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1、2022年-2023年最新第43卷增刊土木工程学报Vol. 432022CHINA CIVIL ENGINEERING JOURNAL近年国内桥梁倒塌事故原因分析吉伯海傅中秋阿海大学,江苏南京210098)摘要:自2000年以来,国内媒体公开报道的我国非地震引起桥梁倒塌事故共85起。论文对事故的原因进行分析. 并按照桥梁建造、服役过程对倒塌原因进行分类,提出预防倒塌事故发生的对策。事故分析说明,桥梁倒塌原因 可分为设计施工不合理、撞桥和超载、自然灾害、加固撤除不合理、桥梁病害、人为活动等六类。除地震外,设计施 工不合理所引起的桥梁倒塌事故数目最大。而事故的发生大多是多种原因综合作用的结果.根据
2、原因的分析结论,提出了深入进行科学研究、建立完善的平安保障体系、加大桥梁维护管理力度等预防桥梁倒塌事故发生的对 策。关键词:桥梁;倒塌事故;倒塌原因;对策 中图分类号:TU447 文献标识码:A 文章编号:1OOO-I 3 1X(2022)增 Analysis of Chinese bridge collapse accident causes in recent yearsJi Bohai Fu Zhongqiu(Hohai University,Nanjing210098, China)Abstract: Bridge collapse accidents since 2000 were
3、investigated. Totally, (here are 85 bridge collapse accidents which reported by media in China publicly, not including the earthquake cause ones. The causes of accidents were analyzed and classified in accordance with the bridge construction, service process. Countermeasures to prevent the collapse
4、of the accident were proposed. Based on the statistics, the causes can be classified 6 types as unreasonable design and construction, bridge collision and overload, natural disasters, unreasonable strengthening and demolition, bridge diseases, and human activities. Except earthquake cause, the accid
5、ents caused by unreasonable design and construction are most. And one bridge collapse accident is caused by various reasons. The countermeasures arc suggested as doing more mechanism research, establishing a good security system, and improvingihe bridge maintenance and management. Keywords: bridge;
6、collapse accident; collapse causes; countermeasuresE-mail: 作者筒介:吉伯海.博士.OI、教授收稿日期:2022-51曰07-23随着国民经济的迅速开展和城市化进程加快,国家大力开展交通基础工程,建立了便捷的现代交通网络,这对促进经济开展、加强地方文化交流等方面有非常重大意义。桥梁是连接现代交通建设的“咽喉二既要保证桥上交通的顺利运行,也要保证桥下水流的宣泄、船只的通航。由于反复承受着车轮的磨损、冲击,遭受暴雨、洪水、风沙、冰雪、日晒、 冻融等自然因素的侵蚀破坏,局部建筑材料的性质随 着使用时间的增长会发生衰变,桥梁的平安性能基金工程:
7、江苏省自然科学基金工程资助(BK2022359)和江苏省鎏科学研究计划工程资助(09Y13) 1994-2011 China AcadfimiG Journal Electronic Publishing House. All rishis rwcivod. b cnkLncl2022年-2023年最新会受到影响。同时设计和施工达不到应有的要求,加上近几年我 国交通和重型汽车数量的不断快速噌长,也造成道路桥梁使用功能和行车服务质量的不适应, 甚至 发生桥梁破坏倒塌事故,造成交通中断。近年来,国 内外时有报道在建或己建桥梁发生倒塌事挑明造成了 人员伤亡、设备损坏等一系列重大社会和经济影响国O 本
8、文统计了 2000年以来国内发生的典型桥梁倒塌事故, 对桥梁倒塌原因进行了分析,并提出了相关对策。1桥梁倒塌事故的影响桥梁倒塌主要可以分为两个方面:全部倒塌和局部 倒塌。全部倒塌意味着桥梁完全损坏,需要重建;部 分倒塌意味着桥梁的局部主要构件倒塌,威 1994-2011 China Academic Journal Ehctronic Publishing House. All rishis reserved. bAkLncl2022年-2023年最新2022 年土木工程学报胁平安通行,可进行修复0。根据国内局部桥梁修复 实例,桥梁的修复技术难度往往高于新建,且修复 后的平安性能也达不到原先的
9、设计要求。桥梁倒塌事故会造成如下社会和经济影响: 桥梁倒塌事故的发生会造成生命财产损失,且修复 也需要巨大的经济投入;桥梁倒塌影响交通正常运 营和人民群众的正常生活;桥梁倒塌可能影响该 地区与其他地区的交易开展、文化交流等,从而影响地区的经济开展和社会安定团结。所以有必要 分析桥梁倒塌原因,进而从源头上防止桥梁事故的发 生。2桥梁倒塌事故原因分析桥梁倒塌的原因有很多,有设计、施工、材料等 桥梁建造的本身原因和地震、撞桥、超载等外部原 因,可以归纳为人为因素和自然因素。据不完全统 计.2000年到2022年7月(不包括地震引起的桥梁倒 塌),我国媒体公开报道的塌桥事故约有85起。根据 这些事故,
10、按照桥梁服役的过程,事故主要原因大 致可分为六类。图1为2000年以来导致的85起塌桥 事故(不含地震原因)的统计分布情况,各数量按最 主要的原因计。2.1 设计施工不合理设计和施工是桥梁平安的基础,合理的设计和施 工是保障桥梁平安性能的源头。设计施工中存在的问 题有:结构不合理、计算有误、施工图不完善、施工 方法不当等。统计显示,设计和施工原因导致的桥梁 事故所占的比例最大,共35起,占41%,可见设计和 施工对保障桥梁平安的重要性。现代桥梁结构形式的多样化,以及新材料、新技 术、新工艺的应用,使得很多桥梁在建造时没有先 例参考。在没有进行充分的论证前,就将不成熟的技 术应用于工程实际,都会
11、造成桥梁平安隐患。桥 梁的施工过程中,承包商追求经济效益,偷工减料, 也会造成桥梁倒塌事故。然而公开报道的事故中, 大多为施工方案对平安没有足够重视导致。如2022 年11月,贵州省珍珠大桥事故发生的直接原因是施工 中使用了不符合平安质量的施工器材和违规作 业;2022年1月青海省西宁市正在施工的高架桥,因 桥墩钢筋骨架突然倒塌,导致两名工人死亡。2.2 撞桥和超载近年来我国公路交通流量骤增,尽管新建了大量 的公路铁路,但仍然不能满足当前的交通增长需求, 据国家发改委对我国2022年的统计数据显示,全国 铁路、公路、水路运输量总体比上年噌长。国家发改(a)桥梁事故分类数量统计(b)桥梁小故分类
12、比例统计图1桥梁倒塌事故分类统计Fig. 1 Statistics of th bridge collapse accidents委2022年15月份的交通运输情况统计数据显示, 交通运输量仍然较去年同期总体有所增长。交通运输量的增长,导致汽车超载频率更高,而水路运输的增长也导致了撞桥事故更频繁的发生。由于管理不到位,加上运输驾驶人员的对平安重视不 够,撞桥超载导致塌桥事故时有发生。汽车超载使桥 梁结构形成疲劳损伤,严重影响桥梁的耐久 性,船舶撞击对桥梁结构造成的冲击荷载巨大,可 能瞬间撞倒桥墩。在统计的85起塌桥事故中,撞桥13起,超载11 起,共24起,占28%,是除设计施工原因以外最主要
13、 的原因。如2022年6月,广东九江大桥事发之前处于 平安运营状态,运沙船舶偏离航道误入非通航孔,直接 撞击23号桥墩,致四孔非通航孔桥面倒塌;2022年7 月,渝黔高速公路人行天桥倒I塌,据查勘因车辆撞击所 致;2022年6月,由于汽车超载,黑龙江省铁力市西 大桥单侧倒塌。2.3 自然灾害我国是一个自然灾害频发的国家,洪水、地震、 强风、泥石流等的发生严重威胁桥梁结构的平安 。 由于坏强度大、影响区域广,地震所引起的桥梁破坏 数量是所有原因中最大的团。据2022年6月19日交House. AUribte reserved. b/ cnkLnst2022年-2023年最新目43卷增刊吉伯海等近
14、年国内桥梁倒塌事故原因分析-497-通运输部新闻发言人公布的交通路桥损毁数据,共 有高达6140座桥梁在汶川地震中受损。在本文统计 的不包含地震原因的85起塌桥事故中,雨水冲刷15 起,泥石流2起,共17起,占20%,是引起桥梁倒塌事 故的主要原因之一。我国台湾南部的高屏大桥,据 分析,先前已发现桥基严重裸露,加上几天前十号台 风碧利斯来袭,造成河川水位暴涨并冲毁桥基,导致 大桥下陷断裂。2.4 加固撤除不合理由于交通量的快速增长,原有的局部桥梁达不到 现有的承载力,或者对交通流量有一定的限制,有可 能对这局部桥梁进行加固或撤除。而在桥梁的加固和撤除施工中,如果施工不当,同样会造成桥梁 倒塌事
15、故。加固撤除不合理引起的桥梁事故,在本次 统计中共5起,占6%。如2001年11月,长沙市捞刀河 镇发生一座铁路桥梁,由于工人将桥梁上部的横梁先 行切断,致使桥梁受力结构被破坏而倒塌。2022年5月17日湖南省株洲市红旗路高架桥在撤除 过程中垮塌,据媒体方面报道,直接原因是17日下 午有建筑工人在一桥墩上打眼,桥梁受到震动,导 致桥体重心发生变化,一个桥墩轰然倒塌,重达上 千吨的桥面倒下,压在相邻的桥墩上,导致相邻桥墩 也发生倒塌。2.5 桥梁病害国内桥梁设计规范要求桥梁设计满足适用、经 济、平安、美观,但目前主要考虑其平安性能,对其 本身的耐久、疲劳等考虑缺乏。桥梁结构的病害指凡 由于人为的
16、(勘察、设计、施工、使用等)或自然的 (地质、风雨、冰等)原因,使桥梁结构出现不符合规 范和标准要求的一些问题和现象。桥梁在使用过程 中不可防止的出现一些常见病害,如桥面铺装损 坏、梁板出现横向裂缝、桥台裂缝、吊杆受损、缆索 腐蚀等.这些病害如果不及时维修,还会造成主体 结构的破坏.如2022年4月,江苏省吴江市梅堰镇一 座桥梁突然倒塌,倒塌的大桥建于上个世纪80年代中 期,是座危桥。尽管本文统计中,桥梁病害导致的事故只有3起,占4% ,这并不意味着病害对桥梁的危害较小。本 文统计的事故数目较小,是因为我国由于交通开展较 快,局部桥梁不能适应交通量的增长,在没有达到使用寿命前便以撤除重建。加上
17、大多的桥梁营运 时间较短和局部事故未被本次统计也是原因之一。 2.6人为活动桥梁运营阶段的平安,不仅仅受本身质量和上 部荷载的影响,人为活动也是因素之一。由于不规范的作业,会造成桥梁基础承载力降低,达不到原 有的设计要求。如2022年7月,黑龙江省尚志市亚布 力镇兴安桥突然倒塌,该桥倒塌的主要原因,是近年 来一些人不断采沙挖沙,河床变深,桥基承受能力不 断减弱所致。3预防桥梁倒塌的对策桥梁结构由于处于复杂的自然环境中,加上设计 计算时的近似性、外荷载作用的随机性、材料强度的离散性、施工的分散性等,其实际平安度是一个 不确定值。桥梁倒塌事故的发生,往往是多种原因同 时存在的。我国桥梁大局部为建国
18、后所建,桥龄一 般为40年左右,大局部桥梁都存在一定的病 害,而根据1982年全国公路普查资料,我国公路现有 桥梁中危桥约占3.54% ;而国道干线上的危桥约占 2.4%。如何防止桥梁倒塌事故和研究预防桥梁灾 害方法,也成为当前灾害预防研究中的重要课题。 3.1深入进行科学研究深入进行科学研究可以从源头上排除桥梁的安 全隐患,包含进行新技术的适用性、自然灾害的应 对以及桥梁病害的发生规律等几个方面。对于工程中应用新技术,要必须事先进行充分 的研究和调查,在反复论证其平安性后使用,确保 新技术在设计和施工中的应用平安。而加强对自然 灾害的研究,尤其是自然灾害的预测,可以在桥梁 建设时就采取有效防
19、御措施。同时通过对材料耐久 性能以及其力学性能的研究,可以在设计时,采取 相应的措施来防止桥梁病害的发生。3.2 建立完善的平安保障体系防止在建桥梁发生倒塌事故,应从设计方案选 择开始着手,根据建设桥梁地区的地质、环境、交通 运输预测、施工技术等条件选择最优设计方案,尽 力防止设计中存在的问题。在设计时,要考虑一定 的交通量增长空间。施工时,环境复杂、人员众多, 目施工人员大多理论水平较低。必须要强施工过程 的监控和管理,防止不合理的施工方法。控制施工 质量着重注意以下几个方面:选择合理的施工方 案,采用正确的施工方法;严格控制材料质量;加强施 工管理和平安教育。对于加固、撤除施工还受到原有
20、桥梁状况的影响,尤其是城市桥梁的加固、撤除施工环 境,往往比新建难度更大。加固、拆桥方案制定前考虑 应掌握三大要素:收集桥的相关资料、鉴定桥的技术状况和掌握现场施工条件O桥梁的建设过程中的每一个环节,都会影响桥 1994-2011 China AcadenuG Journal Electronic Publishing House. All rishis reserved. hi cnkLncl2022年-2023年最新土木工程学报498-梁的平安性能。从方案的提出开始,要建立一套完 善的桥梁平安保障体系,每一个细节迸行严格的监 控和质量管理,施工过程中要严格监控各部位的受 力及沉降变化,消除
21、桥梁的平安隐患。尤其是设计 方案和施工方案,要进行反复的论证可采用多种方 法相互校验的方式对结构和施工支架的受力进行 计算并且事先要做好平安预案,防止突发事件, 将事故威胁降低至最低水平。3.3 加大桥梁维护管理力度目前,我国桥梁的现状是“重建轻养”,没有真正 意义上到达桥梁的养护目的,只有少局部的桥梁建 立了健康监测系统。为了能随时掌握桥梁的平安状 态,应加强对桥梁的平安健康监测 小 并对大野磔 进行定期平安检查,对城市中车辆行人密集的立交 桥更应加强平安监测。同时通过有效方法,正确核 实桥梁极限承载力,判断其能否满足目前运营状 况。当桥梁整体或局部承载力出现缺乏时,根据检 查的实际情况分析
22、采取正确的加固措施;当桥梁极 限承载力损失产重时,应考虑将其撤除重建。同时 要加强交通管理,严格限制桥梁撞桥和超载事故的 发生,积极做好防撞措施,杜绝因管理不善导致的桥 梁事故发生。4结 语桥梁的倒塌事故,对国民经济开展和社会影响 都较大,预防桥梁事故的发生有着重要的现实意 义。通过对以往桥梁倒塌事故分析,总结这些事故 发生的原因,可以为今后的桥梁设计、施工、维护、 管理提供借鉴的经验。事实说明,一座桥梁的倒塌, 往往不是因为某一个原因,而是由多种原因共同引起 的结果。而大多数的原因中,也局部地夹杂了人为的 因素。即使是自然灾害也包含了灾害防御缺乏的成 分。很多桥梁施工事故的发生,归结到本质是
23、平安保 障不到位。所以加强人员平安观念和建立完善的质量 平安监督体系,并事先做好平安预案,是有效的预防 桥梁事故发生的方法。只要有合理的平安准备,事故 的发生可能性就会降低。参考文献1 胡汉舟,叶梅新,桥梁事故及经验教训J .桥梁建设.2022 (3) :71-75 (I lullanzhou. Ye Meixin. Bridge accidents2022 年and lessons J. Bridge Construction. 2022 (3) : 71-75 (in Chinese)2叶梅新,黄琼.钢结构事故研究J .长沙铁道学院学 报 2022, 20 (4) :6- 1 O (Yc
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