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大智若愚
大凡大智慧、大聪明之人,他们都胸怀坦荡,胸襟豁达,明白大道理,对于身边琐事一目了然,当然用不着处处用心,或者甚至为一点鸡毛蒜皮的小事而与人斤斤计较。
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2019-05-23 09:28:23 | 分类:默认分类 | 标签:


2018年1月15日,波哥大-比亚维森西奥高速chirajara大桥,当工人正在如往常一样工作的时候,一座主塔突然倒塌,导致10人死亡4人受伤,这是一个非常惨痛的事故,该桥设计全长446m,主跨286m,桥面距离谷底约270m,事故发生时距离合拢只剩80m。

典型案例!震惊世界的在建桥梁倒塌事故!_1

图为桥梁倒塌后的照片

 

事故原因分析

事故发生之后,哥伦比亚相关部门立即展开营救,甲方单位也随即开展了对事故原因的调查。

首先检查的是工程材料的质量,通过现场取样后到实验室去检测,发现材料强度没有问题,符合当地规范的要求,随后进行了外观检查,甲方单位邀请美国土木工程协会在1月份时对桥梁进行了无人机桥检,结果发现未倒塌的塔存在一处明显的裂缝,并且状态不稳定,结论是随时可能倒塌。同时,甲方邀请了美国著名公司Modjeski & Masters对桥梁进行了设计复核,重新进行计算,根据M&M的研究报告表明,发生倒塌的原因是由于设计计算错误。

典型案例!震惊世界的在建桥梁倒塌事故!_2

图中红色区域,下面为横梁,横梁下面是横隔板,M&M公司通过根据设计文件建模分析,认为红色部分拉应力超限,是导致桥梁垮塌的主要原因。

M&M公司的观点是在设计中计算失误导致了主塔下横梁和横隔板在施工中超出了其设计的承载能力,导致结构发生了破坏。

而且对于尚未倒塌的塔而言,同样面临这个问题。根据M&M公司现场勘查找到的关于裂缝等证据,证实了他们的观点。

就目前掌握的资料而言,只有M&M公司提供的事故调查结论,没有任何一个机构或相关管理部门,公开向社会公布详细的调查报告,所以只能通过推测来进行分析,对于了解真实的倒塌原因还是有一些困难。

以上只是M&M公司研究后的做出的结论。

根据现有的资料,分析一下可能的原因,首先这个M&M公司提到的是存在设计失误,而且指出的位置也很明确了,就是在这个主塔的横梁和横隔板这两个地方有问题。

那么这个问题重点就是结构构造的问题,在倒塌过程当中,首先主塔有一个微小倾斜,然后主梁横隔板这个位置是向外崩开的,这个横梁位置是向两侧呈分开的趋势,结合现场目击者的回忆,混凝土突然发生巨响,然后迅速垮塌。这种情况通常都是由于受拉超限造成的。

在斜拉桥体系当中,主梁是受压的,主塔也是受压的。有可能是哪些构件存在受拉拉应力呢?无外乎就是斜拉索横梁和横隔板,然而那个横梁明明是受弯的,至于横隔板来说,一般来说斜拉桥主塔当中横梁下边设置横隔梁的情况应该是不多的,多数桥梁这个位置是镂空的。

因为没必要,在这主塔下边两个腿是纯受压构件,而且主塔也不考虑扭转问题,没有必要用一个横隔板来提高刚度。所以关于这个横隔板当中的应力,对于传统的斜拉桥结构来说应该是比较小的,主要是关于横板的这个厚度、有多少配筋、是不是有预应力,这方面的数据是没有的,这就没法对横板的用途做更多的猜测。但是哥伦比亚的桥梁工程师既然做了这样的设计,一定是有它的目的。

比如说是不是由于这个基础的地质条件不好,承台做不了太大,是不是不好抵抗V形腿底部的拉应力?可以看到这个承台非常小,几乎是没有承台,就是说用这个增加了一个横隔板,牺牲了一定的风阻,横隔板这个位置还是有能产生一定风阻的。增加这样的一个构造。同时这个目的是为了减少承台的工程量,当然这只是一个猜测了。还有一个可能的问题,就是当地的地质条件,桥位所在的这个地质条件可能真的是不好。 

考虑到这个主塔是建设在大山的斜坡上,这应该不是一个良好的桥位选择,下方的基础一定是比较深。但即便如此,还是有很大的地质灾害风险。除非是建设到山顶上,咱们国家有不少在山中的大桥的选址,很多都是架设在山顶,或者是接近山顶的位置,一跨跨越山谷。哥伦比亚之所以没这么做,可能是由于这个配套的公路不太好做,再往上做的话造价可能比较高,或者是往山顶去跨度增加了,桥梁的设计难度也随之增加,所以这座桥看上去并不宽,如果从主塔来看比较纤细,也没有大体量的承台,这大概是从减少结构自重这方面考虑的。之前哥伦比亚当地媒体的讨论和报道中,有一种说法是这个桥梁的坍塌是由于出现了地质灾害。

图片1

但是如果出现了地质灾害,假如说这个基础有了偏位,那么在倒塌的时候,由于结构还处在一个自平衡的状态,它应该是首先向一侧倒塌下去,而事实上是先有一个微小的倾斜,倒塌之后,残骸的位置和原来桥梁的位置基本上是重合的,那么至于是不是由于不良地质条件导致了基础微小偏移,然后再导致了构件当中出现了超限的拉应力,这个没有报道。但是这是可能的,当然就只能推测了,由于甲方单位后续还要用现有的基础重新建设桥梁,所以说一定会进行细致的勘察。如果事实证明的确是地质问题导致的工程事故,后期一定会有相关的报道出来,尤其是个施工单位,他一定会比较倾向于宣传这个事,到时候就有定论了。

再说说这个计算的问题,计算主要是配筋计算,有媒体报道当中说的,这个横隔梁的横梁当中没有配筋。

一个受弯构件能没有配筋吗?这个方面应该还是得信任哥伦比亚同行,不可能出这么低级的错误,一个横梁竟然没有配筋。如果说是配筋不够,这种情况是可能存在的,但是由于没有详细的数据,不好做判断,但是根据M&M公司提出的这个结论来看,明显是承载力不足。那就可能存在配筋不够这个问题,但是各国的工程设计都是要遵循设计规范。 而且哥伦比亚这座桥梁又是一座总统到现场来视察的大型工程,会出现这么严重的计算失误,难道计算书出来之后,没人审核吗,或者说是计算模型本身就有错误。

至于不当的施工荷载,的确是有很多工程事故都和不当的施工荷载堆放有关系。但是就这个桥梁而言,现有的消息来源当中,并没有看到关于施工堆载的质疑。也就是说,这个桥梁施工到这个程度,快要合拢了,桥上已经没有太多的施工荷载了。那是否说以前在某一个施工阶段出现过堆载不当,导致横梁出现的这个裂缝,然后再在某些时候这个裂缝扩展了。MM公司报告当中并没有提到,就此说来这个施工荷载应该不是一个大问题。

经验教训

应该来说,这座桥梁的垮塌是震惊世界的,至少震惊全球桥梁行业的,它给了我们一种可能性。就是原来建设当中的斜拉桥,竟然也是可以以这种形式发生垮塌。这应该是第一次,全球第一例,也算是给我们敲响了一个警钟。在设计施工当中要注意安全,关于桥梁垮塌的原因,按照MM公司调查,之后给出了结论,由于设计失误导致的结构失效。换句话说就是承载力不够。但是,就假设说是某位工程师模型算错了。那么在这么大规模的桥梁设计团队当中,怎么就没人发现?因此一个美国媒体总结的这个结论挺到位。他说对于发展中国家而言,工程建设的困难之处还不仅仅是这个技术水平的问题,不仅仅是这个事能不能干出来的问题,还有与此相关的质量管理体系,安全管理体系等等相关的配套建设,概括一下,就是专业化,标准化信息化。这个非常重要,咱们不能指望这个人不犯错误,这是不现实的。但是我们完全可以利用一个大的系统来降低风险,及时修正,才能够保证工程建设是安全的。这是我们这个职业的特点,就是在工程安全问题上不容失败,必须百分之百成功。这个现场很多问题都是可以补救的,比如桩基础打歪了,打断了可以重做,由于天气等等各种原因,工期赶不上了,可以等等。哪个局部的构件做错了,可以给拆掉,或者说严重的说给炸掉,重新再做,只有这个安全,一旦出了问题,那就满盘皆输。

就关于一些工程关键问题,施工当中遇到的,比如说可能遇到的,就对于哥伦比亚这个来说,可能遇到的地质问题,要充分的论证,充分的计算。在这个基础之上来进行安全施工。


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