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湖北一高速桥侧翻已致4死8伤!究其原因令人深思……

文章出处:人气:-发表时间:2021-12-21 16:26【

12月18日15时36分,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,造成4人死亡、8人受伤。


一段不到30秒的视频迅速在网上被广泛传播。视频是在行车过程中拍摄,只见一节侧翻的高架桥横跨在行驶方向前方,桥体与路面间留下的空隙仅能让一架小轿车通过。


很快,事发地点就被找到。高架桥位于湖北省鄂州境内,倒下的桥体属于花湖互通D匝道的一部分。D匝道以一定的弧度将大广高速与沪渝高速连接起来。


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事发地点

桥梁下方是G50沪渝高速,事故导致了部分车道出现堵塞。

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侧翻桥体鸟瞰图

与桥体一同坠落的,还有3辆载有重型货物的大货车。

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一同坠落的大货车

事故发生如此突然。整段桥体的坠落,载重的大货车,不禁令人联想起2年前发生在无锡的高架桥侧翻事故。

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2019年无锡高架桥侧翻事故

是什么原因导致本次事故的发生?目前官方还没有给出具体答案。但根据目前有限的资料,也许能找到一些线索。

高架桥何时建成?



从卫星地图可以看出,在2009年12月,该段高架桥仍在施工当中。部分桥梁已被架立起来,但上跨沪渝高速的区域仍可看到缺口,桥梁仍未合龙。

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2009年12月的卫星照片

到了2011年8月份,D匝道上跨沪渝高速的部分已建好,路面铺装与喷涂也已完成。

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2011年8月卫星照片

因此,侧翻的高架桥建成时间应在2010年~2011年之间,距今约10年左右。

高架桥是什么结构?


根据事发时留下的各类从不同角度拍摄的视频和现场照片来分析,D匝道高架桥在不同区域采用了截然不同的结构形式。

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不同区域的桥梁结构形式

以下是分析过程。

在文章开头视频的第19秒,我们可以看到高架桥未倒塌部分完整的截面形态,这部分位于沪渝高速路以外的范围。此部分高架桥拥有两个桥墩,桥墩顶部设置了盖梁进行横向连接。两者都是钢筋混凝土结构。
 
如果仔细观察此部分的桥体结构,可以发现它与上面提到的两者拥有相同的材质——一种混凝土结构使用时间久了之后的观感。因此,这部分桥体应该也是混凝土结构,在桥梁工程中,一般是混凝土箱梁。桥体下方采用带盖梁双柱式桥墩支承。

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高架桥未倒塌部分的结构截面

如果仔细观察上图,还可以发现侧翻的桥梁与未侧翻桥梁的色泽存在明显差异,似乎意味着两者采用的建造材料是不同的。这点可以从以下两张不同角度的照片中加以证实。
 
在视频的第10秒,我们可以完整看到整座侧翻桥梁的底部。在桥体底部,可以观察到一些类似焊缝的痕迹,这部分的桥体更像是采用了钢结构建造而成的。另外,桥体支承条件与未倒塌部分也有区别。倒塌部分桥梁仅采用了单个桥墩进行支承,而且没有设置盖梁。

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高架桥倒塌部分的另一面

这两个单独的桥墩被设置在了沪渝高速两侧的隔离带之中。

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两个桥墩的位置

这些情况与2019年12月拍摄到的卫星照片是吻合的。卫星照片显示,两个桥墩之间的桥体还没进行施工。如果这部分桥体是混凝土,就会不太合常理。因为对于单柱式桥墩而言,混凝土桥体是要求浇筑成连续梁结构的,不可能从桥墩节点断开。
 
而采用钢结构的桥体,就没有此顾虑。钢结构通过焊接形成连续梁,可以分段一节一节吊上去安装。

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桥体从桥墩节点处断开

因此,高架桥倒塌部分采用的结构形式应该是:钢箱梁+无盖梁单柱式桥墩支承。
 
钢梁的运用是符合高速公路上方高架桥施工实践经验的。混凝土梁的现场制作施工,需要在下方搭设临时的脚手架支撑模板。如果下方为高速公路,势必会在一段时间内影响高速公路的正常通行。对于分节吊装到位的钢结构梁而言,则没有此麻烦。这也许是为什么沪渝高速上方这段桥体采用了钢结构的原因。

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混凝土现浇梁需要在下方搭设大量脚手架


为什么会侧翻?


桥梁侧翻是一个简单的物理学问题,在最简化的情况下,它的原理与跷跷板类似。如果不想被坐在对面的伙伴跷起,只有两个办法:要不你的体重足够大,要不对面的板特别短。

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杠杆原理

很不幸,以下几个因素,使得本次事故倒塌的高架桥在这两方面都没有占到优势。
 
(1)重量较轻的钢箱梁
钢箱梁虽然施工安装便捷,但在重量上要明显轻于混凝土梁。在相同情况下,它的抗侧翻能力不如后者。
 
(2)单柱式桥墩
单柱式桥墩一般设置在桥体的中间轴线位置。在桥面宽度一定的情况下,与双柱式桥墩相比,桥体最外侧与支点的距离要大于后者(即力臂偏大)。

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单桥墩与双桥墩的力臂区别

(3)没有设置盖梁
一旦决定了采用单柱式桥墩,可以预想它的抗侧翻能力是偏弱的。在单柱桥墩上设置盖梁会一定程度上改善这个弱点。设置盖梁后,可在盖梁与桥体底部设置多个支承点,增加抗侧翻能力。

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带盖梁的单柱式桥墩

然而,事发高架桥的两个单柱式桥墩并没有设置盖梁。从事故照片中来看,桥梁底部有一突出的钢板,采用的应该是单支点盆式橡胶支座。

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盆式橡胶支座

(4)桥体具有弧度
桥梁发生侧翻时,桥体会沿着某条轴线发生旋转,最终坠落。一般这条轴线是桥梁两个支座的连线。对于具有弧度的桥体而言,当重量加在最外侧车道时,重量离转动轴线的距离要比没有弧度的桥体更大。这意味着,相对较轻的重量就可以引起前者的侧翻。

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弧线桥体与直线桥体的力臂差异

(5)货车超载
前面4个因素,只是令高架桥存在抗侧翻能力存在一些劣势,最后这个因素恰恰是最致命的。据报道,本次侧翻的高架桥设计荷载是55吨,但在其中一辆跟随桥体倒塌的大货车载重达到198吨,超重400%。

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疑似超重的货车

如此载重量的大货车,刚好走在了最外侧车道,叠加了所有的不利因素。




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