建立全球桥梁坍塌的数据库，进一步改进模型。
数据突显了一个重要观察结果：建设过程中桥梁倒塌导致的伤亡人数显著，伤亡人数很可能被严重低估。亟需采取更有效的措施来预防事故，特别是在发展中国家，遗憾的是，有时生命并未得到足够重视。为了更有效的降低施工风险，提高对委托方和承包商的培训也至关重要。
数据显示，洪水仍然是造成桥梁坍塌的主要原因，并且未来几十年，随着气候变化，洪水对桥梁安全的威胁可能加剧，洪水很可能继续保持桥梁倒塌因素的主导地位。其次是与建筑施工相关的塌桥事故，主要原因包括设计失误、施工失误、超载等，这些原因共同占据了报告事件的80%以上。
除了统计趋势之外，本文建议通过更先进的结构健康监测技术结合AI和机器学习，采取实际行动来减少未来坍塌的风险。
本文源自在好奇心驱使下的初步探索，在此过程中发现跟着时间的推移，桥梁倒塌事件的增长频率令人震惊，因此逐步开展深入探讨。本研究将激发进一步的调查，扩展数据来源，从而创建更全面的数据库。
