哈尔滨明阳滩大桥塌落分析
xiejinda1989
2013年04月25日 09:47:49
来自于桥梁工程
只看楼主

本帖最后由 xiejinda1989 于 2013-4-25 09:47 编辑 最近桥梁坍塌事故可谓层出不穷,咱们做路桥的总归是能把原因分析出个一二来,就拿哈尔滨明阳滩大桥说一说,新闻说是塌落,但我觉得倾覆这个词更合适。虽然没有详细的资料,但是图片上很多信息还是可以捕捉的。 先说几个问题:第一,倾覆桥梁部分桥梁采用变截面箱梁设计第二,桥墩很窄第三,B点,也就是支座设计很吊诡

本帖最后由 xiejinda1989 于 2013-4-25 09:47 编辑

最近桥梁坍塌事故可谓层出不穷,咱们做路桥的总归是能把原因分析出个一二来,就拿哈尔滨明阳滩大桥说一说,新闻说是塌落,但我觉得倾覆这个词更合适。虽然没有详细的资料,但是图片上很多信息还是可以捕捉的。
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先说几个问题:
第一,倾覆桥梁部分桥梁采用变截面箱梁设计
第二,桥墩很窄
第三,B点,也就是支座设计很吊诡
第四,C桥墩在强大的水平推力下只是倾斜
第五,上部结构倾覆后没有断裂或者其他破坏


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从这张图中,我们可以看出,路面分布在桥墩的两侧,也就是说,汽车正常行驶,都会在桥的一侧产生压力,让桥倾覆。事实上,桥梁倾覆时,就是四两车同时行驶在外侧。

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回过头来看支座设计,这里的支座应该是固定支座或者刚节点,但是我实在看不懂这个节点是如何设计的,除了横向约束很明显,纵向约束和抗扭转的约束完全看不出。

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还是上面那张图片,桥墩顶的右侧,有明显的破坏痕迹,可惜没有近照。据我推测,应该是因为局部压力过大造成破坏,然后桥梁才倾覆,这个破坏应该是关键所在

通过以上几张图片的细节,我们可以还原下事故的经过:

首先是四辆车上桥,而且都沿着桥梁的外侧行驶,对桥梁外侧产生了巨大的压力,压力传递到桥墩,桥墩的瞬时受力情况如下:

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蓝色的部分因为承受了过大的压应力,于是产生了局部破坏。而破坏的地方正好是约束所在,因此,桥梁在失去一个约束的情况下发生了倾覆。
简单来说就是桥墩的一个角被压坏了,然后桥就沿着那个角滑了下去。

然后我们来看看责任应该有谁来承担:
是超载?是施工?是设计?还是甲方?
看第一张图,总结出来的两个信息:C桥墩在强大的水平推力下只是倾斜,上部结构倾覆后没有断裂或者其他破坏。从这两点来看,施工的质量还是很靠谱的,上部结构和桥墩的质量很好,说明施工控制不差,施工水平很高,从下面的图中可以看到,钢筋都经过除锈处理,这个细节也说明施工方还是很有实力的。这座桥在建成后曾申请鲁班奖,这说明施工质量应该是靠谱的。


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然后再来看看设计,我做过变截面箱梁桥的设计,关于这个桥墩,我真的只能用惊叹号来表示,太窄了!桥面车道分布在桥墩两侧,这是相当不合理的!我想文科生都应该知道,我下面画的东东很不安全:


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设计院应该不会出这种低级错误,所以我对甲方表示质疑。


此外,设计院即便是做了这种设计,毫无疑问应该做了抗倾覆的验算,可惜,我看不到设计资料。不过,抗倾覆验算应该是通过。
如果设计时,验算通过了,那么就说明是车辆超载造成的,如果设计存在漏洞,就说明是设计院承担责任。如果哪天新闻说是车辆超载造成的原因,大家别急着喷,因为确实有很大可能是超载。


有人一定会问,为什么在设计的时候不考虑超载的情况呢?其实为超载提高桥梁的安全等级,这是相当划不来的,因为车辆对桥梁的作用是动荷载,桥梁在动荷载作用下会产生疲劳,车辆自重越大,桥梁就越疲劳,比如轴载100KN的汽车给桥梁产生的疲劳是1,那么轴载200KN给桥梁产生的疲劳是轴载100KN的成千上万倍,所以与其让桥梁去适应超载车,不如让车来适应桥梁。


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桥面没有丝毫裂纹


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几辆货车


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最后一张,其实自锚式悬索桥这种新颖结构还是很美观的。



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xiejinda1989
2013年04月25日 10:00:24
2楼
补充一下,本贴纯属个人观点,有错误请指正,希望大家多多讨论。
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linhaixuesong
2013年04月27日 08:04:55
3楼
此类桥梁问题在包头也出现过,只是没报而已。
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wwei98
2013年04月27日 15:29:26
4楼
本帖最后由 wwei98 于 2013-4-27 15:30 编辑

楼主,这种桥型在城市高架桥中很常见,和你说的自己设计的那种变截面连续梁在受力上稍有不同。提供抗倾覆作用的是一联的两端的交接墩,即你图中有盖梁的D墩,而A、C墩主要起支撑作用,对抗倾覆作用不大。

个人同样认为这座桥确实是因为超载而造成的倾覆,但不是你说的由于C墩破坏而倾覆,应该是超过桥梁抗倾覆能力而发生的整体倾覆。

和你一样,我相信设计院在设计时肯定也做过抗倾覆计算,所以说设计上有问题的可能性不大,因为抗倾覆是桥梁设计常规的验算项目,出问题的可能性不大。但本桥采用的是钢混叠合梁,所以桥梁自重较轻,理论上不能完全套用规范中关于混凝土桥的规定,但现行规范中并未对钢混叠合梁做具体规定。所以调查组最后的结论也说,桥的设计是符合规范要求的。

另外,一般只有钢结构桥梁才会考虑车辆荷载下的疲劳问题,混凝土桥梁很少考虑疲劳问题。
至于为什么不提高抗倾覆能力或者提高承载能力以应对超载,原因很简单,我们必须按规范荷载设计,提高设计荷载等级或安全系数肯定会增加造价,业主未必同意,除非业主有特殊要求,提高设计荷载和安全系数,愿意增加造价。
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hejipeng521
2013年04月27日 17:19:59
5楼
说的对非常好啊
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fyk905
2013年04月28日 16:17:17
6楼
实在是不敢苟同楼主关于桥墩的分析,这种独柱墩在匝道桥中很常见,而且设计中本身也不是靠独柱墩来抗扭、抗倾覆的,而是由联结端盖梁承担的。当然,现在对于独柱墩的设计争议很大,从设计角度来说没有问题,但实际情况当中,独柱墩倾覆时有发生,好多地区的独柱墩桥梁都进行了防倾覆加固。
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clbh70
2013年05月03日 08:16:38
7楼
分析的有道理,虽然是超载,但的确设计考虑不周,独柱明显的受压过于偏心。
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hongsailai
2013年05月03日 14:50:22
8楼
希望看到更多前辈的分析。。
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lengtie117
2013年05月04日 08:05:44
9楼
搞施工的都不容易啊
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zyang4321
2013年05月06日 15:13:21
10楼
按照现有规范,单柱桥墩设计肯定能满足,但是现实是普遍存在车辆超载,这种设计下的桥梁很多都存在这样的倾覆危险。他妈的,设计的时候你多做个盖梁能怎么样?至少上部结构不能直接掉下来吧!!
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bthz9519
2013年05月07日 10:21:35
11楼
理论必须结合实际,如果目前超载是客观存在的,设计时还死抱着规范,实在是太教条了。现在设计人员不求有功但求无过,很多图样直接拿来套用。设计应该是一个创造过程,以规范为基础,结合项目情况解决实际问题。话说回来,现在外部约束条件太多(指人为的),造成设计人员的自由度太小,这也是造成设计人员没有创新精神的原因之一。
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