淺談哈爾濱陽明灘大橋引橋的坍塌——設(shè)計問題

莫名堂主

昨天堂主結(jié)合專業(yè)所學分析了哈爾濱垮塌大橋的報道用詞不嚴謹以及結(jié)構(gòu)力學分析，今天堂主再次結(jié)合專業(yè)所學再來膚淺地談一談設(shè)計方面的一些缺陷，純屬個人觀點，可能不對，歡迎和廣大魚魚們討論指正。注：事故圖片來源于網(wǎng)上，結(jié)構(gòu)分析圖示來源于堂主利用圖形繪制軟件AUTO CAD繪制。

先來看看事故現(xiàn)場的一些圖片以及能解讀的與設(shè)計有關(guān)的信息：

現(xiàn)場圖片一，這是事故現(xiàn)場一張去向的圖片。我們可以看出：

1．這是一聯(lián)三跨整體傾斜倒塌，原因應(yīng)該屬于橫向失穩(wěn)；

2．這一聯(lián)橋梁倒塌后整體性還好，橋體質(zhì)量應(yīng)該過得去；

3．這一聯(lián)橋梁與旁邊的橋體分開，單獨受力，因此它傾倒后，旁邊的橋梁未受影響；

4．這一聯(lián)只有兩車道，且與旁邊的橋梁有分隔欄，結(jié)合網(wǎng)上關(guān)于該橋的有關(guān)報道，這應(yīng)該不是主路，而是輔道，估計是上橋的匝道；

5．對應(yīng)的三跨的主橋橋型，好象是變截面連續(xù)箱梁橋。

現(xiàn)場圖片二：

1．與之連接的未垮塌的來向橋梁，主梁應(yīng)該是等截面的預(yù)應(yīng)力箱型梁，橋墩是獨柱式，橋墩上有懸臂式蓋梁（橫梁），這個橫梁用于支撐兩側(cè)主梁；

2．垮塌橋梁的主梁結(jié)構(gòu)明顯不同于與之連接的未垮塌主梁，垮塌橋梁主梁的端部比較整齊光滑，只有橋面板有剪斷破壞的痕跡；

3．橫截面方向，垮塌橋梁的橋面板懸出主梁較長，而未垮塌橋梁橋面板則幾乎沒有懸出；

4．再看橋墩橫梁上，有兩跨主梁之間的接縫（伸縮縫），而且，在垮塌橋梁位置的橫向懸出位置（此處應(yīng)無主梁）有疑是主梁的部件，到底垮塌橋梁的主梁有沒有支撐在橫梁上？還是主梁在橫梁上被齊刷刷地截斷了？斷面還如此光滑？

現(xiàn)場圖片三：

1．垮塌部分的橋梁為一聯(lián)三跨，中間兩個橋墩為獨柱式，無橫梁，直接支撐箱梁，毫無疑問，這種設(shè)計橫向穩(wěn)定性差，一般常用于半徑較小、車道不寬的轉(zhuǎn)彎匝道箱梁；

2．垮塌部分的主梁為預(yù)應(yīng)力混凝土變截面箱型梁，一聯(lián)三跨；

3．箱梁端部確實有階梯狀的牛腿構(gòu)造，上面有兩個支座墊層，箱梁應(yīng)該支撐于橋墩橫梁上。

現(xiàn)場圖片四：

1．這應(yīng)該是與垮塌橋梁連接的另一端，典型的T形梁橋；

2．橋墩蓋梁尺寸略顯單薄，且懸出較長，若碰上超載車輛扎堆靠邊停車，也會夠嗆。

現(xiàn)場圖片五：

1．非常奇怪，橋墩橫梁上明顯與垮塌橋梁主梁不一樣，又占據(jù)了垮塌橋梁主梁支撐位置的那個疑是主梁的部件，到底是什么？

現(xiàn)場圖片六：

1．從這個角度看，垮塌橋梁的主梁根本沒有支撐在橋墩橫梁上，除非它在橫梁上被“切斷”，那怎么切得如此整齊，斷面又如此光滑？

現(xiàn)場圖片七：

1．看來“有圖有真相”有時候也不靠譜，為了不搞圖片上的斷章取義，再來看看這張圖片，它很清楚的表明，垮塌橋梁的主梁端部，確實是利用牛腿（即那個階梯狀構(gòu)造）支撐在橋墩橫梁上的；

2．之前的圖片，可能是視覺誤差造成的誤解。

幾個結(jié)論和觀點：

1．綜合起來，垮塌橋段為一幅三跨，橋型為預(yù)應(yīng)力混凝土變截面箱型梁連續(xù)梁橋，直線橋，中間兩橋墩為獨柱式，端部設(shè)牛腿支撐于橋墩，其簡圖如下：

2．垮塌橋段為直線橋梁，中間兩橋墩為獨柱無橫梁，整個橋梁的橫向穩(wěn)定性，僅靠自重及兩端牛腿支撐，雖然說得過去，但還是不太理想，碰到極端情況就會橫向失穩(wěn)，比如這次，幾輛超重車輛神奇般地靠邊扎堆停在橋的一側(cè)，于是悲劇就發(fā)生了。

當然，設(shè)計的因素還有很多，本文僅討論了其中一點，不當之處請指正。

結(jié)語：記得當年學習《橋梁工程》時，講到如果有荷載特別大的車輛要通過，必須提前報批，安排特定時間允許其通過，通過時其他車輛不得通行，只有該車通過，并且要求慢速、居中，不得停留?；蛟S，對于現(xiàn)在的車輛超重現(xiàn)象，應(yīng)該從法律、社會、管理、工程設(shè)計等各方面綜合解決問題。要么，就杜絕超載，要么，就修改設(shè)計規(guī)范，不要再掩耳盜鈴了。

個人感覺施工質(zhì)量還算過硬，  不能一出現(xiàn)工程質(zhì)量事故就人云亦云，應(yīng)從設(shè)計、施工等多方面入手，不宜及早下定論。從現(xiàn)場圖片來看，個人覺得梁和橋墩在事故以后相當完整，所以鄙視那些一有此類事件發(fā)生就拿施工方作為擋箭牌的不負責任的人，原因主要還是超載造成梁面橫向嚴重受力失衡以及設(shè)計上的問題。如果沒有那么大的偏向力，如果連續(xù)梁兩端的橫梁再“堅強”些，你說悲劇能就這么上演嗎。個人覺得施工質(zhì)量還是很靠譜的 設(shè)計的缺陷加上嚴重超載車輛的行駛位置導致了事故的發(fā)生。很遺憾的是每每出現(xiàn)橋梁事故的時候，所有的外界人士都會將所有的矛頭直指施工環(huán)節(jié)，折射出媒體、社會對橋梁工程知識的嚴重匱乏和對公信力的嚴重懷疑，公路橋梁事故成了表達對社會對政府懷疑和不滿的宣泄口。

老王

QQ_898AB1 發(fā)表于 2012-9-22 15:30
這個你確實外行，建橋時考慮熱脹冷縮的問題，所以橋每隔一定的距離是斷開的，這是實際的需要

真不好意思，我這個外行的外行話讓您這樣的行家見笑了，不過很奇怪，你干嘛要匿名??？

老王 發(fā)表于 2012-8-27 22:44
我是覺得建橋不是搭積木，一座橋應(yīng)該是個連續(xù)的整體，如果哪里有坍塌，那么附近應(yīng)該是有扭曲撕裂的橋體， ...

這個你確實外行，建橋時考慮熱脹冷縮的問題，所以橋每隔一定的距離是斷開的，這是實際的需要

哥的傳說

{:soso_e179:}

從你畫紅色圓圈的那個圖看，我當時有也你同樣的想法，既然是端部破壞，斷面應(yīng)該是不平整的，也應(yīng)該有鋼筋露出來，后來想想，兩聯(lián)橋相聯(lián)的部位那道明顯的縫，根據(jù)我對橋梁施工的了解，那道縫應(yīng)該是橋梁的落水管，只是從位置和拍攝的角度看，好像那道縫是位于橋墩橫梁的中間，其實仔細看，它的端面才是位于正中。我相信設(shè)計和施工的時候，他們不會犯那么低級的錯誤，不可能橋不支撐在橫梁上，要不早坍塌了，唯一的解釋，就是橋梁設(shè)計的時候，沒有考慮車輛超載且?guī)纵v車同時從一側(cè)集中通過這種極端情況，造成了橋梁橫向失穩(wěn)而側(cè)翻。從圖片看，支座的設(shè)計，也沒有使用抗拉的支座，所以側(cè)翻多半是設(shè)計的原因（我相信橋梁設(shè)計人員都是按橋梁設(shè)計規(guī)范要求進行設(shè)計和承載力驗算的，可能是沒考慮到這種極端情況，或者是安全系數(shù)考慮的不足），當然也不排除還有施工方面的原因。

老王

浪花朵朵 發(fā)表于 2012-8-27 22:33
同意老王的關(guān)點。
這個設(shè)計有問題，橋是一個整體塌下來的。外行話說力量的點沒用好。

我是覺得建橋不是搭積木，一座橋應(yīng)該是個連續(xù)的整體，如果哪里有坍塌，那么附近應(yīng)該是有扭曲撕裂的橋體，可是看圖片，基本是整塊掉下來了，這不是一塊一塊地積木嗎？很直觀地就是這塊橋面和相鄰的橋面只是拼搭在一起而已，這種橋安全系數(shù)能高嗎？對于意外風險的抵抗力能大嗎？連通俗歌曲都唱一根筷子輕易被折斷，十根筷子牢牢抱成團。。。。。。

浪花朵朵

老王 發(fā)表于 2012-8-27 22:27
說說外行話，光從倒塌的橋梁能夠這么整塊地坍塌下來，說僅僅是因為嚴重超載和施工質(zhì)量問題，而沒有設(shè)計考慮 ...

同意老王的關(guān)點。
這個設(shè)計有問題，橋是一個整體塌下來的。外行話說力量的點沒用好。

老王

說說外行話，光從倒塌的橋梁能夠這么整塊地坍塌下來，說僅僅是因為嚴重超載和施工質(zhì)量問題，而沒有設(shè)計考慮不嚴謹?shù)膯栴}，我這大外行都不信！