桥梁倒塌事故综述及其预防对策

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1、桥梁倒塌事故综述及其预防对策董正方，郭进，王君杰（同济大学桥梁系,上海,200092）摘要：收集整理了国内外典型桥梁倒塌事故，对其倒塌因素进行了分类。并在此基础上深入分析了桥梁倒塌的原因，最后提出了预防桥梁倒塌事故发生的措施，供今后的桥梁建设参考。关键词：桥梁；倒塌事故；安全；对策；综述中图分类号：U447文献标志码：A1前言桥梁是一种人工修建的跨越地面障碍的结构物，在施工期间和运营过程中，总是伴随着一定的风险，在一定条件下，将导致桥梁倒塌事故的发生，甚至造成巨大的人身财产损失。桥梁安全关系到人民生命财产安全和社会稳定。如何避免桥梁倒塌事故的继续发生，一直是桥梁工作者关注的重点。

2、然而时至今日，随着桥梁建设的发展和超期服役桥梁的增多，桥梁倒塌事故仍在发生，因此有必要对桥梁倒塌事故的原因和预防措施做进一步探讨。2桥梁倒塌事故综述[1-3]作者收集了国内外典型的502座桥梁倒塌事故：事故发生在包括中国、美国、德国等主要国家在内的66个国家和地区，时间跨度是自公元1444年至2008年期间，桥梁的类型有人行桥、公路桥、铁路桥等。导致桥梁倒塌的原因很多，但可以归为两类：人为因素和自然因素。人为因素可以细分为设计失误、施工失误、船舶撞击、火车撞击、汽车撞击、超载、知识水平限制、故意破坏等；自然因素可细分为地震、洪水、风雨、漂流物撞击、环境恶化、其他未知原因等。图1表

3、示各种原因造成的事故数量，从图1中可以看出以下规律：地震造成的塌桥事故最多，占到了1/5还多，其次是设计失误，最少的是故意破坏；人为因素共造成281起塌桥事故，自然因素共造成221起塌桥事故。图2表示塌桥事故随时间的分布，从图2可以看出以下规律：1950年前的几百年时间塌桥数量只有105座，而1970-1979的十年间塌桥数量就有119座，当然和这期间中国发生了海城地震和唐山地震有关，这两次地震共造成39座桥梁倒塌；除去1970-1979十年间的特殊情况，可以看出塌桥数量是随着年代逐步增加的。140数量（座）120数量（座）12010010080806060404020200原因

4、0年代地震洪水船撞超载风雨恶化设计失误施工失误知识所限汽车撞击火车撞击其他因素故意破坏1950前漂浮物撞击1950-591960-691970-791980-891990-992000至今图1塌桥事故数量分布图2塌桥事故数量随时间分布进一步对塌桥事故进行了分析，分为航道桥事故和非航道桥事故，图3和图4分别表示航道桥事故和非航道桥事故的分布。从图3可以看出，对于航道桥，造成塌桥事故的首要原因是洪水，其次是船撞。从图4可以看出，对于非航道桥，造成塌桥事故的首要原因是地震，其次是设计失误。170数量（座）120数量（座）601005080406030204010200原因0原因洪水船撞

5、地震超载风雨恶化地震超载恶化风雨洪水设计失误施工失误知识所限汽车撞击火车撞击故意破坏其他因素漂浮物撞击设计失误施工失误知识所限汽车撞击火车撞击其他因素故意破坏图3航道桥塌事故数量分布图4非航道桥塌事故数量分布3桥梁倒塌事故原因分析3.1地震地震时刻威胁着桥梁工程，最新的例子就是2008年汶川地震，在此次地震中就有多座桥[4][5]梁倒塌。综合分析历次地震中倒塌的桥梁，可以发现地震中倒塌的桥梁有下列规律：由于桥梁支座、伸缩缝、剪力键等支撑连接件失效，桥梁上部结构与下部结构分离，导致落梁，由于落梁的强烈冲击力，造成下部结构破坏，海城地震和唐山地震中就有不少的例子，最新的例子是汶川地震

6、中的百花大桥，地震动效应使曲线主梁脱离最外侧桥墩支承，最终发生落梁坍塌并致桥墩损毁；由于桥墩或桥台失效，导致桥梁整体倾覆，典型例子有1989年美国的洛马·普里埃塔地震中倒塌的桥梁；由于软弱地基失效导致桥梁倒塌，这在发生砂土液化的地基上最为明显。地震为什么会对桥梁造成巨大的危害呢？一般认为，首先地震是自然界的一大自然灾害，人们没有现成的理论或试验可以研究它，因此造成工程抗震研究滞后，一般都是有了灾害才能去研究；其次是工程技术人员的抗震意识不强，表现在设计人员和施工人员在设计和施工桥梁时，忽视抗震设计或抗震细节构造；最后就是抗震设计规范严重滞后，特别是我国至今还没有有关城市桥梁和轨道

7、交通桥梁的抗震规范，就造成工程人员在设计施工时没有标准可以参考和遵守。3.2设计失误设计失误是桥梁倒塌的第二大原因，桥梁设计是桥梁建设过程中的关键环节，没有好的[6-7]设计，很难建成满意的桥梁。在实际工程中，设计失误主要表现在：设计者责任心不强，盲目照搬已有设计，赶工期，非法分包，典型例子如1999年重庆綦江彩虹桥，设计工作分包到两个刚毕业的大学生手里，造成桥梁构造设计不合理，最后倒塌；设计者缺乏工程经验，不懂施工，对结构的力学特性了解不深，设计出来的方案，施工时风险大，质量不