《结构设计原理》课件-新疆伊犁昭苏夏塔景区将军桥垮塌事故

新疆伊犁人行吊桥将军桥倒塌

01工程概况02事故描述03原因分析04处理措施01工程概况一、工程案例简介1.新疆伊犁昭苏夏塔景区将军桥夏塔将军桥，位于新疆伊犁哈萨克自治州昭苏县夏塔景区内，是一座横跨夏塔河的铁索吊桥，建于2018年，为徒步起点及网红打卡点。相传西汉时期，一位大将军途经此地，见通行困难，便令士兵修建此桥，寓意过桥者可如将军般辉煌一生。也有说法称，左宗棠收复伊犁时，大军曾驻扎在南疆温宿县，若与沙俄谈判不成，便会经夏塔古道开拔，当时大将军营就扎在此处，故而得名将军桥。一、工程案例简介1.新疆伊犁昭苏夏塔景区将军桥将军桥总跨径约125m，单跨为约41.3m，桥宽4.4m，桥高约5m，跨中吊杆高差约2.3m。在2024年6月19日，将军桥一侧主绳已发生过损坏，导致桥面倾斜，引发游客惊慌摔倒，所幸未造成严重伤亡。事故发生后，景区方面迅速封闭桥梁区域进行维修。经过搜集整理现场资料，初步可以判断2024和2025年断裂的缆索分属两侧，维修后的缆索本次没有发生断裂一、工程案例简介2.将军桥维修过程24年6月之前基本维持这样的造型采用的是悬索吊桥结构，应该是在桥塔内部预埋的索导管，主缆穿过索导管，在最外侧的两个桥塔处直接锚在地上，平衡水平拉力。三跨的结构，中间跨的一半和最后一跨都在河床范围内，河床内存在大量块石结构。一、工程案例简介2024年6月19日，将军桥出现主缆断裂。当时的情况是，1#塔一侧的主缆断裂2.将军桥维修过程一、工程案例简介直接在主塔上方加设一根钢丝绳通过绳扣扣在原钢缆上。这一措施应该就持续了不到半个月，基本没看到对公众开放。被后面的方案替换了。2.将军桥维修过程一、工程案例简介2.将军桥维修过程2025年7月中旬，就是在桥塔上面加设一个钢座，上面加上滑轮，新设一对主缆，连接下面的吊杆。这一阶段可以追溯到2025年2月。一、工程案例简介2.将军桥维修过程第三个阶段是将原有的下层的主缆给取消，保留新增的主缆。根据照片应该是2025年上半年淡季的时候改造的，此时上部的钢座还没有采用外饰材料遮挡。02事故描述二、事故描述1.事故简介

二、事故描述2.吊桥事故经过

二、事故描述2.吊桥事故发生经过

桥上共有29人滑落到河岸与河水中（冰川融水，水温近0℃，流速达1.2m/s），其中4人因溺水、1人因撞击乱石而死亡，22人受轻伤，2人伤势较重，多为骨折、头部外伤及失温症。直接经济损失2031.50万元。03原因分析三、原因分析1.桥梁摇晃影响结构单侧缆索失效导致吊桥1#跨与2#跨出现显著倾斜；1#跨缆绳末端完全脱离支座并坠落至桥底，其桥面板呈现约30°的初始倾斜角，而跨中区域倾斜角进一步增大至约50°；2#跨结构表现出相似的破坏模式，其前端缆绳同样发生断裂，桥面倾斜情况与第一跨基本一致。三、原因分析1.桥梁摇晃影响梁坍塌前桥上约有29名游客，根据网上视频，桥梁坍塌时桥上许多游客在拍摄视频时，吊桥摇晃，吊桥产生一定幅度的横向摇晃。将桥梁主缆简化为单摆，视作周期性做部分圆周运动。L为单摆臂长（2.3m)，g为重力加速度。由于现场数据不十分确切，静止时，缆索拉力主要取决于桥面系和人群荷载质量，摇晃过程中增加了上述质量的惯性力。在同样摆动转角θ的情况下，增加摆长将引起更大的惯性力，因此摆长L偏危险取为5.0m。三、原因分析1.桥梁摇晃影响假设人群在桥面静止时，缆索拉力为T0，人群摇晃导致桥梁晃动时缆索拉力为T，当缆索横向摆动时候，缆索在摆动平面内投影与竖直方向的夹角为θ，绳长为r，则有

在单摆达到最低点时，势能转化为动能，速度达到最大，夹角为0，则绳拉力T为：

三、原因分析1.桥梁摇晃影响单摆最大拉力数据表角度θ高差Δh（m)拉力T0°0T05°0.01901.00761T010°0.07601.03038T015°0.17041.06815T020°0.30151.12061T030°0.66991.13397T0即使是达到35°的摆动角度，初步推算缆索拉力增加了约14%。实际工程中，桥面自重和人群荷载可以看成是均布荷载，最大的惯性力发生在跨中速度最大的地方。实际公路工程中，吊索安全系数取值大多不低于3.0，若人行吊桥缆索安全系数也取3.0以上，如果桥梁服役性能没有显著退化，可以初步判断符合设计规定人数的桥上人员的摆动应该不会引起结构倒塌。三、原因分析2.鞍座设计缺陷与金属材料疲劳悬索桥鞍座（索鞍）是主缆绕过桥塔的关键支撑，需确保主缆“平顺”转向以减少应力。常规大型悬索桥采用铸钢鞍座（圆弧半径为主缆直径的8～12倍）+齿板固定钢索，增大摩擦面，防止滑动。常规鞍座三、原因分析将军桥中间塔鞍座用三个滑轮替代铸钢结构，滑轮半径远小于安全标准，导致主缆转折处被过度弯折，产生二次应力。（1）金属疲劳：主缆线型随荷载变化频繁调整，滑轮机构使转折点位置不断移动，类似“反复掰铁丝”，加速钢丝疲劳断裂。（2）腐蚀加速：滑轮缝隙无法密封，水汽、盐分侵入接触区域，加速钢丝腐蚀（图片显示事故前鞍座位置部分钢丝束已断裂）。（3）局部压力过大：仅主缆下表面少部分钢丝束与鞍座接触，承载全部压力，导致局部应力集中，形成“各个击破”的断裂模式。将军桥鞍座2.鞍座设计缺陷与金属材料疲劳三、原因分析设计限载20人，事发时29人，数据显示，事发当日景区接待量超2万人次，远超设计承载能力。且存在游客蹦跳行为，但景区未限流、无安全员值守，也未设置承载量警示，缺乏防护网和救生设备。3.超载与监管缺位三、原因分析1.事故原因是将军桥未按设计建设，用滑轮代替索鞍；2.桥梁存在先天缺陷，两次维修施工均未执行基本建设程序，特别是第二次维修施工盲目改变主缆型号及线形，将主缆直接布设于索塔顶部滑轮上，致使多塔悬索桥塔顶主缆受力模式发生改变；3.滑轮主轴直径过小，主缆在长时间往复摩擦、反复弯折作用下，出现严重磨损和疲劳损伤，同时主缆因横向偏转及滑动与滑轮侧面边缘发生切割作用，导致大量断丝、断股。事发当日，在荷载作用下，3#索塔塔顶南侧主缆轴力超出钢丝绳剩余破断力，发生断裂，造成桥面倾斜、游客坠落。4.调查结果04处理措施四、事故处理1.现场救援

事故调查：官方已开展受伤人员救治、游客安抚及遇难者家属善后，事故具体原因仍在调查中。救援响应：州县两级政府启动应急机制，应急、消防、卫健等部门赶赴现场，景区于事发当晚关闭。四、事故处理技术检测管控责任安装传感器实时监测桥体应