突发！广州北斗大桥，墩柱被船撞剪切破坏！

7月12日晚，一艘船与广州番禺北斗大桥发生碰撞，破坏形态为典型的剪切破坏。

事发过程

从视频清晰可见，昨晚船可能"醉驾"了,航行偏离航道，与桥墩来个亲密的接吻。所幸，桥墩撞击力在可控范围内。

7月13日6时05分左右，一艘集装箱船与广州番禺北斗大桥发生碰撞，导致大桥一底座产生严重裂痕。

广州日报·新花城记者第一时间赶赴事故现场。由于桥墩被撞，目前，番禺区北斗大桥双向临时采取交通管制，禁止通行，在此提醒，市民和车辆请绕道行驶。往来沙湾及榄核两岸，请提前做好出行规划，预留充裕的出行时间。

同时，广州海事局已发布航行通告，对沙湾水道沙湾大桥至紫坭河口的北斗大桥附近水域实施临时封航的交通管制措施，“海巡09099”、“海巡09083”等海巡船艇在现场维护交通秩序和警戒，防止过往船舶进入封航水域。撞击桥梁的集装箱船“新谷333”已选择安全水域抛锚，事故调查工作正在进行中。

广州日报·新花城记者在现场看到，番禺北斗大桥被撞桥墩已经歪斜、裂开，水泥块散落。一起看看记者现场发回的大桥最新情况。

文、图/广州日报·新花城记者：耿旭静、李波

类似工程事故

01

6月23日上午11点50分左右公路上 在美国华盛顿特区东北部，一座人行桥垮塌，造成至少五人受伤。 一辆卡车受困，数十加仑柴油泄漏。

这座人行桥横跨DC-295公路，上午11点50分左右公路上发生车辆事故，冲击力导致人行桥垮塌。警方称车辆撞击导致桥墩受损偏离，事故原因仍在调查中。DC-295预计将至少持续关闭到周四。

警方怀疑这辆载有500加仑柴油的卡车顶部撞到桥上 ，该桥高度为14英尺，卡车理应可以通过。撞击导致卡车泄漏，已有大约25加仑的柴油流入附近的排水管，一个危险物质处理小组已释放了特殊材料，以吸收柴油并减轻对管道造成的危害。

桥梁坍塌后DC-295公路上出现大面积堵塞，向北延伸至少3英里，向南延伸1.5英里

。

02

2019年03月17日海淀区车道沟桥下有公交车未注意到道路限高而撞上了车道沟桥的横梁。据悉这辆车属于公交集团第四客运分公司，发生撞桥事故，是因为司机开车走神，走错路造成的。主辅路、辅路限高。2019年4月25日，杭州艮秋立交一层南向北方向的桥洞下，从视频上可以看到大巴车的顶部直接撞向了桥顶。

与桥体发生碰撞后，公交车 车头部位严重变形，驾驶室面目全非。

驾驶室损坏严重

03

2019年5月18日， 晚上10点半左右，杭州市 庆春路与秋涛北路交叉口的一座人行天桥塌了！

从一段疑似直击视频中可以看到，这辆货车缓速穿过斑马线时，装载的大型货物将人行天桥往前冲击，靠近中轴的人行天桥率先断裂，随即半截天桥垮塌。

现场照片来看，人行天桥倒塌时，一个匝道压在了一辆大型货车上。

事发地点

随后，记者赶到事发现场。 庆春东路人行过街天桥呈“工”字形 ，钢箱梁结构，设有4对自动扶梯。

这辆涉事货车是皖S车牌，红色车身，长约十几米，车头受撞击破损，装卸的半圆形铁架高约五米，司机是一名30岁左右的男子 。

从现场来看，人行天桥上挂着限高是4.5米的警示牌，但明显这辆半挂车装的东西明显高于了4.5米。 

附近的小区居民告诉记者，据他们回忆，事故发生时大概是在10点10分左右。“当时我们在小区门口聊天，就是在旁边的采东路上，有人跑过来是天桥塌了！”

据现场目击者杨女士说，当时她正走在桥上，突然听到一声巨响，对面的天桥倒塌了！杨女士和男友赶紧从楼梯上往下跑，她怕撞倒天桥的货车会继续冲过来，把北面的天桥撞断。

04

2019年12月31日下午14时40分，山东省胶济客专胶州北至高密间铁路桥被一辆超限汽车撞击，导致桥梁变形，中断铁路行车，事故没有造成人员伤亡，铁路部门已启动应急预案，抢修受损桥梁。

途经此区段的部分旅客列车晚点。铁路部门立即启动应急预案，抢修受损桥梁，利用济青高铁安排部分旅客列车迂回运行。

12月31日17时30分，济南铁路官方微博发布通告：

胶济客专东起青岛，向西经潍坊、淄博至济南，于2008年正式通车，设计时速250公里，运营时速200公里。

网上事故现场图

网络上流传的事故现场图显示，高架铁路桥下部有明显的撞击痕迹，已有部分结构脱落。

12月31日晚间，国网山东电力公司官方微博发布消息，表示国网高密供电公司已达到事故现场，提供应急照明配合抢修。 (图中黄色车辆非事故车辆，为应急电力车)

交通部门对货车所运输货物的长宽高有规定，从事故现场图可以看出，济南铁路局通报中所说的“超限车”，是指运输货物超高了。

由于行车中断，造成途径沿线车站的列车大范围晚点，部分列车被取消。以济南站为例，掌上高铁APP显示，经济南前往北京、青岛、上海的大量列车晚点，部分列车晚点时间超过200分钟。

而事件发生后，#山东高铁#在微博上了热搜，阅读量1.3亿，讨论4469。根据一些旅客称，高铁动车在潍坊车站停车，延误了4个半多小时。截至到今年上午，还有网友在讨论山东高铁晚点话题，不少网友称，没想到今年是在动车上跨年。

05

九江大桥船撞塌桥

2007年6月15日 5时许 ，一辆运砂船（南桂机035号）撞上九江大桥桥墩，千吨砂船船头砸入江底。

4辆货车不幸坠落江中，9条鲜活的生命瞬间消逝。桥断人亡...

南桂机035号船主杨雄，“肇事”船长石桂德。

法院最终认定，2007年6月15日凌晨5时许，“南桂机035”运砂船从佛山高明顺流开往顺德途中偏离了主航道，致使在通过九江大桥时与该桥23号桥墩发生触碰，导致九江大桥23号、24号、25号三个桥墩倒塌且引发桥面坍塌，共造成8人死亡。

2011年11月，广州市海珠区法院一审，裁定运砂船对大桥坍塌负全责，以交通肇事罪判处“肇事”船长 石桂德有期徒刑6年 。石桂德不服一审，提出上诉。

2013年9月13日，广州中院终审，维持一审原判，并驳回石桂德的上诉。

被告人石桂德    曾强 摄

事过多年， 涉事船主杨雄 仍在对当年的判决坚持抗诉。今年6月，广州市检察院驳回了他的抗诉申请。广州市检察院认为，该案不符合抗诉条件， 不予抗诉。

船主杨雄（右）的父亲杨三珠（左）认为，只有打捞关键物证船头，方能证明船是否撞桥，否则疑罪从无，应释放船长。凤凰网王去愚摄

事故责任仅用1天就认定：

当年大桥垮塌第三天，应广东省府事故处理领导小组邀请，以桥梁专家孟凡超为首的10名专家，仅用1天时间，即认定大桥质量无问题，事故责任在船。

要求抗诉申请人举证:

对于杨雄等人认为大桥系自身安全隐患倒塌压沉船只的主张，广州检方没有否认其证据的真实性，却变相 要求抗诉申请人为大桥倒塌原因举证 。

证据缺失，判决结果不影响：

本案庭审期间， 公诉机关同样没有证据 证明运砂船撞了桥墩。

2009年，在一份补充侦查报告书中，广东海事公安局称，由于船艏被切断仍留在水下，目前的技术手段已 无法查证船艏是否存在碰撞痕迹 。

但这一关键证据的缺失却没有影响广州两级法院的判决结果。

2014年10月，船主的父亲杨三珠自费聘请了三位水文工程师、桥梁工程师、岩土工程师组成小组，实地勘探九江大桥原24号桥墩，并提交了勘察报告。

这份勘察报告认为，共33.8米长的24号桥墩各基桩桩尖位于强（中）风化花岗岩岩层， 不符合 桥墩各基桩桩尖必须嵌入新鲜基岩深度不小于2米的设计要求， 存在短桩问题 。

当年该事故的专家组共有10位专家任组员。 而专家们得出桥梁质量合格结论一共只花了1天时间，并于2007年6月19日对外公布。

对此，广东省政协常委、桥梁设计专家黎宝松当时认为， 现在提出“不关桥事”的结论太武断。

专家组结论公布次日，《南方都市报》陆续刊发《九江断桥，桥没责任》、《专家组：不是桥差，是船狠》等评论文章。评论称，断桥事故不只是一次工程质量危机，也是一次公关危机， 需要使民众真正信服和接受事故鉴定结果 。

……

以上各种事故出现，大多是由于车辆装载高度小于跨线桥的净高，但装载货物要超出车体，可能超宽，桥墩防护仅设置了波形梁护栏，并未做任何的混凝土包封或者其他防撞措施。 在设计中，应注意中分带落墩要有足够的宽度，建议采用混凝土护栏防护，并保证适当的变形距离。

类似工程事故屡见不鲜，均非常见事故。希望我们桥梁工程师在设计时，多用心考虑下各种极端条件下，确保我们终生免责。爱自己，爱家人，爱人民！

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附：上海内河桥梁防撞设计经验

目前，国内外桥梁防撞设施根据其设置场所大致可以分为直接式和间接式 2 种。直接式防撞设施是指防撞设施与桥梁承台直接接触，船桥碰撞发生后撞击力经防撞设施吸收部分能量后直接作用于桥梁承台。在直接式桥梁防撞方案中，钢套箱式防撞装置得到广泛应用。间接式防撞设施是指在桥梁承台外设置防撞设施以抵御船舶撞击，常见的间接式防撞设施主要有人工岛等。以上防撞设施常用于跨江、跨海大桥，而城市内河中跨航道桥梁所在区域的通航水域往往较为狭窄，特别是对于水中设墩的桥梁，桥梁承台会对所在水域产生紊流效应，导致通航水域更为狭窄，不具备钢套箱、人工岛等防撞设施的实施条件。因此，根据上海市内河航道通航水域狭窄的基本特点，提出一种适用于上海市内河既有跨航道桥梁的独立墩式防撞方案，并采用动力有限元软件对该方案进行相关计算和论证。

工程案例

1.1 基本概况

某高速公路桥为梁式桥，桥梁共有 4 座主桥墩且均位于航道内，桥墩为实体墩。桥墩之间为通航孔，通航孔净距满足双向通航要求。桥梁所在航道为限制性航道，航道等级为 VI 级。根据航道现状等级，其代表船型为 200 吨级油船和 200 吨级干散货船，设计代表船型尺寸见表 1 。根据设计代表船型尺寸，选取船型尺寸较大的 200 吨级油船作为设计代表船型进行相关计算分析。

1.2 防撞设计方案

本工程采用独立墩式防撞设施对桥梁承台进行防护。根据桥区现状条件，独立墩式防撞设施布设于桥梁承台上下游，距离桥梁承台 1 m 。防撞设施采用 5 根Φ 1 000 mm 钢管桩作为结构桩基础，上部采用现浇混凝土墩台结构。混凝土墩台厚度根据桥区水位和代表船型船首结构等因素综合取值为 2.5 m ，墩台顶标高为 4.5 m ，底标高为 2.0 m 。上部混凝土墩台迎撞面采用弧形尖头设计，便于在遭受船舶撞击时拨转船头，从而使船舶远离桥梁承台。同时，为延缓船舶撞击时间和减小撞击力，并在一定程度上减小船舶撞击面的破坏程度，在设计上对独立墩式防撞设施迎撞面设置复合防护材料。独立墩式防撞设施在布设过程中，为不侵占现有通航水域，防撞设施通航孔侧复合材料边线须与桥梁承台边线齐平。独立墩式防撞设施布设平面图和结构平面图分别见图 1 、图 2 。

船舶撞击力数值计算

船舶与防撞设施的碰撞是一个复杂的动态能量交换过程，很难建立一个精确的数学模 使之完全解析。 实施实体碰撞试验将耗费巨大成本，在实际设计过程中难以被普遍运用。 随着数值计算方法的发展和计算机硬件条件的改善，采用有限元仿真模型对船舶和防撞设施进行虚拟碰撞试验成为解决该问题较为理想的途径。 针对上述工程，利用动力有限元软件对船舶在一定航行速度下与独立墩式防撞设施的碰撞进行分析。

2.1 计算参数和工况

船舶撞击独立墩式防撞设施工况的影响因素较为复杂，与桥区所在航段的自然条件、水流条件等相关。根据桥区所在水域的水流条件、自然条件、通航船舶等因素，本次计算船舶撞击速度取 3.4 m/s 。碰撞工况根据桥区现状条件综合确定，计算考虑 2 种典型工况。工况 1 ：最高通航水位条件下船舶正向撞击独立墩式防撞设施；工况 2 ：最低通航水位条件下船舶正向撞击独立墩式防撞设施。由于侧撞条件下船舶不失速，依然保持部分动能，而船舶正撞后速度在极短的时间内几乎降为零，原有动能近乎全部转化。因此，相较侧撞工况而言，正向撞击工况更为不利，故不再考虑侧撞工况。

2.2 有限元模型

根据桥区地勘资料、独立墩式防撞设施设计图和船首结构图，建立三维有限元网格模型。碰撞有限元模型见图 3 。船首和独立墩式防撞设施模型结构采用精细网格，网格尺寸控制在 10~30 cm ，并根据碰撞位置的不同调整网格密度。

2.3 材料模型

碰撞有限元模型主要涉及钢和混凝土等 2 种材料。由于碰撞局部区域材料经历高应变速率，而钢材作为应变速率很高的材料，其屈服应力和拉伸极限强度均会随着应变速率的增加而增加。因此，考虑应变速率效应的材料本构关系对于碰撞和冲击问题是十分重要的。相关研究表明，通常在 2 ～ 10 m/s 的撞击速度范围内，应变速率会对材料的屈服应力和拉伸极限强度产生显著影响。因此，在材料模型中应充分考虑应变速率的影响，并将这一材料特性的变化反映到上述碰撞局部区域材料的本构关系中。

描述软钢材料应变速率的本构方程有很多，其中 Cowper-Symonds 本构方程 [4] 与实验数据吻合得较好，应用最为广泛，适用于理论分析和数值计算。 Cowper-Symonds 本构方程的多轴应力形式为

式中：σε ' 为塑性应变速率等于■ε时的等效动态屈服应力；σ 0 为相应的静态单轴屈服应力； D 和 q 为应变速率参数，可通过材料的单轴动态拉伸试验或动态纯剪切试验得到，对于软钢，取 D=40.4 ， q=5 。

混凝土材料相对于船首刚度较大，为简化分析，计算时采用线弹性本构关系，参数按实际情况输入。对于摩擦因数，钢与钢之间的摩擦因数取值为 0.15 ，钢与混凝土之间的摩擦因数取值为 0.35 。

2.4 计算结果

2 种不同工况下的船舶撞击力采用动力有限元软件计算得到。在船舶撞击过程中，工况 1 条件下独立墩式防撞设施所受撞击力的时间历程曲线见图 4 ，工况 2 条件下独立墩式防撞设施所受撞击力的时间历程曲线见图 5 。从图 4 、图 5 可以看出，船舶碰撞过程持续时间十分短暂，最大撞击力持续时间约为 0.3 s 。在工况 1 条件下船舶最大撞击力为 4.37 MN ，在工况 2 条件下船舶最大撞击力为 6.87 MN ，最大撞击力出现的时间分别在 0.63 s 和 0.68 s 时。

在碰撞过程中，船舶巨大的撞击力使防撞设施在遭受破坏后产生一定的位移。工况 1 条件下防撞设施在遭受撞击后桩顶位移时间曲线见图 6 ，工况 2 条件下防撞设施在遭受撞击后桩顶位移时间曲线见图 7 。工况 1 条件下防撞设施桩顶最大位移约为 79.6 mm ，工况 2 条件下防撞设施桩顶最大位移约为 91.8 mm ，远小于方案设计过程中预留的 1 m 安全距离。因此，可以认为即使在极端条件下防撞设施遭受船舶撞击后对桥梁承台也不会产生影响。

工况 1 条件下碰撞后船首应力云图见图 8 ，工况 2 条件下碰撞后船首应力云图见图 9 。从图 8 和图 9 可以看出，碰撞后船首出现较大的变形，消耗部分船舶的动能。

2.5 方案评估

根据计算结果：最高通航水位条件下船舶正向撞击独立墩式防撞设施的最大撞击力为 4.37 MN ，遭受撞击后独立墩式防撞设施最大位移为 79.6 mm ；最低通航水位条件下船舶正向撞击独立墩式防撞设施的最大撞击力为 6.87 MN ，遭受撞击后独立墩式防撞设施最大位移为 91.8 mm 。 2 种工况下独立墩式防撞设施的最大位移远小于设计方案中预留的 1 m 安全距离。因此，独立墩式防撞设施的设置对桥梁承台可以起到一定保护作用。同时，独立墩式防撞设施的布设并未侵占横向通航水域，与钢套箱等大型防撞设施相比，对通航影响较小。

独立墩式防撞设施的施工

独立墩式防撞设施的施工需结合桥区所在位置的现场实际情况和交通条件等因地制宜进行。对于桩基础，由厂家预制后经陆路运输至施工场地，采用打桩船锤击沉桩。由于施工地点通常位于桥区附近，桥下管线众多，因此在沉桩作业前须对桥区上下游管线进行摸排，避开管线。沉桩完毕后应及时进行夹桩，加强桩基之间的连接，确保桩基稳定性。 [5] 同时，对于施工区域周围的建筑物和岸坡，应及时进行沉降观测，避免对周围建筑物产生较大影响。

结语

• 基于上海市内河航道中既有桥梁桥区通航水域狭窄的基本特点和未来通航船舶大型化的发展趋势，提出适用性更广的独立墩式防撞方案，并采用动态有限元软件对碰撞过程进行模拟，验证方案的可行性，为桥梁安全提供保障。

• 有限元计算结果表明：最高通航水位条件下船舶正向撞击独立墩式防撞设施的最大撞击力为4.37 MN，经撞 击后独立墩式防撞设施最大位移为 79.6  mm ；最低通航水位条件下船舶正向撞击独立墩式防撞设施的最大撞击力为 6.87 MN ，经撞击后独立墩式防撞设施最大位移为 91.8 mm 。 2 种工况下独立墩式防撞设施的最大位移均小于设计方案中防撞设施距离桥梁承台的 1 m 安全距离。因此，增设独立墩式防撞设施能够避免船舶直接撞击桥墩，对桥梁起到明显的保护作用。

• 与钢套箱等大型防撞设施相比，独立墩式防撞设施在布设上未明显占用桥下通航水域，对于通航水域狭小的内河航道适用性更好。

• 为进一步保护桥梁承台，建议在经过论证确保不影响船舶通航安全的前提下在桥梁承台通航孔侧增设柔性防护材料，以提高桥梁承台的耐久性。