小议对桥梁坍塌事故的分析

【摘 要】桥梁存在于自然界中，满足我们的使用要求。不管是在其建造阶段还是运营阶段，都不可避免的受到来自自然界的各种因素的影响，像洪水、地震、风沙、冰冻、泥石流等；同时，桥梁也会受到设计、施工失误、超载等人为因素的影响；此外，桥梁所采用材料的自身性能也会不断退化，从而导致结构各部分不同程度的损伤和劣化。
　　一、泥石流造成的桥梁坍塌事故
　　1.泥石流造成的桥梁坍塌事故现状
　　泥石流是介于流水与滑坡之间的一种地质作用。在适当的地形条件下，大量的水体浸透山坡或沟床中的固体堆积物质，使其稳定性降低，饱含水分的固体堆积物质在自身重力作用下发生运动，就形成了泥石流。泥石流是一种破坏力很大的山区自然灾害，一次强大的泥石流，常常会冲毁桥梁，淤埋铁路，淹没车站，中断交通。是山区建设和铁路、公路运输中必须注意的自然灾害。我国是一个多山的国家，山地面积约占总面积的三分之二以上，因而泥石流分布也较广，桥梁遭受泥石流的破坏，几乎连年不断，并有逐年增加的趋势。
　　我国铁路史上最大的泥石流灾害发生在成昆铁路向南行横跨大渡河后所穿越的第一条沟谷——利子依达泥石流沟中。该沟地属四川省凉山彝族自治州甘洛县，是大渡河的一条支流。
　　这次泥石流灾害发生的时间是1981年7月9日凌晨1时30分。冲毁成昆铁路利子依达沟铁路桥一座，把2号墩连腰斩断，钢梁被冲入大渡河。当天凌晨1时46分，由格里平至成都的442次客车，不幸在桥位处与泥石流遭遇，两辆机车、一节邮政车、一节客车及一批旅客，一起被洪流推人奔腾咆哮的大渡河中，死亡275人，受伤数十人，酿成了我国铁路史上罕见的泥石流灾害事故。
　　2.减少泥石流对桥梁危害的措施
　　(1)排导工程。公路、铁路在选线时尽量避开泥石流的洪积扇，实在避无可避，可选择大的桥梁跨径，增大桥梁等构造物的泄洪能力。让泥石流按设计意图顺利通过排导设施顺畅地从要保护的桥梁的上游泄到下游，不造成危害。
　　(2)拦挡工程。在容易发生泥石流沟中修筑各种形式的拦挡坝，以控制泥石流的固体物质和雨洪径流，拦截泥石流的沙石、削弱泥石流的流量和能量。
　　(3)植物措施。以上措施虽然可以一定程度上减少泥石流对桥梁的危害，但都不能从根本上解决问题。通过对泥石流的活动规律进行研究， 白金可以发现：虽然其突发性强，治理难度大。但它的发生和森林植被覆盖率有很大的关系，森林植被覆盖率小的地方，水土保持能力差，容易或者有可能发生泥石流。因此，我们可采用以林为主，林、灌、草多层立体交错覆盖的造林结构，层层截流降水，减轻地表侵蚀，防止水土流失，防治泥石流。
　　(4)耕作措施。禁止毁林开荒和顺坡耕作，推广少耕、免耕、覆盖耕作等保土耕作措施。 　　
　　二、冰凌对桥的破坏 　　
　　1.冰凌对桥产生破坏的原因
　　在我国北方地区，尤其是东北及内蒙地区，气候严寒，封冻期长，平均封冻期在五个月左右，平均最大冰厚为l至 1.1米。因此在这些地方，冰凌对桥的危害就变得非常严重，成为一个不可忽视的问题。冰凌对桥的危害主要体现在对桥墩的危害。冰凌造成桥墩破坏的主要原因，大致可分三种形式：一是覆盖冰层形成时，由于气温剧烈变化，冰膨胀所引起的静冰压力；二是流冰期冰块与桥墩碰撞时产生的动冰压力；三是流冰期冰覆盖层对桥墩的磨损作用上述三种形式并非单独存在，而是互为影响共同作用的。
　　2.冰凌对对桥的破坏实例
　　京包线妨水河桥1955年建成通车后，先后在1956年和1967年两次发生冰凌破坏，1956年1月9日，该桥第5—12号墩向上游倾斜，目测桥面变形，约180—250毫米。经过详细检查发现第4、5、6、7、8及19号墩断裂，第12、16、20号三个墩也发现裂纹，但未断裂。1967年12月8日，冰压力又将第6、9、13、17、18号五个墩挤坏，其中第6号墩是第二次折断，断裂位置及倾斜方向与第一次基本相似。造成本桥两次破坏的主要原因，系第一种形式，即冰在气温上升时膨胀而引起的静冰压力，而其他二种形式则起辅助作用。因为本桥桥位处，每日上午11点，气温上升速度较快，且时间较短，此时产生的静冰压力急剧增加，致使桥墩承受不了而被剪坏。1975年1月23日，大冰排将永和村津唐公路桥撞毁8孔。同日，宁车沽公路桥主流中4个桥墩也被撞击错位露筋。
　3.防冰凌破坏的常用措施
　　(1)用人工把桥墩附近0.6—1米范围内的冰破开，或者用破冰船在距桥墩50米以外，撞开一条活水带，并围着桥上下游两侧破冰，以期达到保持不冻的目的。(2)开河前对大块冰凌预爆。（3）在桥墩位置选择破冰棱及护基工程。(4)改变过去桥的跨度小、墩密、横阻河道的设计方法，改用大跨径桥梁通过，减少桥墩数量。 　　
　　三、车撞桥事故实例 　　
　　近年来，随着经济的快速发展，跨线桥尤其是城市高架桥大量修建，再加上各种车辆的数量也在急剧增加，使得汽车与城市桥梁屡屡“亲密接触”。以北京市为例，2005全年发生60余起车撞桥事故，2006年截止到5月底，己经发生了33起，比去年同期增加了37.5%，全国其它的城市也存在同样的问题。
　　实际上，车撞桥对桥梁造成的损坏是无法估量的。通常说的损伤是有形的，比如撞坏主梁等。但是，并不仅仅如此，因为每一次的撞击都会使桥梁受“内伤”。随着时间的推移，“内伤”带来的隐患则会逐步显现出来。有关专家指出，由于汽车撞桥事故及车辆超载等原因，使很多城市桥梁的平均使用寿命减少了近20年。因此，车撞桥的问题应引起我们足够的重视。
　　四、结论
　　桥梁存在于自然界中，满足我们的使用要求。不管是在其建造阶段还是运营阶段，都不可避免的受到来自自然界的各种因素的影响，像我们前面各章所介绍的洪水、地震、风沙、冰冻、泥石流等等。这些自然界的不可抗力既然存在，我们的桥梁就避无可避，必然会遭到它们不同程度的破坏。短期内发生的诸如突然破坏与倒塌，多是由于施工质量没有达到规范和设计要求，典型的问题包括材料强度不足和施工工艺不合格等；也有个别桥梁存在诸如偷工减料、以次充好等严重的管理问题，更是对桥梁安全造成致命的损害。而大量的桥梁在远没有达到预期使用寿命时，出现了影响正常使用的病害与劣化;特别是一些桥梁在只使用了几年、甚至刚建成不久就出现严重的耐久性不足的问题，这也与施工质量低下有重要关系，典型的问题有钢筋保护层不足及目前广泛存在于施工现场的严重的构件开裂问题(主要原因包括：水泥选用、混凝土配合比、振捣、养护不当及预应力施加不合理等)。这些施工上的缺陷虽然短期不会对桥梁的正常使用产生明显的影响，但却会对结构的长期耐久性产生非常不利的危害，造成桥梁的安全隐患。在承认施工存在问题的同时，也不可否认，在桥梁设计领域，特别是关于桥梁施工和使用期安全性的问题还有许多可以改进的地方。结构设计的首要任务是选择经济合理的结构方案，其次是结构分析与构件和连接的设计，并取用规范规定的安全系数或可靠性指标以保证结构的安全性。