斜拉桥之赤石特大桥事故.doc

道路与桥梁工程概论论文 专业班级： 土木1204 姓 名： 万 帆 学 号：20121222272斜拉桥之赤石特大桥事故 摘要：斜拉桥是大跨度桥梁中较常用的合理结构型式，其跨越能力仅次于悬索桥。斜拉桥属高次超静定结构，与其他体系桥梁相比。包含着更多的设计变量，全桥总的技术经济合理性不易简单地由结构体积小、重量轻、或者满应力等概念准确地表达出来，这就使选定桥型方案和寻求合理设计带来困难。本文主要通过赤石特大桥事故来了解斜拉桥！ 赤石特大桥是世界上第一大跨径高墩多塔混凝土斜拉桥，该桥由湖南省交通规划勘察设计院设计，桥梁设计为4塔双索面预应力混凝土斜拉桥，主塔高达286米，平均高度约270米，桥面距地面最高达183米，最大跨径380米，主桥全长1470米。赤石特大桥梁由国内顶尖桥梁建设队伍中的中交二航局和中铁大桥局承建，于2010年3月28日开工建设，计划2014年年底建成通车，届时厦蓉高速将全线贯通。事故回放：2014年10月29日下午，湖南省郴州市宜章县境内在建的厦蓉高速赤石特大桥一正在施工的索塔内起火 ，导致9根拉绳被烧断，9根拉伸断裂的桥面一侧至少下沉两米。在这则新闻被爆出之后，看网上的评论对新闻的评论，很多人都不解的是，那么粗的钢丝绳怎么会被大火烧断，个人觉得其钢丝绳不一定是被烧断的，而是被拉断的，因为钢丝绳被高温烧了以后金相组织改变，机械性能改变，抗拉强度大大降低，以此也要从斜拉桥的受力特性来分析。斜拉桥主要是由斜拉索、塔柱和主梁组成的组合体系桥梁，它是利用索塔引出的斜向拉索作为梁跨的弹性中间支撑，拉索的竖向分力使主梁受到一个方向上的弹性支承反力，这样可以降低梁跨的截面弯矩，减轻梁重，显著提高梁的跨越能力。此外，斜拉索的水平分力对主梁产生的轴向预应力的作用可以增强主梁的抗裂性能，节约高强度钢材的用量。由于主要组成部分的构造形式不同，可构成不同类型的斜拉桥。按索塔布置形式可分单塔式斜拉桥、双塔式斜拉桥、多跨式斜拉桥；按主梁的支承条件可分为连续梁式斜拉桥、单悬背式斜拉桥。T型刚架式斜拉桥。单塔式斜拉桥适用于当跨越宽度不大或基础桥墩的工程量不是很大时的工程。单塔式斜拉桥的主孔较短，两侧可用引桥跨越，总造价可降低。单塔式斜拉桥可采用量跨对称或两跨不对称布置。双塔式斜拉桥最常见，其主跨的形式根据通航要求、水文、地形、地质和施工条件确定。多跨式斜拉桥，在跨越宽阔的水面时，由于桥梁长度大，可采用多塔式斜拉桥。连续梁式斜拉桥，这类构造在墩支承处均采用活动支座以使温度引起的位移均匀分布，水平位移由拉索予以约束。连续梁式斜拉桥主要优点是行车通畅，变形缝少，便于采用连续梁的各种施工特点。单悬背式斜拉桥，跨中有一段挂梁，对边跨可以在临时支墩处施工，中跨采用悬臂施工。T形刚架式斜拉桥，此T形刚架式斜拉桥的梁根部与墩、塔连成整体，形成十字固结处要承受很大的弯矩，因此主梁截面要足够坚固。而赤石特大桥采用的4塔双索面预应力混凝土斜拉桥，而桥塔呈H型索塔，主桥各塔均布置23对斜拉索，拉索纵向分布呈扇形分布，而其拉索采用钢绞线索，钢绞线索是由多股钢绞线平行或经轻度扭绞而成。钢绞线索具有弹性模量较低，非线性变形较大的特点。平行钢绞线一般在现场制作，配用夹片锚；半平行钢绞线索一般在工厂只制作好后运至工地，配用冷铸墩头锚。桥梁为连续T梁，主梁采用单箱四室断面，箱型截面主梁是现代斜拉桥中经常采用的界面形式，它具有良好的抗弯与抗扭刚度，能适应稀索、密索、单索面、双索面等不同的布置情况。而在斜拉桥对的设计中，结构的几何尺寸确定需要进行试算调整。调整的原则主要有：边跨配重应使结构在恒荷载作用下边墩支座不产生拉力，且在运营期间墩支座的拉力控制在一个适当的数值内；斜拉索的应力、塔索混凝土的压应力与主梁的恒荷载弯矩都应根据桥梁的实际情况控制在合适的幅度内；结构体系的刚度必须满足要求，主梁在汽车荷载作用下的挠度应小于规范的规定，并有一定的富余；尽量减少梁段的类型，以方便施工。整体静力分析：合理的城桥状态；静力分析计算成果。索塔分析计算：截面强度计算；索塔稳定性计算；索塔锚固局部应力计算；桥板面受力计算，对桥面板进行配筋计算，控制配筋率符合相关规定。对于赤石特大桥的事故科根据对赤石特大桥的设计方案的检核，检验设计上是否存在缺陷，逐级排查，对于主梁和梁截面设计是否合理，桥墩与周边地质的勘测检验，对桥面材料的取样研究，对因错位下沉而产生的桥面断裂，对断口进行受力分析，对钢索材料的分析，还有在施工过程中监管是否到位，是否存在偷工减料或对钢索进行醋拉细的违规行为，对火灾的事故进行分析，对相关责任人员进行责任问询。对于钢绞线索因火烧而导致断裂可模拟现场对钢绞线索进行分析，火烧的确会使钢绞线在高温状态下金相发生改变，导致其抗拉强度发生改变，深一步的探讨还得进一步的数据分析后得出结论。而现在通过对斜拉桥的了解，还有近期正在开展的结构设计大赛当中我就选用的斜拉桥，制作和加载过程中不断地加深对斜拉桥的了解。而斜拉索的桥跨结构的重量和桥上承担的活荷载的绝大部分都是通过斜拉索传递到索塔上的。无论什么类型的斜拉桥均要求其斜拉索具备良好的抗疲劳性能、耐久性、抗腐蚀性和安全性。相信随着赤古特大桥事故分析的深入及通过事故所得到的教训，可以在今后建设桥梁中得到很好的经验去避免事故的发生。也更好的了解斜拉桥的工程性质，往后将工程事业越做越好，越做越大，真正的体现一个工程师应有的大工程观！世界十大斜拉桥：1. 俄罗斯岛大桥 1104米，俄罗斯，2012 双塔双索面2. 苏通长江大桥1088米，中国，2008 双塔双索面钢箱梁3. 香港昂船洲大桥 1018米，中国，2008 双塔双索面4. 湖北鄂东长江大桥 926米，中国，2010 双塔双索面混合梁5. 多多罗大桥（Tatara）890米，日本，1999 主钢边砼混合梁，双塔双索面6. 诺曼底桥（Pont de Normandie）856米，法国，1995 主钢边砼混合梁，双塔双索面7. 九江长江公路大桥 818米，中国，2013 双塔混合梁斜拉桥8. 荆岳长江大桥 816米，中国，2010 双塔双索面预应力混凝土斜拉桥9. 仁川大桥 800米，韩国，2009 钢箱梁 双塔双索面10. 厦漳大桥北汊桥 780米，中国，2013 双塔双索面参考文献：桥梁工程 谢石连主编. 北京：机械工业