公路工程结构安全问题的警示与思考
浙江省公路管理局
2007年9月
目 录
(浙江省公路管理局 朱汉华执笔)
2007年9月
一、前言
公路桥梁与隧道等工程结构安全要求其设计、施工、运营、养护(甚至拆除)必须符合力学规律(结构强度与稳定),这种要求必须贯穿整个施工、运营、养护(甚至拆除)全过程,合理施工、运营、养护(甚至拆除)工艺是保障结构强度与稳定的基础,它们构成公路桥梁与隧道等工程结构安全的基本要求。因此所有设计、施工、运营、养护(甚至拆除)人员(管理、技术、工人)必须正确理解工程结构的力学规律,才能理解合理工艺保证的重要性,通过严格程序确保公路桥梁与隧道等工程结构的设计、施工、运营、养护(甚至拆除)在全过程必须符合力学规律(结构强度与稳定)。正象青藏高原山体不稳定与沿海地区山体较稳定对比,这叫“道法自然”。下面从垮塌工程事故分析每次事故血的教训来谨记公路工程结构安全的基本要求。请参考著名德国桥梁专家莱昂哈特的著作《钢筋混凝土及预应力混凝土桥建筑原理》非常注重结构构造的思想,即在该书中强调“有关桥梁性能的好的构造细节较之复杂的计算更为重要”。〖德国第二次世界大战时期修建的第一条高速公路至今运营良好就是例证(著名桥梁专家莱昂哈特是技术主管)〗
〖工程结构设计必须考虑施工、运营、养护(甚至拆除)中的问题;施工必须考虑运营、养护(甚至拆除)中的问题及设计原则和要求;运营必须考虑养护(甚至拆除)中的问题及设计原则和要求(特别是荷载标准);养护(甚至拆除)必须考虑施工缺陷及设计原则和要求,评价标准是结构安全和正常运营〗〖正象人生过程:优生优育至关重要,后天培养教育同样重要,评价标准是健康快乐和社会贡献〗
二、世界百年十大最恶劣塌桥事故的警示
美国《时代周刊》2007年评出百年世界十大最恶劣塌桥事故,每次事故都是一个血的教训,令人深思。
事故1:加拿大魁北克大桥二度坍塌
图1 魁北克大桥二度坍塌
事故时间:1916年9月11日
坍塌原因:由于设计上的缺陷,导致桥体实际承载量远低于设计承载量,并导致该桥两度坍塌。首次坍塌时间为1907年。
死亡人数:95人
事故2:美国连接西佛罗里达州波因特普莱森特与俄亥俄州Kanauga的吊桥发生坍塌
图2 美国吊桥发生坍塌
事故时间:1967年12月15日
坍塌原因:历时39年的高负荷运作,使得该桥靠近俄亥俄州一面的一个链环不堪重负而断裂。
死亡人数:46人。
事故3:美国堪萨斯州海厄特-雷根西饭店的高架人行桥突然断裂
图3 美国高架人行桥突然断裂
事故时间:1981年7月17日
坍塌原因:当时桥上挤满了人群,部分人们正在跳舞。建筑学家认为一个原因是跳舞的人们有节奏的振动引发人行桥结构断裂,另一个原因就是桥面人员过多,负荷过重。
死亡人数:114人。
事故4:美国康涅狄格州格林威治镇米勒斯大桥坍塌
图4 米勒斯大桥坍塌
事故时间:1983年6月28日
坍塌原因:桥体一个铁栓发生松动造成。
死亡人数:3人。
事故5:韩国首尔桑苏大桥坍塌
图5 韩国首尔桑苏大桥坍塌
事故时间:1994年10月21日
坍塌原因:大桥主干的支持钢筋在上午上班高峰时间突然断裂,瞬间塌入汉江。大桥在维护过程中出现的焊接失误及大桥的设计缺陷和施工建筑期间的种种问题导致大桥坍塌。
死亡人数:31人。
事故6:重庆市綦江县虹桥坍塌
图6 重庆市綦江县虹桥坍塌
事故时间:1999年1月4日
坍塌原因:调查显示建桥使用的钢筋质量有严重问题。
死亡人数:49人。
事故7:葡萄牙北部的Hintze-Ribeiro大桥坍塌
图7 葡萄牙北部一大桥坍塌
事故时间:2001年3月4日,死亡人数:59人。
坍塌原因:引起该桥坍塌的原因至今仍未确定下来,然而葡萄牙法官判处该桥的设计单位在在安全设计方面存有缺陷。另可能是由于该桥年久失修而无法经受连续几日的暴雨而坍塌。
事故8:印度达曼西部沿海区域一座大桥坍塌
图8 印度达曼西部沿海大桥坍塌
事故时间:2003年8月28日
坍塌原因:当时事故发生后,当地的居民在抗议中攻击了政府建筑,警方还在当地实行了宵禁。当地居民指责政府忽视大桥存有安全隐患的相关警告,具体坍塌原因不明。
死亡人数:25人。
事故9:西班牙格兰纳达Almuñecar地区的高速公路桥坍塌
图9 西班牙高速公路桥坍塌
事故时间:2005年11月7日
坍塌原因:跨径为180英尺的桥面突然坍塌。
死亡人数:6人。
事故10:印度比哈尔邦帕戈尔布尔火车站附近一座150年桥龄的旧桥坍塌,地面一列火车被压。
图10 印度桥塌压火车
事故时间:2006年12月2日
坍塌原因:这座已经有着150年历史的大桥年久失修,并在被拆毁过程中坍塌。
死亡人数:33人。
三、隧道坍塌事故的教训
隧道坍塌造成血的教训的事故不计其数,特别值得人们警醒!举例说明如下:
事故1:国内事故造成隧道上4户村民的房屋倒塌,3人死亡,5人受伤
2007年7月11日凌晨,某县一在建隧道突然发生坍塌,造成隧道上4户村民的房屋倒塌,3人死亡,5人受伤。发生坍塌的隧道属正在建设的高速公路第七标段。
〖分步开挖断面过大,支护强度不够和没有紧跟,量测反馈不到位,不符号隧道“基本维持围岩原始状态”的要点〗
事故2:印度水电站工程发生隧道坍塌造成28名工人死亡
据路透社报道,2007年8月2日,几十名工人正在特里大坝附近的一条隧道内施工,隧道突然发生塌陷,截至8月4日早晨,救援人员已经从事故发生地点找到25具尸体。政府官员称,至少还有3具尸体仍被埋在隧道中。另有9名工人受伤,目前正在医院接受治疗。
〖分步开挖断面过大,支护强度不够和没有紧跟,量测反馈不到位,不符号隧道“基本维持围岩原始状态”的要点〗
事故3:美国一条主要隧道发生坍塌造成车上一位妇女被当场砸死
当地时间2007年7月10日夜间,美国东北部一条主要隧道发生坍塌,至少12吨水泥砸在一辆过路汽车上,车上一位妇女被当场砸死。作为美国历史上造价最昂贵、规模最大的公共工程,“大隧道”的坍塌再度引起了人们对它安全标准的批评。
〖设计缺陷或施工隐患或养护不到位〗
事故4:国内铁路隧道发生坍塌事故,两名工人被埋在隧道中遇难。
2007年8月12日23时许,铁路客运专线秦东隧道发生坍塌事故,两名工人被埋在隧道中遇难。昨日下午,记者从秦东隧道项目部获悉,经过抢险队员40多个小时的紧张搜救,两名遇难工人的遗体已经全部找到。
〖分步开挖断面过大,支护强度不够和没有紧跟,量测反馈不到位,不符号隧道“基本维持围岩原始状态”的要点〗
事故5:国内某公路隧道坍塌4名工人死亡,3人受伤
某公路隧道发生洞顶岩块塌落灾害,造成4名工人死亡,3人受伤。此处的初期支护方式为锚喷网加钢拱架。发生洞顶岩块塌落事故时,事故区正在进行初期支护,当时钢拱架已架立完毕,左壁和洞顶的锚杆刚完成注浆,但尚未凝固,右壁锚杆已打,但尚未注浆。洞顶岩块塌落事故造成钢拱架和台车同时压毁,见图示。掉块之前,并无超挖现象。
图示: 洞顶岩块塌落及钢拱架残体
〖设计、施工规范对隧道施工安全与初期支护施工顺序有关问题没有明确规定,研究和反思隧道发生洞顶岩块塌落灾害教训,总结完善了隧道施工安全与初期支护施工顺序有关问题的规定,以后施工中避免同类事故〗
事故6:国内某公路隧道坍塌失稳
YK79+846断面拱顶失稳照片
YK79+846断面拱顶失稳照片
YK79+848断面拱顶坍塌照片
〖分步开挖断面过大,支护强度不够和没有紧跟,量测反馈不到位,不符号隧道“基本维持围岩原始状态”的要点〗
此类事故..............不计其数...........不再叙述
四、湖南凤凰公路拱桥整体垮塌的警示
(2007年8月13日整体垮塌,涉险人员152人,死亡64人,受伤22人)
著名历史工程------赵州桥
赵州桥又名安济桥,建于隋大业(公元605-618)年间,是著名匠师李春建造。桥长64.40米,跨径37.02米,是当今世界上跨径最大、建造最早的单孔敞肩型石拱桥,这是世界造桥史的一个创造。
赵州桥距今已1400年,经历了10次水灾,8次战乱和多次地震,特别是1966年邢台发生的7.6级地震,邢台距这里有40多公里,这里也有四点几级地震,赵州桥都没有被破坏,著名桥梁专家茅以升说,先不管桥的内部结构,仅就它能够存在1300多年就说明了一切。1963年的水灾大水淹到桥拱的龙嘴处,据当地的老人说,站在桥上都能感觉桥身很大的晃动。据记载,赵州桥自建成至今共修缮8次。
1979年5月,由中国科学院自然史组等四个单位组成联合调查组,对赵州桥的桥基进行了调查,自重为2800吨的赵州桥,而它的根基只是有五层石条砌成高1.55米的桥台,直接建在自然砂石上。 这么浅的桥基简直令人难以置信,梁思成先生1933年考察时还认为这只是防水流冲刷而用的金刚墙,而不是承纳桥券全部荷载的基础。他在报告中写道: “为要实测券基,我们在北面券脚下发掘,但在现在河床下约70-80厘米,即发现承在券下平置的石壁。石共五层,共高1.58米,每层较上—层稍出台,下面并无坚实的基础,分明只是防水流冲刷而用的金刚墙,而非承纳桥券全部荷载的基础。因再下30-40厘米便即见水,所以除非大规模的发掘,实无法进达我们据学理推测的大座桥基的位置。”
赵州桥的结构:主拱由28道相互独立的拱券并列而成,建桥时先砌中间的,再砌两边的,每道拱券宽约35厘米,每石长度不同,自70厘米至于109厘米不等,各块条石之间用二个“腰铁”相连。每条拱券坏了可单独修理,因外侧的拱券易风化损坏,明代时桥西侧的5道拱券塌落,在明清时重修(没有修复记录,可明显看出与中间的石料不同),1955年对东侧塌落的5道拱券进行了重修。中间18道拱券还是隋代建筑的。
为了防止拱券向外倒,另外还采取了以下方法:
1、上窄下宽。为了防止拱券向外倾斜,拱脚宽9.5米,拱顶宽9米;
2、用9个铁连杆横向连接28道拱券。在拱券中用几根用一头是孔,一头是钩的铁连杆将28道拱券连起来,在最外边的拱券处有一个铁冒头(下图)。在主拱上共有5处铁拉杆,每个小拱上各有一个铁拉杆。
3、用形似锯子的腰铁将各块石料加固,每块石料相连处用二个腰铁。
4、用6个条石钩拉住外侧桥拱,用1.8米长,头部长出5公分曲尺形的条石放在桥拱的外侧,利用长出部分起到一个向内拉住桥拱的作用。因每道桥拱宽35公分,条石可压住外侧5道桥拱。但它的作用是有限的,如桥东西二侧的桥拱都曾塌落,二侧外边的5道桥拱都是后修的。1956年修缮时大桥拱顶采用钢筋结网加固处理。
湖南凤凰公路拱桥整体垮塌
(大桥四个巨大的桥墩除东边的第一个桥墩朝西方向垮塌外,西边三个桥墩均倒向东边)
(大桥四个巨大的桥墩除东边的第一个桥墩朝西方向垮塌外,西边三个桥墩均倒向东边)
湖南凤凰堤溪沱江大桥全长约268米,为石拱4孔桥,宽13米,高42米,桥下河宽约50米,水深约1-2米,属省道二级公路桥,由湖南省华罡交通设计院设计、湖南省路桥公司施工建设。该桥已施工完毕,正在拆除施工脚手架时发生全部垮塌事故。事发在2007年8月13日下午4时40分, “从掉混凝土、小石头到垮桥最多只有3分钟”, 没有任何预兆,大桥从一边的一个桥孔开始下塌,然后第二,第三,再中间……“哗”的一下全垮了!只有数秒钟,桥就变成了一堆石头。“施工方就近炸山采石,不论大小就往桥体里堆。水泥和沙子还没搅和匀就朝里灌浆”。“只要下雨,桥体就渗水,有时工人在桥面浇水防裂,也能渗过桥体”。5月份曾发生第三个桥墩下沉现象,后经加固处理才继续施工。“雨天或平常的养护他们需要在桥面上洒水。一洒水,水就顺着1米多厚的拱桥缝隙流了下来”。
湖南凤凰公路桥2007年8月13日整体垮塌的根本原因是该桥梁结构的设计与施工没有符合力学规律(结构强度与稳定),其合理工艺得不到保障(明显的质量太差),不满足工程结构技术的基本要求。即拱桥没有承受水平力的支撑和明显的质量太差而丧失稳定导致拱桥瞬间整体垮塌破坏。
塌桥原因分析 专家:设计、质量、监理、管理可能都有问题
〖对比赵州桥与凤凰堤溪沱江大桥的结构和建造过程就可以明白本文判断和专家塌桥原因分析的可信度(国家调查结果未公布,只是对新闻图片分析的结果)〗
只要是较为资深的土木工程师,仅从有限的现场报到就可以判断该桥垮塌纯属质量(含管理)问题,先从一个边墩台垮塌完全符合石拱桥毁灭性破坏的机理——施工期脚手架拆除荷载转化成横推力,边墩台承受其横推力,由于边墩台(含基础)质量出了问题而造成整座桥的毁灭性破坏。质量问题可能方面:地质勘探未摸清工程地质条件;设计盲目或错误使用工程地质报告;320米四跨跨度很大,跨度越大横推力越大对地质条件要求越高;(我怀疑是否有详细的计算分析)基坑开挖后监理和质监站验槽和隐蔽验收结论如何;墩台施工质量如何;脚手架拆除程序;以上各项质量问题都涉及工程管理机制。
附注:
“广东九江大桥2007年6月被运沙船撞断”、“钱塘江三桥被指通车不到10年,就大修一年”、“施工期间湖南凤凰公路拱桥整体垮塌”等桥梁施工单位为同一路桥集团公司。
五、超载问题
⑴ 2007年7月8日凌晨2时,在309国道山西省临汾市河西龙寺村段,一辆满载60余吨原煤的超载车将承载7吨的桥梁压塌,造成该路段车辆拥堵数公里。
〖运营必须考虑设计原则和要求(特别是荷载标准),严禁违法超限超载车辆通行〗
⑵ 2004年6月10日早7时许,辽宁省盘锦市境内305国道田庄台辽河大桥,在北起第14孔和第15孔之间,悬臂梁端突然断裂,桥板脱落,造成一辆农用车落水,两名司乘人员逃生。事发两天后,事故调查处理指挥部对外宣布,这次事故为一起零死亡的“意外事故”。然而,这样匆匆定下的事故结论却没有平息当地群众心中的疑问:大桥断裂究竟是偶然还是必然?
〖两节点断面是薄弱环节,在反复动载作用下,容易发生疲劳断裂破坏,类似加拿大魁北克大桥二度坍塌〗
六、小概率事件容易引发大灾害
-----------(桥梁桥墩防撞问题)
西藏泥石流灾害频繁但容易引起人们注意,防范经验丰富反而较少发生大的伤亡事故。反观浙江泥石流灾害少但不易引起人们注意,又没有防范经验就较易发生大的伤亡事故(这就是小概率事件容易引发大灾害)。
附:浙江温州乐清发生特大泥石流灾害
2004年8月13日凌晨四时三十分许,离十四号台风“云娜”在温岭石塘登陆已经过去八个多小时,但是,一场突如其来的巨大灾难,却降临到温州乐清市龙西乡的上山村:滚滚而下的泥石流顷刻间吞没了十六间民房,47人死亡,另有龙西乡小学和中学的校舍严重受损,成为危房。
据了解,发生泥石流灾害的这一带不属于地质灾害点,山岭的植被还不错,历史上没有发生过泥石流。另外,民房的结构也较好,故在台风来临的当晚,没有要求村民撤离。乡党委书记刘翔璋说,当地水文站测定:当天这里不到二十小时的降雨量达到了六百毫米以上,暴雨有可能是造成这场意外灾害的元凶。
桥梁桥墩防撞设施布置要避免广东九江大桥被“撞”垮事件,虽然属于小概率事件,应该引起人们重视和关注。
⑴ 2007年6月15日,中国广东九江大桥被运沙船撞断,造成4辆汽车坠入江中,8人死亡,1人失踪。
⑵ 江苏昆山货船撞塌桥梁 2人失踪
2007年8月29日12时45分左右,在江苏省昆山市大洋桥水域,一艘货船因避让船只,撞上大洋桥桥墩,致使大桥部分桥面发生坍塌,船上一男子腿部被砸伤,另有两人落水失踪。目前,抢救工作和事故原因调查正在进行中。
⑶ 北京西五环外大货车撞塌过街天桥造成1死1伤
2007年7月17日凌晨1时25分,北京一辆带拖挂的大货车在市区西五环路杏石口桥行驶时撞在横跨主路的人行过街桥桥墩上,造成桥梁受损严重。货车乘车人当场死亡,司机受伤。事故发生后,北京市公安交通管理局迅速启动应急预案,增派几十名警力分流疏导车辆,并在早高峰到来之前迅速通过户外交通信息显示屏、交通台、电视台等第一时间发布交通诱导信息。
⑷ 舟山金塘大桥非通航孔桥防碰撞问题
采用“柔性浮式防碰撞系统”即距离非通航孔桥墩100米的海域上,投放一组串联在一起的浮筒,每3个浮筒用一个重100吨的重力锚固定住,一旦有船撞过来,这些浮筒拖着船体向前,消耗大部分动能,基本保证船体达到非通航孔桥墩附近速度接近于零,起到以柔克刚的作用,保护了船体和桥墩。
〖对比已撞塌桥梁和舟山金塘大桥非通航孔桥防碰撞研究就可以明白国外公路“容错设计”和铁路道口栏杆改进(防止大人与小孩突然窜越)的思考和借鉴在桥梁防碰撞设计研究中的重要性〗
七、桥梁坍塌事故分析和借鉴
⑴国内一在建公路项目发生桥梁垮塌事故
2005年12月14日,正在施工的国内小尖山大桥发生垮塌事故,已有3人死亡,1人失踪、1人被卡在钢管架中,15名受伤工人正在开阳县医院进行抢救。全长155米,桥墩高度47米,最高支架50米,大桥一跨长65米。
〖支架太高又没有横向支撑,明显属于支架丧失稳定破坏〗
⑵桥梁垮塌暴露隐患 美国近三成桥梁不安全
美国明尼苏达州密西西比河上一座桥梁2007年8月1日傍晚交通高峰时段突然垮塌,造成100多人伤亡或失踪。事故促使美国民众重新审视自己每天习以为常所过各处大桥。
调查显示,全美27%的桥梁同1日垮塌的大桥一样,存在结构性缺陷或老化问题。专家警告说,美国政府急需拨款修理这些大桥。
⑶近年世界主要桥梁垮塌事
2001年3月,葡萄牙里斯本一座桥梁垮塌,造成一辆观光车坠入河中,50多人死亡。
2002年5月,美国俄克拉何马州阿肯色河上的一座桥梁垮塌,14人死亡。
2001年9月,美国得克萨斯州发生船撞桥事故,失控拖轮撞入桥梁支座,桥梁垮塌,数辆汽车坠入水中,8人死亡。
2003年5月,美国内布拉斯加州西部州际公路上的一辆卡车拖车撞上桥梁支座,桥梁垮塌,司机死亡。
2005年11月,西班牙南部一座正在建设中的高速公路桥垮塌,6人死亡。
2006年9月,加拿大魁北克一座桥梁垮塌,5人死亡。
2007年4月,一辆油罐车在美国旧金山-奥克兰湾桥免费路段翻车起火,大火和高温造成一段高速公路桥垮塌,仅造成卡车司机受伤。
〖桥梁防碰撞和存在结构性缺陷或老化等问题应该引起全社会高度重视〗
⑷新疆阜康桥梁垮塌 9节运煤车厢脱轨
2007年3月18日15时40分许,由乌鲁木齐北约70公里的阜康开往乌鲁木齐火车北站的专线运煤列车在阜康市境内经过一铁路桥梁时,桥梁坍塌,机车头后部有9节运煤车厢脱轨,其中8节侧翻,3节坠落河中。
⑸ 印度"抗震桥"被暴雨浇垮 "豆腐渣"引总理震惊
2007年9月9日19时30分左右,印度安得拉邦首府海得拉巴地区正在下暴雨,市中心繁华地段一处正在建设中的距离地面约46米的混凝土高架桥桥面突然发生断裂垮塌,将桥下十多辆汽车和正在躲雨的行人掩埋,可能造成至少15人遇难。
印度高架桥垮塌 |
印度高架桥垮塌 |
〖支架强度不够或丧失稳定破坏,混凝土质量差,施工期间安全防范措施不到位(行人躲雨、停汽车)〗
八、边坡稳定问题
⑴不稳定平衡与稳定平衡的重新认识
稳定平衡状态 |
不稳定平衡状态 |
〖工程实践中利用不稳定平衡概念可以方便解决隧道、边坡稳定等问题,实际上学习和研究中只关注稳定平衡概念的应用,而忽视了不稳定平衡概念的利用,应该反思〗
⑵ 川藏公路西藏段滑坡改造治理工程
〖在不稳定平衡状态下,施工顺序不同,恢复平衡状态的力相差非常大〗
⑶ 国内某高速公路滑坡问题
〖对照三张照片,在不稳定平衡状态下,只要采用相应技术措施和改变施工顺序,实际上容易保证边坡稳定〗
⑷ 国内某高速公路滑坡问题
〖同问题⑶ 国内某高速公路滑坡问题〗
九、怎样认识公路工程结构安全的问题
--------设计、施工、运营、养护(甚至拆除)中的缺陷
1.危桥加固改造典型实例⑴-⑷(省公路局养护处提供)
⑴.A1大桥
A1大桥位于330国道270.830处,为52+80+52米三孔变截面连续箱梁,主要病害:主桥箱梁腹板裂缝很多,共有1795条,其中裂缝长度在1.0米以上的有三条。技术方案:箱内增加封闭式加劲钢架,在钢架的竖向张拉竖向拉杆,通过灌浆、封缝、粘铁钢板等措施来封闭箱梁裂缝,修复砼局部缺陷,在腹板内表面粘帖竖向钢板,在局部箱梁底板下缘粘贴横桥向的碳纤维片,更换主桥、引桥的桥面铺装和伸缩缝,在箱梁顶板和空心板顶板按50×50厘米间距种植锚筋。修复效果:修复后通过交通部公路科研所荷载试验报告和金华交通质检站的质量鉴定,满足汽-20、挂-100的设计荷载要求。
330国道A1大桥外观侧景
A1大桥修复施工腹板内表面粘帖竖向钢板
⑵.A2桥
A2桥位于永武线25.121处,是2×7简支板+5×23浆砌石拱+2×7简支板桥梁,主要病害:桥梁两端简支桥面板有数条横向裂缝及纵向裂缝,两端桥台支座附近产生竖向裂缝,拱桥基础冲刷比较严重,桥墩基础外露。技术方案:对拱桥桥墩基础进行加固,采取在原桥墩基础外侧新浇筑一圈50cm厚钢筋混凝土的方法,新浇筑的钢筋砼嵌入中风化岩层50cm以上,与老基础采用钢销连成一体,对两端引桥墩台破损部分进行拆除重建,拆除两端引桥桥面板,重新浇筑钢筋混凝土板梁及桥面铺装等。修复效果:修复后达到汽-20、挂-100的设计荷载要求。
永武线A2桥修复前桥面系
永武线A2桥墩修复
⑶.A3桥
A3桥位于36省道江拔线56K+950,始建于1969年2月,为6孔18米双曲拱桥,设计荷载为汽-15、拖-50。主要病害:桥面严重破损,腹拱圈微弯板断裂,中间拱波微弯板出现贯穿裂缝,主拱肋横系梁损坏严重。技术方案:上部结构利用老桥主拱圈,更换全部拱上建筑,凿除原破损桥面铺装层并重新浇筑,并对主拱圈所有裂缝宽度大于0.1毫米的结构裂缝进行封闭处理;下部结构对所有裂缝宽度大于0.1毫米的结构裂缝进行封闭处理,对局部混凝土剥落的部位采用环氧砂浆修补处理。
桥面破洞
拱圈破损
⑷.A4大桥
A4大桥位于03省道186.037处,为7孔跨径39.8米的等截面悬链线双曲拱桥,主要病害:行车道近50%出现不同程度的裂缝,有三块板断裂,空心板、盖梁立柱等砼破碎严重,多处主筋已经暴露,锈蚀严重,主拱圈中部拱波开裂严重,个别裂缝宽度超过1mm。技术方案:老桥上部结构全部拆除,并设计为7孔39.8米的T梁结构,下部老桥墩、台身部分拆除,利用老桥墩、台,并进行加固后升高处理,后来根据省、市防洪规划要求,南岸又增加3孔重力式实体墩U形台20米空心板梁,并将老桥台改为桥墩,重新浇筑桥面铺装。修复效果:修复后宽度为9+2×1.5米,跨径分布为3×20米预应力钢筋砼空心板桥+7×40米预应力钢筋砼T型梁桥,主桥长度由286米增加到351米,全桥长仍为701.36米,设计承载能力为汽-20、挂-100标准。
A4大桥主桥改造前双曲拱拱波及桥墩
〖对比赵州桥与双曲拱桥的结构和建造过程就可以明白双曲拱桥结构不利于施工、运营、养护(甚至拆除)中涉及的安全问题〗
2.洪水与公路的关系(泄洪、冲刷)
洪水与公路
〖桥梁孔径偏小不利于施工、运营、养护(甚至拆除)中的泄洪、冲刷问题,影响安全〗
3.巴基斯坦桥梁坍塌6人死亡多人被困
巴基斯坦南部城市卡拉奇2007年9月1日发生一起桥梁突然坍塌事故,目前已经造成至少6人死亡,多人受伤,还有多辆汽车被压在桥底下,扭曲变形。救援人员称仍有多人被困在废墟下,目前仍在奋力救援。 该大桥,12天前才通车,而1日桥身忽然间断裂垮下,造成当时行经桥底下的车辆被压在底下。 “巨大的响声还使人们以为是发生了地震”。
〖设计缺陷或质量太差〗
4.预应力混凝土连续箱梁桥底板开裂
〖明显设计缺陷和施工不到位〗
5.国内某连拱隧道
〖明显设计缺陷(连拱隧道两个洞体缺乏受力独立性)和施工不到位〗
6.窑洞坍塌 埋住30多名农民工(图)
2006年5月18日15时30分许,山西省敦化坊新村村委会院内一座二层窑洞发生坍塌,正在现场拆房的部分河南籍农民工被压在下面。剩余农民工迅速召集正在附近另一个工地劳动的20多名老乡冲进现场展开救援,但是他们没想到,五六分钟后一场更大的灾难降临了……其中有26人被不同程度砸伤,另有5人死亡。
26名伤者中,有的内脏出血,有的腰椎、腿骨骨折,还有的脑部受伤……
〖该事故应该引起拱桥(特别是双曲拱桥)养护(甚至拆除)过程中的安全问题〗
7. 隧道塌方处理(顶部允许空洞存在,拱顶上方要有2m厚土保护)
〖隧道塌方处理过程中的安全问题比较突出,请参考〗
十、结语
广东九江大桥是被“撞”垮的,湖南沱江大桥是被“拆”垮的,许多隧道是“突然”坍塌的……造成许多人员伤亡和巨大财产损失。
这些悲剧事故和血的教训都是前期研究与规划不深、建造桥隧热、过度节约成本、多快好省、超载、维护不到位、客观规律认识不深刻等深层原因导致桥梁与隧道等工程结构的设计、施工、运营、养护(甚至拆除)没有符合力学规律(结构强度与稳定),其合理施工、运营、养护(甚至拆除)工艺得不到保障,某个过程不符合力学规律(结构强度与稳定)容易造成悲剧事故,这些血的教训给中国敲响了警钟,值得借鉴,应该回归到科学发展观的正常轨道上来,向浙江杭州湾跨海大桥建设指挥部学习,在又快又好形式下,坚持又好又快目标,全力研究和打造精品工程。
根据交通部开展严惩“双超”、保护桥梁安全专项整治行动,重点是查处违法超限超载车辆通行的五类桥梁、隧道,即:长大隧道和跨江、跨海特大桥梁;大跨径圬工砌体桥梁;地质、地形条件复杂的桥梁和隧道;交通繁忙特别是超限超载车辆行驶较为集中的桥梁;高路堤、深路堑、地质复杂路段的桥梁。主要采取以下整治手段:一是对全省公路桥梁和隧道进行全面排查,完善桥梁限载标志。二是加大对超限超载车辆的检测查处力度。三是加强超限运输许可和源头管理。四是规定高速公路收费站点对未持有合法超限运输通行证的超限车辆,一律不得放行进入高速公路。五是进一步加快超限运输检测站的建设进度,充分发挥超限运输检测网络的作用。
省交通厅对各级交通主管部门、公路管理机构和收费公路经营单位提出了明确的工作要求,严格工作制度,并强调加强新闻舆论宣传。
附注:美国把“911”等灾难变成教科书
美国公众和媒体对灾难挖掘真相,榨取精华,锲而不舍,这种对灾难的反思方式不但有助于避免类似灾难重复发生,而且也比较成功地处理了政府和民众之间的关系;实际上最大的灾难是不彻底追问灾难。
美国明尼苏达州密西西比河上一座桥梁2007年8月1日傍晚交通高峰时段突然垮塌,造成100多人伤亡或失踪。立即成立了专家组,可是在说到事故原因时,专家组竟然说最快也得等好几个月才能弄清楚。科学和技术比中国领先了二十年以上的美国,桥梁事故调查的进度却比中国慢了好多倍,这简直是没有天理。调查一个垮桥事故,用得着那么久吗?带着这样的疑问,我找美国朋友聊天。一开始,他们竟听不懂我的问题,细细打听才知道,原来他们都习惯了,政府对任何灾难和事故的调查,都有一个严格的程序摆在那里,当事人调查,目击者调查,沙盘推演,经由科学实验提取各种关键数据,每一步都省不掉,而且每一步都必须公之于众。这就需要足够的时间和耐心,想快都快不了。在美国人看来,只有这样才能确保政府的调查彻底而全面。如果不是这样,而是速战速决,那么不但是草率的,不负责任的,而且肯定是要掩饰什么。民意和舆论的严密监督,最终成就了政府调查的客观和公正,从而确保了政府的公信力。
哪个民族能够独善其身?哪个国家没有天灾人祸?所不同的,只是对待灾难的态度。有些灾难可以避免,有些灾难却没有选择,然而政府如何处理灾难则是有选择的。我们看到,在信息公开、表达渠道畅通的美国,公众和媒体对灾难挖掘真相,榨取精华,锲而不舍,像变魔术一样,把一次次灾难变成一本本教科书,变成源源不断的精神财富。这种对灾难的反思方式不但有助于避免类似灾难重复发生,而且也比较成功地处理了政府和民众之间的关系。这样的政治智慧,值得我们认真汲取。