建筑结构丨3人受伤，4人死亡，法国戴高乐机场2E候机厅坍塌事故来龙去脉|163

“倘若一个建造者为屋主建造一幢房子…而工程不完善…应由该建造者出资修缮。”

----《汉谟拉比法典》

“一栋建筑物的意外死忘经常起源于骨架，亦即结构的破坏。”结构工程师初做设计时胆子很大，认为结构倒塌是很遥远的事，有诸多系数保证结构安全，而整体失效的概率极低。心存侥幸的我们渐渐抛弃了对结构的敬畏。然而，建筑因结构破坏而意外倒塌的案例从未间断过。

2004年5月，巴黎戴高乐机场2E候机厅突发屋顶坍塌事故，造成包括两名中国公民在内的4人不幸遇难,3人受伤。该机场设计师保罗·安德鲁一下子被推上了风口浪尖。戴高乐国际机场经过七年的计划与建设，于1974年启用，座落于巴黎，是欧洲主要的航空中心，也是法国主要的国际机场。经扩建，2E航站楼启用，可是不久位于E50门附近的一处天花板发生坍塌。坍塌事故由多种原因引起，安全系数设计不足，混凝土的拱形顶棚由于弹力不足而被金属柱刺穿，而裂口又削弱了其结构。当时整幢建筑正处于使用极限，以便节约成本。

▲戴高乐国际机场

▲戴高乐机场2001年10月施工情景

▲事故现场

▲红色为发生坍塌的部分

2E候机楼的结构属于非常规结构形式，见下图的结构模型。屋盖的跨度为26.2m,分成左中右三段，由宽4m,厚300mm的曲线状的混凝土板壳单元组成，壳体外覆盖了玻璃屋面。结构不是纯粹的壳体结构，左右段结构在荷载下承受了较大的弯矩，外侧受拉。因此设计师在混凝土壳体外侧用钢结构进行了加强，通过间隔的撑杆将钢结构与混凝土壳体连接，整体结构支承下部框架的纵向梁上。

▲候机楼主体结构模型

2E候机楼的结构形式、构造的适用性、混凝土蠕变及温度效应均超过了现行规范的范围。

▲混凝土壳体开洞

屋盖壳体上有规律地开了一些小洞,在登机桥接入的位置开了较大的洞口，对结构的承载能力削弱很大。2004 年，事发前约1.5小时，候机厅巡警先发现屋顶出现裂缝，有一大块混凝土剥离掉下来(在两个直撑杆之间的位置)。随后混凝土板块跌落，候机厅结构整体坍塌，相邻的登机桥被砸塌。

戴高乐机场2E候机楼是在没有明显外加荷载下突然坍塌的。调查表明结构承载力的储备很低，并且分析中没有计算整体的温度作用，详尽地考虑各种不利因素。现在我们可以厘清结构破坏的过程：

混凝土壳厚度小，钢撑杆处应力集中引起了混凝土裂缝。同时，施工时混凝土配筋不足或错放加速了裂缝的形成。

在结构建成后的2年多时间里，超长的候机楼结构随承受着温差的反复作用，裂缝扩展，结构损伤不断累积，承载力逐渐降低。事发时的气温是4.1摄氏度，为当月的最低温度。【坍塌的部分位于整个候机楼的中部，正是温度作用最大的位置。】

裂缝发展到一定程度，混凝土部分剥落，钢撑杆对壳体冲切破坏。

失去撑杆作用后，结构体系就不能成立了。外侧的钢构件失效，混凝土壳的抗弯承载力不足以继续维持结构稳固，发生弯折破坏。

北侧结构失效后，中部屋面的壳体作用不再成立。结构没有备用的传力路径，屋面相继坍塌。

在屋面坍塌的过程中，南侧的支座处产生了较大的推力，导致支座从纵梁上脱落。

坍塌的结构砸坏了登机桥。

▲钢撑杆与混凝土壳的连接节点

勒.墨休里曾说过，"当你跳出了惯用的设计方法时，就应该用10倍的努力，进行10倍的调查研究，尤其是在大尺度的项目上"。一种新的设计应该以最新的理论以及实验研究成果去验证，如果创新的设计超越传统结构的限定时，应对基本的结构理论持怀疑态度。我们提倡大胆假定，但需小心求证。

此外，哈特福德体育馆、罗马尼来布加勒斯特穹顶等，都是由于设计错误或设计缺陷导致的工程事故。有些是因为认知不足，有些是沟通有误，有些是操作不当，有些是因为粗心犯下的错误，但都可以归咎于工程师缺乏对结构的敬畏和责任心。

此外，还有许多的结构事故值得我们深思，可点击标题查看：

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在结构领域里，仅靠技术进步无法确保减少事故，甚至会因盲目自信而增加事故的发生。希望上述事故案例能给工程师们警醒，保持严谨的态度、心怀敬畏地做结构设计。

附：美国工程师职责领受仪式誓词

The Obligation of the Engineer

I am an Engineer.

In my profession I take deep pride. To it I owe solemn obligations.

Since the Stone Age, Human Progress has been spurred by the EngineeringGenius. Engineers have made usable Nature's vast resources of Materialsand Energy for Humanity's Benefit.

Engineers have vitalized and turned to practical usethe Principles of Science and the Means of Technology.Were it not for this heritage of accumulatedexperiences, my efforts would be feeble.

As an engineer, I, (full name), pledge to practiceIntegrity and Fair Dealing, Tolerance, and Respect, and to uphold devotion to the standards anddignity of my profession, conscious always that my skill carries with itthe obligation to serve humanity by making best use of the Earth'sprecious wealth.

As an engineer, I shall participate in none but honestenterprises. Whenneeded, my skill and knowledge shall be given without reservation for thepublic good. In the performance of duty, and in fidelity to myprofession, I shall give the utmost.

来源：iStructure，城市住宅，建筑结构综合整理。

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