大跨径桥梁施工事故分析

《大跨径桥梁施工事故分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大跨径桥梁施工事故分析（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、一、大跨径桥梁施工塌桥事故1 湖南凤凰县堤溪沱大桥新闻背景：2007 年 8 月 13 日下午，湖南省湘西土家族苗族自治州凤 凰县正在建设的堤溪沱江大桥发生坍塌事故，造成 64 人死亡，22 人受伤，直接 经济损 失 3974.7 万元。事故发生后，国务院组成事故调查组，立即开展了调查 工作。 经调查认定， 这是一起严重的责任事故。由于施工、建设单位严重违反桥梁 建设的法规标准、现场管理混乱、 盲目赶工期，监理单位、质量监督部门严重失 职，勘察设计单位服务和设计交底不到位，湘西 自治州和凤凰县两级政府及湖南 省交通厅、公路局等有关部门监管不力，致使大桥主拱圈砌筑 材料未满足规范和 设计要求，拱

2、桥上部构造施工工序不合理，主拱圈砌筑质量差，降低了拱圈 砌体 的整体性和强度，随着拱上施工荷载的不断增加，造成 1 号孔主拱圈靠近 0 号桥 台一 侧 3 至 4 米宽范围内，砌体强度达到破坏极限而坍塌，受连拱效应影响，整 个大桥迅速坍塌。 12 月 7 日，国务院常务会议听取事故调查组对事故调查处理 情况的汇报，讨论通过了对相关 责任人和责任单位的处理意见。 12 月 7 日，国务院常务会议听取湖南省湘西土家族苗族自治 州凤凰县正在 建设的堤溪沱江大桥发生坍塌事故调查组对事故调查处理情况的汇报， 讨论通 过 了对相关责任人和责任单位的处理意见。 根据国务院常务会议的决定，湖南省有关部门已 将

3、对事故发生负有直接责 任，涉嫌犯罪的湘西自治州公路局局长兼凤大公司董事长胡东升、总 工程师兼凤 大公司总经理游兴富和湘西自治州交通局副局长王伟波等 24 人移送司法机关依 法追究刑事责任。对事故发生负有责任的湖南省交通厅、湘西自治州政府相关负责人，省、州 公路局和省路桥集团公司，以及设计、监理、质监等单位的32 名 责任人给予相应的政纪、党 纪处分。事故原因（1）桥墩基础 事故的勘测调查从最东侧，也就是最早坍塌的一号桥孔原址开始。虽然大桥 倒塌原因的调 查才刚启动， 但最初的桥梁选址和地质勘测成为技术推定的第一个 “罪魁”。 大桥的承建单 位为湖南路桥公司，但其后的分包却甚为复杂。2005 年

4、初，其工人在设计图纸上所标示的 1 号 桥墩位置上施工，竟挖出一个大岩洞，这在勘 测报告上并未标明。 在大桥东边的第一个桥墩 下面有个很大的溶洞，洞口宽约 1 米多，这个溶洞 一直通向进入凤凰县城的城北大道方向。据 介绍，施工方对这个地基上的大溶洞进行简单填充，“没有挖掘很深就开 始砌了。”吴福生说。 “现在专家们正在对 1 号桥墩下的这个岩洞进行钻探，寻 找事发原因。”一位曾参与大桥前期 工程的专家告诉记者。（2）原材料堤溪沱江大桥的桥型是当地常见的石拱桥，造价较钢筋混凝土大桥低廉。由 于当地缺河沙， 大桥采用浆砌结构，石块和石块之间的黏合剂是用山上的石头磨 成的粉末，和水泥搅拌制成砂 浆。

5、工人田茂看到，运来的砂子里面还掺有泥巴， 这会影响砂浆的黏合度。“施工人员李佳检 查时也说，这沙土有问题。但最后还 是照样用了。”“砂子没有用水冲过，都直接倒进搅拌机。” 刘名说。 刘名从大桥开建就来到这里， 负责切割桥面和桥墩所需的大块石料。 按规定， 石 块的标准厚度是 20 公分。但老板告诉他，18 公分的也可以收。“既然这样就 越切越薄，切得 最薄的有 16 公分。” 据说一切都是为了节约成本，大桥总投资 1200 万，工程款总是莫名其 妙地 缺位。（3）支架拆除这次倒塌的石拱桥属于 4 跨连续石拱桥，桥梁是对称型，四个桥拱之间靠巨 大但平衡的 张力互相支撑着，环环相扣。“要想安全牢固

6、，必须注意对称。拆脚手架时是它的一个危险期。“拆时也要均衡，不能光卸一边，要几个支 点同时卸。如 果拆除脚手架时顺序出了错误，造成石拱受力不均，其中一跨坍塌后，其相互抵消的水平推力 消失，导致拱圈产生的水平推力失衡，就会形成多米 诺骨牌式的连环倒塌。” 也就是说，从侧 面产生的单向水平推力，才是这种几跨联拱大桥最危险的敌 人。 脚手架的拆除也分包给了不 同的工程队，大家各自为战。专家意见 华南理工大学交通学院博士生导师、教授王荣辉告诉记者，拱桥在建造过程 中的确特别容 易出问题，尤其是连拱桥，如果一个桥拱出了问题，连拱就会全部倒塌。据了解，几年前，贵 州一座在建拱桥同样也发生过坍塌事故。 为什

7、么拱桥容易出事呢？王教授认为，虽然拱桥建造 在技术上并不困难，但 对施工的要求却比较高，如果砖块没有压紧或者混凝土强度没有达到要 求，都会 影响到拱桥桥拱的形成，从而导致桥梁的质量隐患。因此建造拱桥的施工队伍都 必 须有丰富的经验。而且，拱桥建造的后续步骤也马虎不得，一旦出错会使整个 工程功亏一篑， 比如拱桥建成后，为了使桥拱达到一定的强度，不能马上拆除脚 手架；拆除脚手架必须严格按 照一定的顺序进行，整个过程必须进行施工监控。由于拱桥造价便宜，许多经济相对落后的农 村地区都偏好建造拱桥。但王教 授并不建议修建拱桥，“从安全角度来看，普通桥梁更加经济 实用。” 清华大学土木工程系一位研究桥梁建

8、筑质量的教授通过分析照片认为， 湖南 凤凰县 沱江大桥的施工质量存在问题，为偷工减料的豆腐渣工程。这位专家表示，堤溪沱江大桥为等 截面悬链空腹式无铰拱。理论上说，拱桥 施工应首选钢筋混凝土结构，其次为混凝土或统一规 格的石材（大块石）。而从沱 江大桥拦腰折断桥墩的缺口看，全是碎石块和石子，里面根本没有 钢筋或规格的 石材。所以可以说该工程为偷工减料的豆腐渣工程。 他认为，桥的破坏源点为 桥墩。对桥梁起破坏作用的主要是水平推力，如桥面上错车，行走都可产生水平推力。当桥没 有承受水平力的支撑，桥墩质量又不 过关时，整个桥会在瞬间坍塌。任何桥都要有能够承受水 平压力的制动构造，而 从照片上看不出沱江

9、大桥有相关构造。湖南凤凰大桥垮塌疑惑之一：乱石拱还是料石拱？ 下图的桥墩断面，同样是惨不忍睹。除了窟窿，混凝土砂浆标号也是个问题。 这次事故的责任，出在设计不当，施工单位出问题的可能性比较小。更具体一点，就是整 体方案严重错误。从目前披露的情况看，该桥是一座多垮高墩的拱桥，桥墩高达 40 多米。纯 由岩石堆砌而 成。这是出问题的关键。 拱桥和梁桥的一个重大区别是， 梁桥的桥墩只承受纯向下的压力和 垂直的水 流冲击力。水流的冲击力和桥梁的正压力相比，很小。也就是说，桥墩主要是承 受 正压力。 拱桥不同，桥墩除要承受全部的正压力和水平的水流冲击力外，还要承受极 大的侧 向力，侧向力的大小由拱桥桥拱

10、的弯度确定，桥越越弯曲，侧向力越小，桥拱越平，侧向力越 大，甚至可以达到正压力的数倍。现代拱桥都比较平，可以 肯定，侧向力一定超过了正压力， 非常大。 古代和平常所见的石拱桥，为了抵消这个巨大的侧向力，一个办法是将桥拱 修得很 弯曲，像苏州小河上的石拱桥那样，几乎成半圆型。另一个办法是不修桥墩，直接将侧向力引 到江河两岸的堤坝上。因此，拱桥是不适合修高墩桥的。高 墩拱桥稳定性会很差。 凤凰桥 设计者没有考虑到拱桥的这个特点， 在这样高的位置修拱桥就是一 个极不明智的选择，甚至 可以说是错误的选择；高桥墩的抗侧推力的能力很差，因此，高墩一定要用钢筋混凝土筑墩。 这 样，才有比较强的抗侧向推力能力

11、。恰恰相反，设计者将桥墩设计为不用钢筋的 石块堆砌， 这样高度的砌石墩，只能承受正压力，不能承受侧向力。一旦有侧向 推力产生，桥墩必垮无疑！ 这样高大的桥梁，其自重就很大，侧向推力更是自重的数倍。随着大桥完工，脚手架拆除， 大桥自重和侧向推力就完全传到地面和大桥两端，一定会产生 向下的沉降和向两边推移。于是， 巨大的侧向力全部由不能承受侧向力的桥墩承 担，桥墩必然向一侧断裂，导致全桥垮塌。2 深圳盐坝高架引桥2000 年 11 月 27 日，深圳盐坝高架引桥突然发生坍塌，该桥位于盐田港附 近，自 7 月 份开始施工，预计 12 月底完工。坍塌桥面宽 20*30 米，高 20 多米， 坍塌长度约

12、 30*50 米， 当时桥面施工情况为部分已浇灌混凝土，部分仍为钢筋铁 丝网结构。原因经过一个月的调查， “11.27”盐坝高速路高架引桥倒塌事故原因现已查明， 支架构造和 设计存在缺陷、施工方法和工艺不当等综合因素，是导致盐坝塌桥的 罪魁祸首。 导致盐坝塌 桥的原因主要是：施工中立杆垂直高度误差偏大，部分扣件未能完全拧紧，同时水平杆件连 接未采用搭接方式，削弱了支架整体稳定性； 坍塌的第七跨在支架设计中横向未设剪刀撑， 纵向虽设置了剪刀撑，但数 量不够，造成支架主体稳定性不足； 支架设计中对不利荷载因 素及荷载分布状况认识不足，未采取相应的对策和措施，使支架整体稳定性存在安全隐患。 施工单位

13、、监理部门管理不力，安全质量意识淡薄也是不容忽视的原因之 一。3 泸州大桥桥墩坍塌2001 年 12 月 21 日，泸州大桥桥墩坍塌 。隆叙铁路泸州大桥全长 1400 余 米，总投资 16 亿元， 2000 年 11 月动工，工期两年。据施工队负责人介绍， 晚 9：10，工人在位于长 江中心的正在施工的 2 号桥墩捆钢筋外膜时，突然发生 坍塌事故。4浙江省海宁市硖石镇新虹桥倒塌2000 年 5 月 27 日，浙江省海宁市硖石镇正在建设中的新虹桥轰然倒塌，未 造成人员伤亡。5 招宝山大桥主梁断裂 宁波大桥由中外合资宁波大桥股份有限公司投资建设，总投资4.26 亿元。 主桥采用单叉 双错面钢筋混凝

14、土斜拉桥结构，全长 2482 米，其中主跨为 258 米，在同类型桥梁中位居亚洲 第一、世界第二。去年 9 月，大桥梁体上下晃动、 跳动，经检查，发现梁体出现两处断裂， 断裂处都在桥板的底部。浙江省交通厅质检站曾出具一份断裂事故调查报告， 报告显示： 设计不合理、 主梁结构 单薄尤其是底板厚度过薄、 有效截面较小从而导致受压区实际应力偏大 是直接原因，另外还 有设计对构造细节和预应力体系考虑不周等因素。报告特别 指出，设计单位在已出现事故苗头 的情况下，仍未重视。 据了解，宁波大桥的设计单位是天津市政工程设计研究院。当初工程设 计招 标时有 6 家单位参加，最终因为该设计院的方案设计超前、桥型

15、美观而中标。 施工单位 表示，他们是完全按照设计要求建设的。 1998 年 9 月 24 日，招宝山大桥主梁断裂。位于甬 江入海口的宁波大桥是规 划中我国沿海快速通道的主要桥梁，因发现两处梁体断裂，建筑工人 们不得不开 凿已造好的桥面。大桥梁体上下晃动、跳动，经检查，发现梁体出现两处断裂， 断 裂处都在桥板的底部。据施工人员说，该设计方案技术比较先进，但也比较边缘，安全系数不 大。6广东增槎路高架桥支架坍塌2004 年 12 月 13 日，广东增槎路高架桥支架坍塌。广清高速公路增槎路江 南农贸市场路段正在施工的一段高架桥支架忽然发生坍塌，事故造成 2 人死亡， 7 人受 伤（其中重伤 1 人）

16、。现场也有施工工人认为，是因为脚手架各个接口的 螺丝没有上紧，导致 高架桥受力不均才塌方的。7 重庆綦江步行桥发生整体垮塌事故1999 年 1 月 4 日，重庆綦江步行桥（綦江彩虹桥）发生整体垮塌事故。横 跨重庆綦江 县新旧城区的一座步行桥突然整体垮塌。据不完全统计，截至5 日 18 时，已死亡 24 人，轻 重伤 16 人，十几人下落不明。这座长约 102 米的中承 式拱形桥，是綦江县城主要的人行桥， 建成还不足三年。 专家组认为：中承式拱形桥的拱架钢管焊接存在严重缺陷，个别焊缝出现痕 缝性裂痕；焊接质量不合格；混凝土强度不足，普遍低于设计标号的 13；连 接桥梁、桥面 与钢拱架的拉索、铆片、铆具都有严重锈蚀。另外，已发现工程承发包不符合国家建筑管理规 定和要求，施工单位系个人挂靠行为，不具备市政工 程施工资质，该桥实际属私人设计、组织 施工。8 重庆南门大桥2001 年 11 月 7 日，重庆南门大桥位于宜宾城内的长江（长江上游也称金沙 江）