橋梁事故分析

從圖中看出,造成這些橋梁倒塌事故的主要原因包括施工、自然災(zāi)害、設(shè)計(jì)、意外荷載、耐久性等,其中施工所占的比例最高。

在2000年后車(chē)輛超載和意外荷載的影響明顯加劇。

此外，早期建設(shè)的橋梁由于缺乏有效的維修保養(yǎng),也導(dǎo)致了部分橋梁事故的發(fā)生。

以下從5個(gè)單一因素逐一介紹相關(guān)事故及典型案例事故原因。

01、施工

圣水大橋位于韓國(guó)首都首爾的漢江上，全長(zhǎng)1160米，最初于1979年建成。

1994年10月21日早上，在車(chē)流量高峰時(shí)刻，圣水大橋位于第五與第六根橋柱間的48米長(zhǎng)混凝土橋板整體塌落入水，六輛汽車(chē)包括一輛載滿(mǎn)學(xué)生及上班族的巴士和一輛載滿(mǎn)準(zhǔn)備參加慶祝會(huì)的警員的面包車(chē)跌進(jìn)漢江，導(dǎo)致33人死亡、17人受傷。

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)五個(gè)月的調(diào)查，大橋坍塌的直接原因是：承建大橋工程的東亞建設(shè)公司沒(méi)有按設(shè)計(jì)圖紙施工，而且在施工中又偷工減料。

圣水大橋在發(fā)生意外后不久進(jìn)行修葺，于1997年8月15日重新開(kāi)放。

02、自然災(zāi)害

伊河湯營(yíng)大橋位于河南省欒川縣潭頭鎮(zhèn)湯營(yíng)村，全長(zhǎng)233.7米，橋面凈寬7.0米，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)類(lèi)型為空腹式石拱橋，1987年底竣工通車(chē)。

因遭遇特大暴雨襲擊，2010年7月24日，潭頭鎮(zhèn)湯營(yíng)村伊河湯營(yíng)大橋整體垮塌，橋上眾多滯留人員不幸落入水中。

截至2010年7月27日，事故已造成至少50人遇難。

03、設(shè)計(jì)

彩虹橋始建于1994年11月5日，竣工于1996年2月16日，垮塌于1999年1月4日，建設(shè)工期1年零102天，使用壽命僅兩年零222天。

經(jīng)事故調(diào)查組調(diào)查，彩虹橋突然垮塌是由兩方面的原因造成的。一是工程質(zhì)量問(wèn)題：彩虹橋的主要受力拱架鋼管焊接質(zhì)量不合格，存在嚴(yán)重缺陷，個(gè)別焊縫并有陳舊性裂痕；

鋼管內(nèi)混凝土抗壓強(qiáng)度不足，低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的三分之一；

連接橋面和拱肋的吊索的錨具和夾片嚴(yán)重銹蝕。

二是工程承發(fā)包不合法：到1月8日止，事故調(diào)查組找不到工程設(shè)計(jì)專(zhuān)用章，設(shè)計(jì)手續(xù)不全，實(shí)際上是私人設(shè)計(jì)。

施工承包者是一個(gè)掛靠國(guó)有的個(gè)體業(yè)主，其組織的施工隊(duì)伍不具備進(jìn)行市政工程建設(shè)的技術(shù)力量和設(shè)備，不具有合法的市政工程施工資質(zhì)。

04、意外荷載

2004年6月10日早晨7時(shí)許，遼寧省盤(pán)錦市境內(nèi)田莊臺(tái)大橋突然發(fā)生垮塌。

大橋從中間斷裂27米，大約有三輛汽車(chē)落水，兩名落水司乘人員逃生，無(wú)人員死亡。

專(zhuān)家組認(rèn)定，該橋在超限車(chē)輛長(zhǎng)期作用下，結(jié)構(gòu)嚴(yán)重受損。

事故發(fā)生前，大連順達(dá)運(yùn)輸公司一輛自重30噸的大貨掛車(chē)，載著80噸的水泥，在嚴(yán)重超載情況下通過(guò)該橋(該橋在2000年7月被確定通行車(chē)輛限重15噸、限速20公里／小時(shí))，重載沖擊力使大橋第9孔中間掛梁斷裂，致使橋面坍塌。

05、耐久性

很多早期建設(shè)的橋梁,在出現(xiàn)病害后,沒(méi)有進(jìn)行足夠的養(yǎng)護(hù)措施,當(dāng)累積到一定程度時(shí),往往會(huì)發(fā)生橋梁在運(yùn)行中突然破壞的情況,造成重大傷亡。

2018年8月14日，意大利北部港口城市熱那亞莫蘭迪大橋發(fā)生坍塌。該橋的倒塌發(fā)生在當(dāng)?shù)貢r(shí)間上午11:30,正處于暴雨期間,橋梁全長(zhǎng)約1182 m,倒塌部分長(zhǎng)約200 m,倒塌高度約為45 m,造成43人死亡。

莫蘭迪大橋是一座斜拉橋﹐建成于1967年﹐當(dāng)時(shí)正處于意大利的建筑狂潮時(shí)期,大量的橋梁、道路、建筑物和學(xué)校被瘋狂建成。

同時(shí)該橋拉索穿入混凝土,外界很難探查到拉索的腐蝕情況。

由于資金短缺，沒(méi)有足夠經(jīng)濟(jì)來(lái)支持橋梁的日常養(yǎng)護(hù)，加上常年交通運(yùn)輸?shù)睦鄯e損傷﹐橋梁連接部分出現(xiàn)裂縫，一側(cè)一根鋼索超過(guò)其承載能力極限發(fā)生了斷裂﹐引發(fā)倒塌事故的發(fā)生。

橋梁測(cè)試技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，橋梁建設(shè)規(guī)模越來(lái)越大，人們對(duì)這些大型橋梁的施工質(zhì)量、安全性以及正常使用功能日漸關(guān)注，圍繞橋梁結(jié)構(gòu)質(zhì)量監(jiān)測(cè)和檢測(cè)開(kāi)展了大量的工作。

從橋梁測(cè)試方法上來(lái)分，可分為靜載試驗(yàn)、動(dòng)載試驗(yàn)和無(wú)損測(cè)試。無(wú)損測(cè)試是近20年來(lái)先進(jìn)而常用的方法。

所謂無(wú)損測(cè)試技術(shù)，是在不破壞內(nèi)部結(jié)構(gòu)和使用性能的情況下，利用聲、光、熱、電、磁和射線等方法測(cè)定有關(guān)性能的物理量，其具有不破壞結(jié)構(gòu)的構(gòu)件、不影響其使用性能、可以探測(cè)機(jī)構(gòu)內(nèi)部的缺陷、可以連續(xù)測(cè)試和重點(diǎn)測(cè)試等優(yōu)點(diǎn)。

01、光纖傳感器監(jiān)測(cè)技術(shù)

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)須在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)提供可靠、精確和長(zhǎng)期的檢測(cè)結(jié)果，這樣才能保證結(jié)構(gòu)處于高度的安全狀態(tài)。

一般用于結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)的傳統(tǒng)傳感器，其測(cè)量能力只局限于逐點(diǎn)檢測(cè)，當(dāng)臨界斷面檢測(cè)得不準(zhǔn)確時(shí)，其結(jié)果就會(huì)很不理想。

當(dāng)需要對(duì)大型結(jié)構(gòu)如橋梁的狀況進(jìn)行評(píng)估時(shí)，傳感器具有的大面積檢測(cè)的能力就顯得最為重要。

安裝了這種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)后，可較早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，以便采取必要的修復(fù)措施，從而保證結(jié)構(gòu)使用的連續(xù)安全性，使結(jié)構(gòu)的性能得到最佳管理，并減少使用費(fèi)用。

02、無(wú)線電檢測(cè)與評(píng)估系統(tǒng)

無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以定量的確定有疲勞傾向部位的疲勞荷載方式，但是它不能確定疲勞裂縫是否在此荷載作用下的生長(zhǎng)。

裂縫的擴(kuò)大在(結(jié)構(gòu))構(gòu)件表面(層)會(huì)伴隨著能量的釋放，產(chǎn)生出應(yīng)力波。利用專(zhuān)門(mén)根據(jù)上述原理改造的感測(cè)器，就可以發(fā)現(xiàn)應(yīng)力波。

這種感應(yīng)器貼在橋上并且與橋梁一起承受應(yīng)變。它由一個(gè)特殊的應(yīng)變?cè)龇�裝置和兩個(gè)預(yù)先裂開(kāi)的樣片合成一個(gè)整體去測(cè)量裂縫長(zhǎng)度。

03、雷達(dá)與紅外熱像儀檢測(cè)技術(shù)

使用雷達(dá)、紅外熱象儀、激光光學(xué)、超聲波和其它一些心得技術(shù)手段可在僅僅一天之內(nèi)就能準(zhǔn)確地測(cè)量成百上千公里路面或幾十座橋的橋面。

”雷達(dá)”的工作原理是發(fā)射短促的電磁脈沖，然后由這些電磁脈沖形成的電磁波可被混凝土各種異質(zhì)界面反射回來(lái)而產(chǎn)生回波。

紅外熱像儀是利用一臺(tái)紅外攝像機(jī)來(lái)產(chǎn)生一副橋面溫度圖。

這種溫度圖揭示了在陽(yáng)光照射下混凝土裂層之上的橋面“熱點(diǎn)”。

將雷達(dá)檢測(cè)混凝土的凍融崩裂和高含水量以及紅外熱象儀在干燥情況下檢測(cè)混凝土層裂這兩種方法結(jié)合起來(lái)就可以創(chuàng)造一種有效地檢測(cè)大多數(shù)病害類(lèi)型的檢測(cè)方法。

04、感應(yīng)檢測(cè)技術(shù)

公路橋梁的感應(yīng)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用是廣泛的。

當(dāng)預(yù)應(yīng)力混凝土梁中的高強(qiáng)度鋼筋由于腐蝕斷裂時(shí)，會(huì)釋放出突然且巨大的能量，其產(chǎn)生的應(yīng)力波會(huì)在建筑物中向外傳播。

因此，根據(jù)這一原理利用象加速計(jì)一類(lèi)的感應(yīng)器是可以探測(cè)到鋼筋的斷裂狀況。

通過(guò)分析信號(hào)到達(dá)的次數(shù)，可以確定出斷裂發(fā)生狀況。而且可以確定斷裂發(fā)生的位置。

橋梁施工工藝與技術(shù)

01、各類(lèi)結(jié)構(gòu)施工順序

一、鉆孔灌注樁施工順序

施工準(zhǔn)備→測(cè)量放樣→設(shè)置護(hù)簡(jiǎn)→定位鉆架→鉆孔及第一次清孔→放鋼筋籠、導(dǎo)管、二次清孔→灌注水下砼→測(cè)砼面標(biāo)高→拆導(dǎo)管結(jié)束

二、擴(kuò)大基礎(chǔ)施工順序

施工準(zhǔn)備→測(cè)量放樣→圍堰抽水→開(kāi)挖基坑→檢測(cè)基坑尺寸→立模→砼拌和澆筑→養(yǎng)護(hù)

三、承臺(tái)墩身施工順序

施工準(zhǔn)備→測(cè)量放樣→安裝模板→鋼筋綁扎→分層澆筑砼

四、系梁、立柱、蓋梁施工順序

1、系梁施工順序（水中）

施工準(zhǔn)備→圍堰抽水→安裝底模和側(cè)模板→鋼筋綁扎→澆筑砼養(yǎng)護(hù)

2、立柱施工順序

施工準(zhǔn)備→立腳手支架→綁扎鋼筋→安裝模板→澆筑砼養(yǎng)護(hù)

3、蓋梁施工順序

施工準(zhǔn)備→支架搭設(shè)→鋪設(shè)底板→綁扎鋼筋→安裝側(cè)模→澆筑砼養(yǎng)護(hù)→拆除支架

五、梁板預(yù)制施工順序（預(yù)應(yīng)力梁板）

地基處理→澆筑臺(tái)座→安裝板梁、放波紋管大樣→綁扎鋼筋、安裝波紋管→砼澆筑底板→放內(nèi)芯模板→砼澆筑→取模芯→清孔養(yǎng)護(hù)→穿預(yù)應(yīng)力筋束（鋼鉸線）→張拉→灌漿、澆筑封頭砼

六、梁板預(yù)制施工順序

測(cè)量放樣→導(dǎo)架拼裝就位→預(yù)制梁板運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)→支座精確放樣安裝就位→安裝梁板起就位→驗(yàn)收

七、先簡(jiǎn)支后連續(xù)施工順序

設(shè)臨時(shí)支座并安裝梁板→永久性支座及安裝底模→按現(xiàn)澆筑段構(gòu)造圖綁扎鋼筋、縱向鋼筋設(shè)計(jì)要求連續(xù)→安裝預(yù)應(yīng)力束波紋管→立側(cè)模→澆筑現(xiàn)澆段（砼需加高效減水劑，采用微脹水泥，振搗密實(shí)）→及時(shí)養(yǎng)生→待現(xiàn)澆筑砼強(qiáng)度達(dá)到100%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后張拉預(yù)應(yīng)力連續(xù)束→壓漿→拆除臨時(shí)支座→進(jìn)行梁板的橫向連接→鋪設(shè)橋面鋼筋網(wǎng)（鋼筋網(wǎng)縱向鋼筋連續(xù)通過(guò)現(xiàn)澆筑段）→澆筑橋面砼

八、橋面工程施工順序

安裝泄水管→澆筑護(hù)欄砼→橋面鋼筋綁扎→砼拌和及澆筑→安裝護(hù)欄→設(shè)置伸縮縫

九、橋式通道施工順序

測(cè)量放樣→圍堰抽水→人工配合挖機(jī)開(kāi)挖基坑→基坑整形→片石砼基礎(chǔ)澆身→片石砼臺(tái)身澆筑→臺(tái)帽澆筑→吊裝梁板→橋面系的施工→養(yǎng)護(hù)

十、箱涵施工順序

測(cè)量放樣→人工配合挖機(jī)開(kāi)挖基坑→基坑整形→鋪筑底板砼→立模→第一次砼澆筑底板以上30cm涵身→立模→第二次砼澆筑其余部分→養(yǎng)護(hù)→回填

02、施工技術(shù)

在橋梁建造過(guò)程中，依據(jù)不同的工況適用不同的施工技術(shù)，在本文中主要介紹五類(lèi)施工技術(shù)：就地澆筑法、預(yù)制安裝法、懸臂施工法、頂推施工法、轉(zhuǎn)體施工法。

就地澆筑法

在橋位處搭設(shè)支架安裝模板，整體澆筑混凝土，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后拆除模板支架。

預(yù)制安裝法

在預(yù)制工廠或運(yùn)輸方便的橋位附近設(shè)置預(yù)制場(chǎng)，在預(yù)制場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行梁的預(yù)制工作，再對(duì)成品梁進(jìn)行運(yùn)輸和安裝，是一種裝配式施工。

懸臂施工法

懸臂澆注施工(掛籃法):從橋墩開(kāi)始，兩側(cè)對(duì)稱(chēng)現(xiàn)澆梁段直至跨中合攏。

懸臂拼裝施工(懸拼法)∶從橋墩開(kāi)始，兩側(cè)對(duì)稱(chēng)將預(yù)制節(jié)段對(duì)稱(chēng)進(jìn)行拼裝。

頂推施工法

頂推施工法是指梁體在橋臺(tái)背后路堤上逐段澆筑或拼裝，并用頂推裝置縱向頂推，使梁體通過(guò)各墩頂臨時(shí)滑移裝置而就位的施工方法。

轉(zhuǎn)體施工法

將橋梁構(gòu)件先在橋位處岸邊進(jìn)行預(yù)制，待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后旋轉(zhuǎn)構(gòu)件合攏就位的施工方法，分為平面轉(zhuǎn)體施工法、豎向轉(zhuǎn)體施工法、平—豎相結(jié)合的轉(zhuǎn)體施工法。

結(jié)語(yǔ)

當(dāng)一橋飛架南北，天塹變通途，當(dāng)汪洋大海上蟄伏著一座座蜿蜒婀娜的橋梁，這都是屬于橋梁工程師巧奪天工的不朽之作，是對(duì)人類(lèi)的宏偉貢獻(xiàn)。

橋梁建造技術(shù)已然成熟，測(cè)試養(yǎng)護(hù)之術(shù)也深入發(fā)展，健康服役，是大國(guó)工程最本質(zhì)的銘牌。

年輕一代的橋梁工程師們?nèi)约鐡?dān)大責(zé)，任重道遠(yuǎn)！