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    湖北一高速橋側翻已致4死8傷!究其原因令人深思……

    文章出處:人氣:-發表時間:2021-12-21 16:26【

    12月18日15時36分,位于湖北省鄂州市境內的滬渝高速滬渝向轉大廣高速匝道橋發生橋梁側翻,造成4人死亡、8人受傷。


    一段不到30秒的視頻迅速在網上被廣泛傳播。視頻是在行車過程中拍攝,只見一節側翻的高架橋橫跨在行駛方向前方,橋體與路面間留下的空隙僅能讓一架小轎車通過。


    很快,事發地點就被找到。高架橋位于湖北省鄂州境內,倒下的橋體屬于花湖互通D匝道的一部分。D匝道以一定的弧度將大廣高速與滬渝高速連接起來。


    圖片
    事發地點

    橋梁下方是G50滬渝高速,事故導致了部分車道出現堵塞。

    圖片
    側翻橋體鳥瞰圖

    與橋體一同墜落的,還有3輛載有重型貨物的大貨車。

    圖片
    一同墜落的大貨車

    事故發生如此突然。整段橋體的墜落,載重的大貨車,不禁令人聯想起2年前發生在無錫的高架橋側翻事故。

    圖片
    2019年無錫高架橋側翻事故

    是什么原因導致本次事故的發生?目前官方還沒有給出具體答案。但根據目前有限的資料,也許能找到一些線索。

    高架橋何時建成?



    從衛星地圖可以看出,在2009年12月,該段高架橋仍在施工當中。部分橋梁已被架立起來,但上跨滬渝高速的區域仍可看到缺口,橋梁仍未合龍。

    圖片
    2009年12月的衛星照片

    到了2011年8月份,D匝道上跨滬渝高速的部分已建好,路面鋪裝與噴涂也已完成。

    圖片
    2011年8月衛星照片

    因此,側翻的高架橋建成時間應在2010年~2011年之間,距今約10年左右。

    高架橋是什么結構?


    根據事發時留下的各類從不同角度拍攝的視頻和現場照片來分析,D匝道高架橋在不同區域采用了截然不同的結構形式。

    圖片
    不同區域的橋梁結構形式

    以下是分析過程。

    在文章開頭視頻的第19秒,我們可以看到高架橋未倒塌部分完整的截面形態,這部分位于滬渝高速路以外的范圍。此部分高架橋擁有兩個橋墩,橋墩頂部設置了蓋梁進行橫向連接。兩者都是鋼筋混凝土結構。
     
    如果仔細觀察此部分的橋體結構,可以發現它與上面提到的兩者擁有相同的材質——一種混凝土結構使用時間久了之后的觀感。因此,這部分橋體應該也是混凝土結構,在橋梁工程中,一般是混凝土箱梁。橋體下方采用帶蓋梁雙柱式橋墩支承。

    圖片
    高架橋未倒塌部分的結構截面

    如果仔細觀察上圖,還可以發現側翻的橋梁與未側翻橋梁的色澤存在明顯差異,似乎意味著兩者采用的建造材料是不同的。這點可以從以下兩張不同角度的照片中加以證實。
     
    在視頻的第10秒,我們可以完整看到整座側翻橋梁的底部。在橋體底部,可以觀察到一些類似焊縫的痕跡,這部分的橋體更像是采用了鋼結構建造而成的。另外,橋體支承條件與未倒塌部分也有區別。倒塌部分橋梁僅采用了單個橋墩進行支承,而且沒有設置蓋梁。

    圖片
    高架橋倒塌部分的另一面

    這兩個單獨的橋墩被設置在了滬渝高速兩側的隔離帶之中。

    圖片
    兩個橋墩的位置

    這些情況與2019年12月拍攝到的衛星照片是吻合的。衛星照片顯示,兩個橋墩之間的橋體還沒進行施工。如果這部分橋體是混凝土,就會不太合常理。因為對于單柱式橋墩而言,混凝土橋體是要求澆筑成連續梁結構的,不可能從橋墩節點斷開。
     
    而采用鋼結構的橋體,就沒有此顧慮。鋼結構通過焊接形成連續梁,可以分段一節一節吊上去安裝。

    圖片
    橋體從橋墩節點處斷開

    因此,高架橋倒塌部分采用的結構形式應該是:鋼箱梁+無蓋梁單柱式橋墩支承。
     
    鋼梁的運用是符合高速公路上方高架橋施工實踐經驗的?;炷亮旱默F場制作施工,需要在下方搭設臨時的腳手架支撐模板。如果下方為高速公路,勢必會在一段時間內影響高速公路的正常通行。對于分節吊裝到位的鋼結構梁而言,則沒有此麻煩。這也許是為什么滬渝高速上方這段橋體采用了鋼結構的原因。

    圖片
    混凝土現澆梁需要在下方搭設大量腳手架


    為什么會側翻?


    橋梁側翻是一個簡單的物理學問題,在最簡化的情況下,它的原理與蹺蹺板類似。如果不想被坐在對面的伙伴蹺起,只有兩個辦法:要不你的體重足夠大,要不對面的板特別短。

    圖片
    杠桿原理

    很不幸,以下幾個因素,使得本次事故倒塌的高架橋在這兩方面都沒有占到優勢。
     
    (1)重量較輕的鋼箱梁
    鋼箱梁雖然施工安裝便捷,但在重量上要明顯輕于混凝土梁。在相同情況下,它的抗側翻能力不如后者。
     
    (2)單柱式橋墩
    單柱式橋墩一般設置在橋體的中間軸線位置。在橋面寬度一定的情況下,與雙柱式橋墩相比,橋體最外側與支點的距離要大于后者(即力臂偏大)。

    圖片
    單橋墩與雙橋墩的力臂區別

    (3)沒有設置蓋梁
    一旦決定了采用單柱式橋墩,可以預想它的抗側翻能力是偏弱的。在單柱橋墩上設置蓋梁會一定程度上改善這個弱點。設置蓋梁后,可在蓋梁與橋體底部設置多個支承點,增加抗側翻能力。

    圖片
    帶蓋梁的單柱式橋墩

    然而,事發高架橋的兩個單柱式橋墩并沒有設置蓋梁。從事故照片中來看,橋梁底部有一突出的鋼板,采用的應該是單支點盆式橡膠支座。

    圖片
    盆式橡膠支座

    (4)橋體具有弧度
    橋梁發生側翻時,橋體會沿著某條軸線發生旋轉,最終墜落。一般這條軸線是橋梁兩個支座的連線。對于具有弧度的橋體而言,當重量加在最外側車道時,重量離轉動軸線的距離要比沒有弧度的橋體更大。這意味著,相對較輕的重量就可以引起前者的側翻。

    圖片
    弧線橋體與直線橋體的力臂差異

    (5)貨車超載
    前面4個因素,只是令高架橋存在抗側翻能力存在一些劣勢,最后這個因素恰恰是最致命的。據報道,本次側翻的高架橋設計荷載是55噸,但在其中一輛跟隨橋體倒塌的大貨車載重達到198噸,超重400%。

    圖片
    疑似超重的貨車

    如此載重量的大貨車,剛好走在了最外側車道,疊加了所有的不利因素。




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