橋梁倒塌事故綜述及預(yù)防措施分析

摘要：自2000年以來我國(guó)橋梁事業(yè)飛速發(fā)展，橋梁工程在公共交通中扮演著交通樞紐的角色，但是近年來不斷報(bào)導(dǎo)出橋梁倒塌的新聞，橋梁倒塌問題是每一位橋梁學(xué)者應(yīng)關(guān)注的焦點(diǎn)。本文通過列舉一些典型的橋梁倒塌事故，分析其倒塌的原因，從而得到一些橋梁倒塌事故的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：橋梁 倒塌 事故原因 預(yù)防措施

0 引言

近年來許多橋梁在施工運(yùn)營(yíng)過程中發(fā)生不同程度的破壞，輕則橋梁開裂，重則橋梁倒塌，特別是橋梁倒塌，會(huì)造成很嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。因此我們需要對(duì)事故進(jìn)行分析、總結(jié)，以期提高對(duì)橋梁安全的認(rèn)識(shí)，盡可能地降低橋梁倒塌事故的風(fēng)險(xiǎn)。由于橋梁反復(fù)承受著車輪的磨損、沖擊，遭受暴雨、洪水、風(fēng)沙、冰雪、日曬、凍融等自然因素的侵蝕破壞，橋梁使用性能也會(huì)隨著時(shí)間的推移慢慢降低，材料的使用性能也會(huì)降低，因此，橋梁的倒塌的原因有很多，我們不找出橋梁倒塌的原因就無(wú)法去采取相關(guān)的措施來避免。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外具體實(shí)例來討論橋梁發(fā)生倒塌的成因，從而思考我們今后在橋梁設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)、運(yùn)營(yíng)過程中應(yīng)該如何來避免橋梁倒塌事故的發(fā)生。

1 橋梁倒塌綜述

橋梁倒塌主要可以分為兩個(gè)方面：全部倒塌和部分倒塌。全部倒塌意味著橋梁完全損壞；部分倒塌意味著橋梁的部分構(gòu)件倒塌，威脅安全通行。橋梁倒塌的根本原因在于橋梁

結(jié)構(gòu)達(dá)到極限承載能力而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性遭受破壞，失去承載能力。橋梁倒塌會(huì)給國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生命財(cái)產(chǎn)安全帶來很嚴(yán)重的后果，一旦橋梁發(fā)生倒塌，將會(huì)導(dǎo)致橋梁連接的兩邊交通無(wú)法通行，嚴(yán)重影響交通秩序，帶來不可忽視的社會(huì)影響；橋梁的倒塌往往會(huì)造成大量的損失；頻繁的橋梁結(jié)構(gòu)失穩(wěn)事故的發(fā)生將會(huì)給整個(gè)社會(huì)對(duì)橋梁事業(yè)產(chǎn)生質(zhì)疑。因此，對(duì)于每一位橋梁工作者有責(zé)任有義務(wù)為橋梁的安全性負(fù)責(zé)。

2 典型橋梁倒塌事故及成因分析

橋梁倒塌的影響因素是多方面的，有人為因素，比如設(shè)計(jì)不合理、施工不合理、使用過程不合理等等，也有自然災(zāi)害的因素，比如地震、洪水、火災(zāi)等，因此，對(duì)于如何防止橋梁倒塌，首先要從橋梁發(fā)生倒塌的成因開始分析，以下就結(jié)合具體實(shí)例對(duì)橋梁發(fā)生倒塌的成因進(jìn)行探索。

2.1 設(shè)計(jì)原因引起的橋梁倒塌 美國(guó)利羅伊賽爾蒙橋原計(jì)劃在2005年完工，但是在施工過程中其中的兩跨箱梁突然倒塌，其主要原因就是該地區(qū)地質(zhì)條件不好，而在設(shè)計(jì)時(shí)未能設(shè)計(jì)足夠的樁長(zhǎng)，在地基條件不好的情況下，樁基未達(dá)到足夠的強(qiáng)度去起到支撐上部結(jié)構(gòu)傳遞下來的荷載，就很容易發(fā)生不均勻沉降，從而導(dǎo)致橋梁承受過大的拉應(yīng)力和彎曲應(yīng)力，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，橋梁發(fā)生倒塌。再如，近幾年來，部分曲線橋梁或互通立交小半徑匝道橋垮塌，與橋梁設(shè)計(jì)采用獨(dú)柱墩單支座受力有關(guān)，因采用獨(dú)柱墩碰到最不利荷載在橋上分布時(shí)，容易產(chǎn)生傾覆或側(cè)翻，尤其是鋼結(jié)構(gòu)等自重較輕的梁體，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)慎用獨(dú)柱墩，以防梁體傾覆。合理的設(shè)計(jì)和施工是保障橋梁安全性能的源頭，設(shè)計(jì)中存在的問題有：結(jié)構(gòu)不合理、計(jì)算有誤、施工圖不完善、未很好的考慮水文地質(zhì)情況和交通量等等，現(xiàn)代橋梁結(jié)構(gòu)形式的多樣化，以及新材料、新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用，使得很多橋梁在建造時(shí)沒有先例參考。

2.2 施工原因引起的橋梁倒塌 由于施工方案不合理造成橋梁倒塌的事故數(shù)不勝數(shù)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，這類原因約占40%左右，可見，施工過程中對(duì)橋梁穩(wěn)定性和持久性的重要程度。例如，某高速公路連接線梅烈橋的倒塌原因在于在施工過程中搭設(shè)的支架方案不合理，強(qiáng)度無(wú)法支撐橋梁施工荷載以及梁體自重，導(dǎo)致承受主要荷載的支架倒塌，結(jié)果引起橋梁坍塌。很多橋梁施工前制定的施工方案安全性沒有通過驗(yàn)證，還有部分施工單位為了節(jié)約成本不按照設(shè)計(jì)的要求施工，而留下了安全隱患。如美國(guó)的明尼蘇達(dá)州I235W 橋，施工人員私自更改主橋的截面尺寸，結(jié)果節(jié)省了施工成本，但是大大降低了橋梁的承載能力，導(dǎo)致橋梁在之后的使用過程中承載能力不夠而發(fā)生斷裂。

2.3 使用原因引起的橋梁倒塌 典型的例子就是遼寧盤錦某大橋，自重30t的大貨掛車載著80t的水泥，在嚴(yán)重超載情況下通過該橋，造成懸臂梁端突然斷裂，橋板脫落。杭州錢江三橋引橋也是這個(gè)原因，超限超載貨車對(duì)空心板梁產(chǎn)生的荷載效應(yīng)超過了空心板梁設(shè)計(jì)的抗力效應(yīng)，致使梁板斷裂。每一座橋梁都有一個(gè)承載能力，這是在設(shè)計(jì)過程中通過材料以及結(jié)構(gòu)特性計(jì)算而來，是橋梁的承載極限，我們?cè)谑褂眠^程中不能超過這個(gè)極限，否則會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)失穩(wěn)導(dǎo)致橋梁倒塌。另外，船舶的沖撞以及人為的破壞均會(huì)給橋梁帶來隱患，這些隱患達(dá)到一定程度就會(huì)導(dǎo)致橋梁倒塌。

2.4 自然災(zāi)害引起的橋梁倒塌 自然災(zāi)害是我們無(wú)法預(yù)見并且無(wú)法阻止的，往往自然災(zāi)害給橋梁會(huì)造成毀滅性的打擊，汶川地震給無(wú)數(shù)的橋梁造成不可磨滅的毀壞，洪水的爆發(fā)將橋梁基礎(chǔ)沖毀導(dǎo)致橋梁失穩(wěn)，自然災(zāi)害而造成的事故具有突發(fā)性等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)過程不可能考慮到所有不利的情況，因而自然災(zāi)害引起橋梁事故具有一定的必然性。

3 橋梁倒塌的預(yù)防對(duì)策

3.1 深入進(jìn)行科學(xué)論證 橋梁結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)復(fù)雜，深入進(jìn)行科學(xué)論證可以從源頭上排除橋梁的安全隱患。我們進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)不僅要進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性驗(yàn)算而且還要對(duì)某些受力比較集中的局部進(jìn)行安全性驗(yàn)算，要充分考慮水文地質(zhì)條件。橋梁結(jié)構(gòu)是長(zhǎng)期使用的結(jié)構(gòu)形式，我們不僅僅要考慮其穩(wěn)定性，更要考慮耐久性和使用性能，要把材料耐久性能以及其力學(xué)性能充分考慮進(jìn)來，盡量采用選用力學(xué)性能較好的材料，這樣才能確保橋梁在使用過程中具有很好的安全穩(wěn)定性。

3.2 建立橋梁健康狀況數(shù)據(jù)庫(kù) 每年全國(guó)大大小小的橋梁發(fā)生病害的不計(jì)其數(shù)，如果我們不知道我們使用的橋梁的健康狀況這將是很危險(xiǎn)的事情，橋梁在使用過程中不可避免的會(huì)遭受各種破壞，小的破壞如果不引起注意將會(huì)導(dǎo)致很嚴(yán)重的后果。所以我們必須有一個(gè)橋梁病害數(shù)據(jù)庫(kù)，來統(tǒng)計(jì)全國(guó)所有橋梁的健康狀況，這樣我們將會(huì)對(duì)橋梁的安全性做評(píng)估，進(jìn)而有計(jì)劃性的對(duì)橋梁進(jìn)行維修加固或者拆除重建，從而大大減小橋梁倒塌的可能性，降低橋梁倒塌帶來的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。

3.3 逐步完善規(guī)范體系 隨著橋梁事業(yè)一步一步的發(fā)展，橋梁設(shè)計(jì)施工方面的各種規(guī)范也是在不斷的改進(jìn)。我國(guó)橋梁事業(yè)雖然在過去幾十年有著輝煌的歷史，但是我國(guó)的橋梁規(guī)范體系還不是很完善，許多細(xì)節(jié)方面的東西還沒有具體的規(guī)范要求，橋梁工作者在進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)施工工作過程中要多做經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，勇于對(duì)設(shè)計(jì)施工中遇到的問題進(jìn)行分析討論，橋梁事業(yè)的不斷發(fā)展需要我們不斷的吸取經(jīng)驗(yàn)，我們需要逐步完善我們的規(guī)范體系。

3.4 建立完善的安全保障體系 防止在建橋梁發(fā)生倒塌事故，應(yīng)從設(shè)計(jì)方案選擇開始著手，根據(jù)建設(shè)橋梁地區(qū)的地質(zhì)、環(huán)境、交通運(yùn)輸預(yù)測(cè)、施工技術(shù)等條件選擇最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，盡力避免設(shè)計(jì)中存在的問題。在設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮一定的交通量的增長(zhǎng)空間以防止一定程度內(nèi)的交通超載情況，加大橋梁的安全性。橋梁施工是橋梁工程的重要組成部分，施工質(zhì)量的好壞直接影響橋梁的安全性、穩(wěn)定性和耐久性，必須要加強(qiáng)施工過程的監(jiān)控和管理。首先，從施工方案的選擇上我們必須確保施工方案的安全性、可行性，確保安全的前提下才能施工；其次，對(duì)于施工質(zhì)量的監(jiān)控要加強(qiáng)，材料的質(zhì)量務(wù)必要按照設(shè)計(jì)要求選用，嚴(yán)格按照規(guī)范要求施工；最后，加強(qiáng)對(duì)施工過程中橋梁受力性能以及沉降情況的觀測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)不合規(guī)范的情況發(fā)生要停止施工找出原因。

4 結(jié)語(yǔ)

近些年橋梁倒塌的頻繁發(fā)生給國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展都造成很大的影響，橋梁倒塌問題是每一位橋梁工作者應(yīng)該思考的問題，預(yù)防橋梁事故的發(fā)生有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。通過對(duì)以往橋梁倒塌事故分析，總結(jié)這些事故發(fā)生的原因，可以為今后的橋梁設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)、管理提供借鑒的經(jīng)驗(yàn)。本文探索避免橋梁倒塌事故的方法措施，希望為我國(guó)橋梁結(jié)構(gòu)的安全性起指導(dǎo)性作用，也希望越來越多的人關(guān)注橋梁的安全性。

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作者簡(jiǎn)介：胡銀祥（1977-），男，安徽懷寧人，本科，學(xué)士學(xué)位，高級(jí)工程師，從事橋梁設(shè)計(jì)工作。