浙江
2025年8月6日18時(shí)18分，新疆伊犁哈薩克自治州昭蘇縣夏塔旅游風(fēng)景區(qū)內(nèi)，一座吊橋發(fā)生繩索斷裂，導(dǎo)致橋面嚴(yán)重傾斜，多名游客被困其上，另有部分游客從橋上跌入下方湍急河流中，該事故造成共5人死亡，20余人受傷。
圖1 橋梁倒塌圖
01
橋梁地理位置以及破壞情況
事故橋位于位于西天山主脈北麓的新疆昭蘇縣夏塔景區(qū)，景區(qū)占地65平方千米。夏塔古道是古代絲綢之路上最為險(xiǎn)峻、高危的一條著名古隘道，又名唐僧古道，夏塔古道翻越天山主脊上海拔3600米的哈塔木孜達(dá)坂，溝通天山南北，全長120千米，是伊犁通南疆的捷徑。
圖2 橋梁地理位置示意圖
圖3 橋梁跨徑推算圖
根據(jù)事故橋所在的衛(wèi)星地圖，如圖1-圖3所示，通過比例關(guān)系算事故橋總跨徑約125m，單跨為約41.3m，橋?qū)?.4m，橋高約5m，跨中吊桿高差約2.3m。
圖4 橋梁結(jié)構(gòu)示意圖
在2024年6月19日，將軍橋一側(cè)主繩已發(fā)生過損壞，導(dǎo)致橋面傾斜，引發(fā)游客驚慌摔倒，所幸未造成嚴(yán)重傷亡。事故發(fā)生后，景區(qū)方面迅速封閉橋梁區(qū)域進(jìn)行維修。經(jīng)過搜集整理現(xiàn)場(chǎng)資料，初步可以判斷2024和今年斷裂的纜索分屬兩側(cè)，維修后的纜索本次沒有發(fā)生斷裂，如圖4所示。
02
橋梁倒塌原因分析
根據(jù)事故現(xiàn)場(chǎng)視頻分析，橋梁坍塌的可能的直接性原因是兩座中支座處的纜繩節(jié)點(diǎn)發(fā)生斷裂。結(jié)構(gòu)單側(cè)纜索失效導(dǎo)致吊橋1#跨與2#跨出現(xiàn)顯著傾斜；1#跨纜繩末端完全脫離支座并墜落至橋底，其橋面板呈現(xiàn)約30°的初始傾斜角，而跨中區(qū)域傾斜角進(jìn)一步增大至約50°；2#跨結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出相似的破壞模式，其前端纜繩同樣發(fā)生斷裂，橋面傾斜情況與第一跨基本一致，如圖5所示。
圖5 繩索斷裂圖
梁坍塌前橋上約有29名游客，根據(jù)網(wǎng)上視頻及其作者描述，橋梁坍塌時(shí)橋上許多游客在拍攝視頻時(shí)，吊橋搖晃，吊橋產(chǎn)生一定幅度的橫向搖晃。
遇難者均墜入橋下夏塔河（冰川融水，水溫近0℃，流速達(dá)1.2m/s），其中4人因溺水、1人因撞擊亂石而死亡；傷者多為骨折、頭部外傷及失溫癥。
03
搖晃對(duì)受力的影響
將橋梁主纜簡化為單擺，視作周期性的做部分圓周運(yùn)動(dòng)。周期的計(jì)算公式如下，L為單擺臂長，g為重力加速度。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的參數(shù)，擺長L為2.3m，由于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)不十分確切，擺動(dòng)過程中，纜索拉力主要取決于橋面系和人群荷載質(zhì)量，搖晃過程中增加了上述質(zhì)量的慣性力，在同樣擺動(dòng)轉(zhuǎn)角θ的情況下，增加擺長將引起更大的慣性力，因此擺長L偏危險(xiǎn)取為5.0m。為了說明人群晃動(dòng)對(duì)纜索受力的影響，對(duì)一作為單質(zhì)量塊的纜索晃動(dòng)前后索力對(duì)比分析。
假設(shè)人群在橋面靜止時(shí)，纜索拉力為T0，人群搖晃導(dǎo)致橋梁晃動(dòng)時(shí)纜索拉力為T，假設(shè)纜索橫向擺動(dòng)時(shí)候，纜索在擺動(dòng)平面內(nèi)投影與豎直方向的夾角為θ ，繩長為r，如圖6所示，則根據(jù)受力平衡推導(dǎo)出公式（2）：
在單擺達(dá)到最低點(diǎn)時(shí)，勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，速度達(dá)到最大，夾角為0，因此繩拉力T達(dá)到最大值，如公式（3）：
圖6 纜索擺動(dòng)模擬圖
T和T0相對(duì)大小計(jì)算結(jié)果如表1所示。
表1 單擺最大拉力數(shù)據(jù)表
從表1可以看出，即使是達(dá)到35°的擺動(dòng)角度，初步推算纜索拉力約增加了約20%。實(shí)際工程中，橋面自重和人群荷載可以看成是均布荷載，最大的慣性力發(fā)生在跨中速度最大的地方。因此，用跨中加單質(zhì)量塊分析可能會(huì)放大晃動(dòng)前后索力變化，因此可以偏安全的估計(jì)晃動(dòng)的影響。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，建議使用完善的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算二者差異。由于實(shí)際公路工程中，吊索安全系數(shù)取值大多不低于3.0，若人行吊橋纜索安全系數(shù)也取3.0以上，如果橋梁服役性能沒有顯著退化，可以初步判斷符合設(shè)計(jì)規(guī)定人數(shù)的橋上人員的擺動(dòng)應(yīng)該不會(huì)引起結(jié)構(gòu)倒塌。
04
小結(jié)
近年來，我國各地景區(qū)建設(shè)了很多人行吊橋和玻璃棧道等景區(qū)設(shè)施，為保證景區(qū)游客安全，有以下3點(diǎn)建議：
（1） 與傳統(tǒng)公路和市政橋梁具有相對(duì)明確的養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)責(zé)任主體相比，應(yīng)明確景區(qū)人行橋等旅游設(shè)施責(zé)任主體，確保有效的養(yǎng)護(hù)。
（2） 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，綜合考慮風(fēng)和人的動(dòng)力行為，給出符合景區(qū)人行橋運(yùn)行特點(diǎn)的主要受力構(gòu)件安全系數(shù)。
（3） 適度的人行晃動(dòng)一般不會(huì)引起符合設(shè)計(jì)規(guī)范且承載力沒有退化人行吊橋倒塌。
以上工作由浙江工業(yè)大學(xué)研究生余振源、項(xiàng)偉耀、祝慶輝、黃子涵和張燦合作完成，文本由研究生郭辛瑤和張燦編輯。本工作僅僅是學(xué)習(xí)事故調(diào)查分析的練習(xí)資料，如有不當(dāng)之處，敬請(qǐng)批評(píng)指正。
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