桥梁事故及经验教训_secret

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1、桥梁事故及经验教训1　概　述自从18世纪70年代欧洲工业革命以后,随着大工业与交通运输的发展而发展起来的近代桥梁,至今已有200多年的历史[1]。回顾历史,不难发现,近代桥梁是在与事故及病害的斗争中不断发展的。桥梁建设者克服了各种挫折,取得了重大进展和成就。经过2个多世纪的发展,桥梁数量已异常庞大。无论是钢桥还是混凝土桥都曾出现过不少破坏事故,有的是在施工过程中,有的则在运营阶段。分析总结这些事故的经验教训,对今后的桥梁建设是有好处的。2　钢桥事故及分析从19世纪后期至今,钢桥破坏事例并不鲜见。钢桥的破坏可分为失稳和脆断两种情况。桥梁结构的失稳可分为下列几类[2]:①个别构件的失

2、稳,例如压杆的失稳和梁的侧倾;②部分结构或整个结构的失稳,例如桥门架或整个拱桥的失稳;③构件的局部失稳,例如组成压杆的板和板梁腹板的翘曲等,而局部失稳常导致整个体系的失稳。世界上曾经有过不少桥梁因失稳而丧失承载能力的事故。例如,俄罗斯的克夫达敞开式桥,于1875年因上弦杆压杆失稳而引起全桥破坏;加拿大的魁北克桥于1907年在架设过程中由于悬臂端下弦杆的腹板翘曲而引起严重破坏事故;苏联的莫兹尔桥,于1925年试车时由于压杆失稳而发生事故;澳大利亚墨尔本附近的西门桥,于1970年在架设拼拢整孔左右两半(截面)钢箱梁时,上翼板在跨中央失稳,导致112m的整跨倒塌。对钢材脆断的研究始于1

3、9世纪末。钢结构的脆断事故往往发生得很突然,没有明显的塑性变形,构件破坏时的承载能力很低,所导致的损失也十分严重[3]。20世纪20年代英国人格里菲斯提出了破断理论,并用缺口冲击韧性试验作为检查材料韧性的手段。但脆断事故仍时有所闻。例如:1951年1月加拿大魁北克市的一座全焊接钢桥-杜佩里斯桥突然整跨倒塌[4],断落于冰冻的河床中。第二次世界大战前夕,比利时在阿尔贝特运河上建造了约30桥梁事故及经验教训　　胡汉舟,叶梅新71©1995-2006TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.座全焊空腹桁架维伦他尔型桥梁,有

4、3座在1938～1940年间倒塌。1994年10月21日,韩国汉城的圣水大桥[5],一座采用钢桁式结合梁的4车道公路桥,由于焊接不当致使焊缝断裂而坍塌,造成多人遇难。我国哈尔滨的滨洲线松花江大钢桥是铆接结构,1901年由俄国建造,1914年发现裂纹。1962年把主跨8孔7m跨的大钢桥全部换下,其余11孔3.5m跨的钢桥至1970年才换下。1973年我国沈大铁路线上辽阳附近的太子河桥,跨度33m,大桥桁架的第一根斜拉杆脆性断裂。在这些桥梁的脆性断裂事故中,低温、应力集中、焊接残余应力和焊接缺陷等起着十分明显的作用。3　混凝土桥事故及分析在全部桥梁中,混凝土桥梁已经占绝大多数(198

5、9年欧洲桥梁中混凝土桥梁占70%,美国混凝土桥梁占72%,我国混凝土桥梁占90%以上)。混凝土桥历经130余年的发展,从素混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土、部分预应力混凝土,以至预应力钢筋混凝土,每一步都含有与混凝土开裂作斗争的内容。在各类桥梁中预应力混凝土桥的缺陷率最低,而使用寿命的期望值最高。根据1994年秋检统计,我国铁路桥梁共有病害桥6137座,占桥梁总数的18.8%,其中混凝土桥2675座,占病害桥梁的43.6%。混凝土桥的耐久性近年来已逐渐引起各国的高度重视,混凝土桥梁的事故由于其对交通运输安全畅通影响严重,修复重建费用浩繁,成为世界各国所共同关注的问题。自70年代以

6、来,国内外都发现预应力混凝土桥梁及结构发生不少损伤的情况,有的还相当严重,影响桥梁结构的正常使用,甚至危及安全。其原因是多方面的,除与施工质量、环境因素等条件有关外,预应力筋的应力腐蚀和环境腐蚀(力筋锈蚀),特别是后张混凝土梁中的压浆质量难以保证而导致预应力混凝土桥梁结构的耐久性受到影响有关。如1985年英国威尔士发生了一起后张灌浆预应力桥梁破坏的事故[6],为此,英国运输部1992年9月发布新建桥梁不再使用后张有粘结预应力梁的决定;国内某市一座斜拉桥建造不久由于拉索的防腐措施不当而造成断裂事故。事实上,近年来国内混凝土桥破坏事故的报道屡见不鲜,其数量远远超过钢桥。4　国内某斜拉

7、桥压溃事故处理4.1　工程概况大桥主桥为带有协作体系的双索面预应力混凝土独塔斜拉桥,主跨258m,跨度布置为:74.5m+258m+102m+83m+49.5m,总长567m,桥面宽29.5m,主跨分25个节段采用牵索挂篮施工。大桥在边跨已经合拢,主跨主梁悬浇至23号块、伸臂长度达192m时,发生压溃断裂事故,主梁16号块位置底板、直腹板和斜腹板被压溃,有关部门对事故原因进行了调查分析,在基本查清主梁断裂原因的基础上,进行了局部拆除、加固和重建工作。4.2　大桥局部拆除工程拆除范