湖北高架桥面侧翻致3死4伤,单柱桥频繁侧翻,国内为何还在建造?

2021-12-20 09:41:48 胖福的小木屋
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近日,位于湖北省鄂州市境内的沪渝高速沪渝向转大广高速匝道桥发生桥梁侧翻,现场造成3名人员死亡(含2名现场掉落施工人员、1名掉落货车上人员)、4人受伤。

大桥为什么会侧翻

根据视频显示,一段高速公路侧翻呈现垮塌状态,一辆红色大货车被压在垮塌的高速路面下,撞碎的护栏、路锥散落一地。但从侧翻的效果来看,桥面几乎无损,桥墩主体也几乎无损。那么这就是一起桥梁朝一边发生翻转导致的侧翻事故,受损害部位应当是桥墩与桥梁连接处。这说明了大桥的质量是没有问题的。

问题应该是出现在桥面与桥墩的连接点上,花湖互通D匝道桥长731.08米,于2010年9月28日建成通车,桥面宽13米,支座采用盆式橡胶支座,伸缩缝采用梳形钢板伸缩缝,上部结构为钢箱梁、连续现浇箱梁,下部结构为双柱式桥墩和单柱式桥墩,设计荷载公路1级55吨。

而根据视频情况来看,出现问题的正是单柱式桥墩,而这也是单柱桥3年之内再次出事,而在事故时,事发时有三辆货车同向行驶,其中一辆是大件运输,重量为190吨。

这种设计本身是可行的,单桥墩可节省桥下空间。不超载的情况下这种桥是安全的,只是由于车辆都是靠右行,当双向车流量不均衡时,偏心荷载会产生倾覆力矩,在桥梁超载时可能导致桥梁侧翻。

如果单次超载严重,比如达到数百吨且车辆行驶靠外侧,在杠杆效应下,有可能超过桥梁自身抗倾覆的能力,就会导致侧翻。

事实上,单柱桥墩在设计时允许向一侧偏,但是偏载有一定限度,按现在交通部的相关标准,单侧大概能承受150吨的重量,而事故中车辆总重量已经超过此限度。

桥的主要结构是钢梁加混凝土,桥体侧翻后,钢梁一点没变形,混凝土也没有大的损害,二者间连接也较好,整体没有任何地方断裂。桥的质量还是过硬的,就是车辆的重量超过了国家限定标准。从而酿成了这次灾难。

单柱桥频繁侧翻,国内为何还在建造

这些年以来,单柱桥墩频繁侧翻,近3年内已经是第二次出事。2019年,江苏省无锡市一高架桥桥面倒塌,三辆小车被压。

而更早之前的事故例子也是非常之多。

既然单柱桥墩频繁侧翻,我国为什么还在采用单柱桥墩设计,单柱墩连续梁桥由于其截面形式的流畅、单柱墩占用桥下空间小、整体结构美观而受到青睐,这也是为什么在国内会广泛应用于匝道桥梁。

但对单柱桥而言,其截面下缘有部分弧线、且单柱墩墩顶较窄,使得同一墩顶支座布置的横向间距不大,在汽车偏载作用下,对结构抗横向倾覆稳定非常不利。

所以在许多国家,会制定相关标准,来防止超载,所以单柱桥墩侧翻,这绝不是设计的问题。工程的设计,都是基于当时的流量来计算的,也对能够承受的最大载荷做了严格的限制。只要在这个载荷下,单柱桥墩完全是可以抗住的。

但中国目前对于单柱桥的标准过低了,事实上,2018年11月之前的桥梁规范中是没有要求桥梁倾覆验算。所以2010年建造的这座花湖互通D匝道桥,在当时只有禁止支座脱空的描述现有公路规范,对桥梁抗倾覆稳定性的计算要求与安全余地等未作明确规定。它是符合当时的建造标准的。

无锡桥侧翻

那有些同学要问了,为什么规范不做要求?那时初期都认为混凝土结构,桥梁结构标准,自重很大,而车辆荷载小,造成桥梁倾覆的可能极小。但随着时代发展,各种弯桥、异形桥、钢桥、车辆荷载也越来越大,造成桥梁的倾覆的可能越大,才被重视起来。

但因为我们还在刚刚要求桥梁倾覆验算,我们目前依据的标准还是偏低了一些,实际上,是不太符合国内车辆的一个通行情况的。

如何杜绝此类情况再次发生

那么国内现在还有这么多的单柱桥,如何防止此类事情再次发生呢?倾覆失稳和支座失效导致的 独柱墩匝道桥坍塌都是因为超偏载作用下主梁的广义质心由支座之间转移到了支座中心线以外, 导致了一侧支座出现负反力、支座脱空,主梁倾覆失稳或支座失效破坏。

因此,增设支座或调整原有支座间距、避免出现负反力是解决匝道桥事故的 根本途径。目前,增设钢盖梁和钢管柱法是最常见的两种加固措施。

除此之外,还应该加强正在运营单柱墩桥梁的检测及动态观察,制定有效的养护措施,确保其能够安全运行;并对以后的单柱墩桥梁设计中应考虑超载车、重车的影响,提高标准,使独柱墩桥梁设计更为安全。

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