哈尔滨阳明滩大桥引桥坍塌事故分析与对策

哈尔滨阳明滩桥引桥倒塌事故分析及对策翁俊峰(土木工程学院，工程管理，0901班)摘要：本文根据哈尔滨阳明滩桥概况及相关技术资料，主要从人为使用因素、设计规范因素、设计存在的问题、施工质量存在的缺陷、政府部门维护管理不足、缩短建设工期和处理事故措施不足等方面进行了深入分析，并在此基础上作出结论。 最后，结论及其他相关研究提出了相应的解决办法。关键词：阳明滩桥倒塌事故分析解决办法yangmingharbinbeachbridgecollapseaccideanalysisandcountermeasures(文俊丰)abstract : onthebasisofyangmingharbinbeachbridgesurveyaswellastherelevanttechnicalinformationanalysis mainly from the human factor the problems existing in the design，constructionqualitydefectsofgovernmentdepartments， managementandmanagementisnotinplace theconstructionfisstorthinandaccitiontermasstherespectsuchcapisofin-depth analysis， and to conclude.finally condentheconclusions和theintegrationwithordelectreandputforthecorrespondingcouncingmeasures。key words :杨明滩桥； collapsing accident； accident analysis； Countermeasures一、哈尔滨阳明滩桥概况1、工程项目介绍：阳明滩桥位于哈尔滨市西部的松花江干流，主桥通过松花江阳明滩岛而得名。 工程于2009年12月5日开工，于2011年11月6日开通，总投资额估计为18.82亿元。 哈尔滨市首座悬索桥(双塔自锚式悬索桥)，全长7133米，桥段长6464米，连接道长669米，每小时车流量达9800辆，桥面宽41.5米，双向八车道，主桥宽440米主塔高80米，桥下通航净高10米以上，可以满足松花江三级航线通航的要求。哈尔滨市是我国地理纬度最高的大城市。 年1月是最冷的月份，平均气温为-19.7，极低的值为-41.1； 年7月最热，有记录以来最高气温为39。 最大冻土深度为2.05m。 四季风变化多，以偏南风为主导风型，年平均风速为4.1 m/s，往年最大风速在14.526.0 m/s之间。 松花江哈尔滨江段属平原广滩性蛇行型多开封河段，具有坡降缓、流速小、沙含量少等特点。 松花江是季节性结冰的河流，每年11月下旬到翌年4月是结冰的时期，平均冰厚为1.4 m。2、主要技术标准：1 .道路等级：城市高速公路(双向8车道)2 .设计行走速度： 80 Km/h3 .桥梁设计负荷：道路I级人群负荷3 KN/抗震设计标准：基本震度6度，地震峰加速度0.05g，抗震设计标准为a级5 .桥梁设计洪水频率：1/3006 .坡度：纵断面坡度3%； 边坡：2%7 .其他基本指标由公路工程技术标准 (JTGB01.2003 )执行三、主要参与机构：建设单位：哈尔滨市城市建设投资集团有限公司设计单位：哈尔滨市市政工程设计院，资质为市政行业a级监理单位：黑龙江省公路工程监理咨询公司施工单位：中交二航局中国铁建13局集团4家龙建路桥中国施工单位为福建省交建集团工程有限公司中铁一局集团桥梁工程有限公司4 .结构设计概况：1 .加强梁主跨距和锚固跨距在87 m范围内加固梁为钢混凝土组合梁。 组合梁由主系梁、梁和小纵梁组成的钢梁和混凝土桥面板形成一体的组合截面。钢梁部分采用纵、横梁系统。 两根箱形主系梁，梁高3.2 m，宽2.1 m。 在两根主梁之间设置纵桥横梁，间隔为4 m，锯齿形截面，高度与主梁一致的梁分为主梁和副梁，主梁为吊索梁。 梁顶板宽度为700 mm，与主系梁顶板匹配的底板宽度为500 mm，与主系梁底板配合。 主系梁之间共设3根小纵梁，主要作为桥面支撑，与主梁整体的受力无关，小纵梁的高度为1.2 m。 钢材采用Q370qE，符合哈尔滨地区- 40 以下工作温度。 钢梁分段在工厂采用焊接，现场采用高强度螺栓连接成一体。在钢梁上放置C55钢筋混凝土桥面板，板厚250 mm。 桥面板与主系梁、梁、小纵梁之间用22 mm 200 mm的带扣眼螺钉剪力键连接。 塔底部16 m范围及钢混凝土组合梁与混凝土梁结合部的桥面板采用现浇，其馀部分采用砌块. 钢-混凝土组合梁的横截面如图1所示。图1钢-混凝土组合梁横截面(cm )过渡加固梁是改变高度的预应力混凝土箱梁，锚杆进入21 m，上下加宽配置，两加固梁的净距为1.0 m。 单宽加强梁为单箱双室截面，支点梁高度为4.58 m，中梁高度为2.3 m，梁高度按折线变化。 单宽箱梁顶宽18 m，翼缘板悬臂梁长3.5 m。 在锚杆处设置一根大横梁、宽度3 m的边的支点，横隔壁的厚度为2 m。 箱梁采用双向预应力设计，分为纵向预应力、顶板和梁横向预应力。 主缆锚定在锚杆上方的箱梁上。 钢梁采用推力施工法，最大推力跨度为76 m。 混凝土箱梁采用支架施工。 钢梁与混凝土箱梁合并后，在钢梁上铺设预制混凝土砌块和现浇段施工。 加固梁全部完成后架设主索和绳索。2 .主塔塔的主要承重结构为钢筋混凝土h式结构，塔体结构高度为80.5 m。 塔柱截面为箱形，根据塔柱建筑的配置和结构受力要求，塔柱总共为3层：上的塔柱截面尺寸为5.4 m (纵)3.1 m (横)，中塔柱截面尺寸为6.0 m (纵)3.4 m (横)，下塔柱截面尺寸为8.0 m (纵)4.4 m (横)，混凝土C50。 加固梁下设一根下梁，作为预应力混凝土结构。 塔顶设有一根上梁，为钢结构。 两柱横桥的中心间距由柱建筑的外包尺寸和车道桥面宽度决定为41 m，桥面人行道绕过柱的外侧。上塔柱根据建筑造型的要求，用外包钢框架装饰。 上塔柱混凝土的表面外包有1层12 mm厚的钢板，该钢板主要发挥双重作用：1 )塔柱工程的外型框架2 )作为钢框架装饰的埋入材料。 主塔墩基础采用2 m钻孔桩，每主墩共28根。 主塔墩承台为亚铃形，厚度5 m，GB /T504762008 混凝土结构耐久性设计规范采用Ca40空气混凝土，满足冻融环境耐久性的要求。 承台侧表面铺上花岗岩基石作为防冰碰撞体。3 .电缆系统全桥设有两根主电缆，放置在空间中。 各主钢丝绳由37根预制平行钢丝绳构成，各预制平行钢丝绳由127根5.1 mm镀锌高强度钢丝构成正六边形。 主电缆采用标准强度为1 670 MPa的镀锌高强度钢丝，固定组合最大电缆力为59 964 kN，主电缆设计安全系数为2.57。 成桥状态的主交叉主缆的矢量交叉比为1 /5。 绳索采用PE保护的7mm镀锌平行钢丝标准强度电缆，上端锚杆采用40Cr叉热铸锚杆，下端锚杆采用可拉冷铸锚杆，钢丝标准强度为1 770 MPa。 绳索顺桥方向间隔8 m，锚越过尾端的短绳索分散绳索的点16 m，索塔两侧的第1根绳索用绳索悬吊绳索的距离12 m绳索的横桥空间配置，角度为2.6 10.6。 绳索规格共计2种，PSS7 - 91和PSS7 - 55。 各吊点并列配置有2根绳索，纵桥并列配置，全桥共配置有196根绳索。 普通绳索的设计安全系数3，尾端短绳索的设计安全系数4。4 .鞍座和夹子1 )塔顶主索鞍。 塔顶鞍为全铸钢结构，材料品牌为ZG275 - 485H焊接碳钢铸件，底座支撑板为Q345厚钢板的焊接结构。 鞍槽根据主缆线状设计成空间曲线状。 为了在施工时调整鞍座的位置以减轻按摩阻力，在鞍座下方设置四氟化聚乙烯滑板，进行适应施工中的相对位移的润滑处理。2 )电缆夹和分散电缆盖。 绳索的上端通过绳索卡子挂在主绳索上，绳索卡子上下分开，上下绳索卡子用螺钉紧固。 钢丝绳夹采用低温冲击韧性和焊接性能优良的ZG20Mn低合金铸钢1，螺杆采用40CrNiMoA。 绳索夹有绳索夹和绳索夹，共有8种类型。 散索罩也采用ZG20Mn铸钢结构，以左右分开的形式，两个散索罩用螺钉紧固。二、哈尔滨阳明滩桥工程事故分析1 .过载运行桥梁结构的总体计算如下：车道载荷：PK=360 KN，qk=10.5*121=1271 KN，自行车道总重163吨，实际载荷为四挂车，预计为400500吨。 设计上允许偏向一侧，但偏向有限，按现在交通部的相关标准，一侧能承受约150吨左右的重量，但事故发生时，停在桥梁坍塌中段的大型拖车有3台，每台估计在120吨到150吨之间。 另外，另一台的距离很远，损伤程度约为30吨，很轻。 从现场来看，3辆车停在比较近的地方，总计将近500吨的重量压在一边。 根据设计，该桥的承载能力为单向50吨，即单车道一次通过50吨卡车。 3辆车停下来，重量约为500吨，相当于桥梁承载能力的78倍。 就像车辆给桥体施加了偏重一样，整座桥掌握着霸权。2 .地质调查地质调查点、深度、结合层是否达成、详细等，因为找不到相关的地质调查资料，所以无法定论，但个人认为其可能性很小。 有问题，全桥出现，不能只是引桥。3 .设计缺陷引桥采用“独柱桥墩”结构，理论上有先天性缺陷，坍塌桥总长度120米以上，桥面整体侧翻。 该120米分为3个区块，事故发生点集中分布在前2个区块，大约前80米。 桥的主要结构是钢梁和混凝土，桥体侧翻后，钢梁一点也没有变形，混凝土也没有大的损害，两者之间的连接也良好，整体上没有断裂。 因此，引桥采用“独柱桥墩”结构，理论上存在先天缺陷，作为设计者，在一些关键连杆上考虑过载连杆因素，需要加大安全系数。4 .工程监理不负责任、人情节点、专业水平等，这个问题可能存在一部分。 该监理公司是一家钢筋公司，从桥梁质量分析可以判断监理是否在工程监督中。5 .施工质量差不规范工程、野蛮作业等，可能存在部分这个问题。 从现场的情况来看，称霸的桥板的上部、下部、周围的桥体没有问题，桥板整体倾斜霸权，落下后也没有发生破坏，但是t型桥墩的悬臂端只是在端部被局部破坏，所以能够说明质量。 但是，在混凝土中发现了木材和编织袋，桥面板边缘的板和护栏出现了多个裂缝，这表明施工有一定的违反现象。6 .施工工期短阳明滩大桥原计划三年，其实十八个月就完成了。 但是，结合阳明滩桥的实际桥型和施工技术，钢梁从工厂直接拉起，直接浇混凝土，这种施工结构形式很快，当时也选择了这种比较快的形式，控制了确定的施工方案和形象进度。 桥型工程又快又慢，不能和赶工期一起谈。 逻辑上说，这样的桥的几个部分是在加工厂预制的，有霸权的主体钢梁也是在工厂预制的，现场施工的部分的比例很少。 也就是说，那个工程本身用不了3年，所以应该不是主要的要素。7 .政府监督由于业绩、骄傲、表演，无视专业规律，这方面也可能包含一些要素。 阳明滩桥建设开通，在建设规模、景观设计、建设速度、技术创新等方面创造了路桥建设新记录。 行政命令超越科学决定，不尊重科学法则。 另外，桥头没有设置限重标识。三、哈尔滨阳明滩桥工程事故分析的结论综上所述，哈尔滨阳明滩桥引桥塌陷事件的发生，不是施工部门的单方面因素，其原因是所有因素的积累，哈尔滨阳明滩桥塌陷是必然的，是责任事故。1 .车辆超载是此次事故的直接原因，是诱因。2、设计不合理是这次事故的主要原因。 由下图可知，连续箱梁横翻是因为脚帽断了，脚帽的设计不合理。 这个脚帽的悬臂梁太长，如果不能加长脚柱缩短悬臂梁的长度，就必须采用预应力脚帽，或者加大脚帽的钢筋直径和钢筋数量。 从图像来看，很明显，这方面的措施是不够的。3、施工质量粗糙、可靠，也有一定责任。 如下图所示，箱梁底板钢筋明显有偷钢筋的迹象，且不按要求捆绑，混凝土不松动，有编织袋、木棒等垃圾。4 .参与这座桥梁的各级管理机构负有一定责任。 根据以上过程和结果，监理单位和建设单位的管理责任是肯定的。四、哈尔滨阳明滩桥事故解决对策一)建立严格的桥梁安全解释责任机制，向有关负责人追究责任，落实建设、设计、施工、监理单位的桥梁安全责任。 从根本上阻止桥梁倒塌事故经常发生。二)严格按照法规和技术标准进行工程建设； 加强建设新城桥过程的质量安全监督，严格核对工程竣工，防止源头出现危桥。3 )加强桥梁维修管理； 建立城市桥梁维护与安全使用情况动态档案。 健全定期检查制度。 在此基础上进行科学分析，确定桥梁养护、维护、日常检测方案。 制定明确的城市桥梁养护内容和管理责任，妥善管理养护经费，逐一落实，加强整治，消除一些问题萌芽，防患于