2026年2月2日,2026年2月2日17時(shí)46分,由中鐵十二局承建的連申線月港大橋在施工過程中,發(fā)生系桿拱橋塌落事故。截至2026年2月3日,事故造成5人死亡。
視頻1:事故前現(xiàn)場(chǎng)
視頻2:事故后現(xiàn)場(chǎng)
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圖1 事故現(xiàn)場(chǎng)照片
01
倒塌橋梁概況
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圖2 倒塌橋梁位置示意圖
據(jù)江蘇省公共資源交易平臺(tái)2024年11月發(fā)布的連申線黃響河至淮河入海水道段航道整治工程橋梁工程施工項(xiàng)目LSXHXH-QLSG標(biāo)段施工招標(biāo)公告顯示,月港大橋位于響水縣月港村,老橋主橋?yàn)楹?jiǎn)支預(yù)應(yīng)力混凝土系桿拱,跨徑組成為(25+25+51+25+25+13)米,橋梁全長169米,橋梁寬度9.5米,主跨跨徑51米。月港大橋改建橋梁全長301.36米,共分為四聯(lián),跨徑布置為(4×20+95+3×20+3×20)米。主橋?yàn)橄鲁惺胶?jiǎn)支鋼管砼系桿拱,兩側(cè)引橋?yàn)?0米跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁。主橋西側(cè)采用20米空心板跨越勝利河。
據(jù)了解,該橋總重約900噸,面對(duì)大噸位吊裝、涉航作業(yè)、高空焊接等多重挑戰(zhàn),其中塌落部分系主體結(jié)構(gòu)(在建中),新建橋梁主跨已基本建成。實(shí)景圖如圖3所示。
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圖3 月港大橋施工實(shí)景圖
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圖4 局部倒塌橋梁示意圖
02
系桿拱橋介紹
系桿拱橋傳力路徑清晰,橋面荷載通過橫梁傳遞到系梁,系梁連接吊桿與拱圈,通過吊桿將力傳遞到拱圈,形成拱圈受壓,系梁受拉的受力特點(diǎn),具有結(jié)構(gòu)剛度大、力學(xué)性能高效、跨度大和美觀的優(yōu)勢(shì)。系桿拱結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示。
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圖5 系桿拱橋示意圖
03
施工過程
事故橋部分施工過程如圖6所示。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)與圖紙資料,事故發(fā)生前,系梁中的部分預(yù)應(yīng)力已張拉,正在澆筑系梁或橫梁混凝土,但并未安裝和張拉吊桿。鋼管在施工中起到臨時(shí)傳力作用,鋼管兩端分別與拱肋及系桿勁性骨架焊接,可以承擔(dān)施工過程中系梁及橫梁自重荷載,起到系桿施工過程中臨時(shí)支架的作用。在吊桿第一次張拉完畢后將拆除鋼管,此后吊桿將會(huì)取代鋼管,成為連接拱圈與系桿的結(jié)構(gòu)。與吊桿連接拱圈上緣不同,鋼管一般通過焊接連接鋼管拱的下緣,如圖7所示。
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(1)勁性骨架地面拼裝
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(2)勁性骨架整體浮吊
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(3)澆筑拱腳混凝土
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(4)張拉系梁預(yù)應(yīng)力
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(5)澆筑拱肋混凝土
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(6)澆筑系梁、橫梁混凝土(倒塌)
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(7)安裝、張拉吊桿并拆除鋼管
圖6 倒塌前施工過程
拱肋與系梁通過節(jié)點(diǎn)板相連,如圖7和圖8所示:
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圖7 拱腳構(gòu)造
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圖8 拱腳照片
04
橋梁倒塌情況和原因推測(cè)
4.1主橋破壞情況
由僅有的現(xiàn)場(chǎng)視頻分析來看,主橋結(jié)構(gòu)已全部塌落,拱肋、系梁等構(gòu)件殘骸落入水中,僅有部分吊桿、鋼管骨架外露,事故發(fā)生時(shí)西側(cè)主橋拱腳停有大型貨車,事故發(fā)生后該混凝土泵送車均發(fā)生側(cè)翻,西側(cè)拱腳處合龍段臨時(shí)支撐、蓋梁、橋面板均已倒塌,東側(cè)臨時(shí)支撐、蓋梁保存完好,部分拱肋橫撐墜落于主橋東側(cè),如圖9所示。
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圖9 橋梁倒塌殘骸示意圖
4.2可能原因推測(cè)
(1)勁性骨架鋼管兩端節(jié)點(diǎn)失效
吊桿尚未安裝與張拉之前,系桿-鋼管-拱肋為臨時(shí)傳力路徑。根據(jù)圖紙,單側(cè)系桿C50混凝土濕重約為380噸,橋梁跨徑為95m。估算單個(gè)鋼管僅承受系梁?jiǎn)蝹€(gè)5.3m節(jié)段的混凝土重量,則單個(gè)鋼管所受軸力約為380×5.3/95=21噸。Q235b鋼管截面積為0.0089m2,則抗拉承載力為235×106×0.0089=211噸,強(qiáng)度冗余為(211-21)/211=90%,因此若施工規(guī)范,鋼管母材具有較高的冗余度,假設(shè)節(jié)點(diǎn)與鋼管等強(qiáng),整體結(jié)構(gòu)在施工過程中應(yīng)該是可靠的。
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圖10 系桿節(jié)段劃分
勁性骨架鋼管與拱肋上緣采用法蘭連接。然而,勁性骨架鋼管與拱肋下緣之間為斜曲面焊接,且需要仰焊,施工難度大,作為臨時(shí)結(jié)構(gòu),其施工質(zhì)量可能會(huì)被忽視。可能導(dǎo)致鋼管兩端分別于系桿和鋼管拱連接的節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度無法達(dá)到鋼管的強(qiáng)度,在混凝土濕重的作用下可能會(huì)引起節(jié)點(diǎn)連接失效,進(jìn)而發(fā)生連續(xù)倒塌。
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圖11 勁性骨架鋼管節(jié)點(diǎn)連接示意圖
(2)系桿失效
根據(jù)圖紙,勁性骨架系梁僅拱腳處設(shè)有斜腹桿,其他位置只設(shè)有垂直腹桿,這種“空腹”結(jié)構(gòu)在系桿拱勁性骨架中較為少見,可能會(huì)顯著降低混凝土澆筑未形成強(qiáng)度時(shí),系梁的抗彎強(qiáng)度與穩(wěn)定性,如圖12所示。設(shè)置斜腹桿則會(huì)顯著提高抗彎強(qiáng)度,如圖13所示:
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圖12 勁性骨架系梁
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圖13 增設(shè)斜腹桿示意圖
(3)系桿預(yù)應(yīng)力筋錨固區(qū)失效
系桿預(yù)應(yīng)力筋張拉完畢之后,可能發(fā)生鋼絞線與錨具之間發(fā)生滑脫,預(yù)應(yīng)力筋退出工作,進(jìn)而導(dǎo)致系梁失效。但在拱腳已經(jīng)完成澆筑的情況下,錨固區(qū)發(fā)生破壞的概率相對(duì)較小。
05
結(jié)論
國內(nèi)外近期發(fā)生的多起拱橋倒塌事故均表明,需要特別關(guān)注施工過程中傳力路徑上的關(guān)鍵臨時(shí)結(jié)構(gòu),確保施工過程安全,如高強(qiáng)螺栓、節(jié)點(diǎn)焊縫和錨具夾具等。結(jié)合本次事故,具體有以下三點(diǎn)結(jié)論。
(1)勁性骨架鋼管作為臨時(shí)吊桿,與拱肋的焊接節(jié)點(diǎn)為斜截面仰焊,施工難度大,難以保障施工質(zhì)量,可能會(huì)因?yàn)楹缚p強(qiáng)度無法達(dá)到母材強(qiáng)度;另外,鋼管節(jié)點(diǎn)相對(duì)剛性,很難保障鋼管處于理想的受拉狀態(tài),實(shí)際的拉彎狀態(tài),可能會(huì)進(jìn)一步降低鋼管節(jié)點(diǎn)承載力;在上述兩個(gè)因素綜合作用下導(dǎo)致鋼管節(jié)點(diǎn)失效,進(jìn)而引發(fā)連續(xù)倒塌;
(2)勁性骨架系桿僅設(shè)有豎向垂直腹桿,無斜腹桿,此類空腹設(shè)計(jì)可能顯著降低系桿抗彎承載力;
(3)整體浮吊法利于通航,常采用鋼結(jié)構(gòu)系桿,當(dāng)采用預(yù)應(yīng)力混凝土系桿時(shí),施工過程中吊桿需要根據(jù)不同施工節(jié)段調(diào)整吊桿張拉力,其施工流程遠(yuǎn)比鋼結(jié)構(gòu)系桿復(fù)雜。
以上工作由浙江工業(yè)大學(xué)研究生張明見、余振源、袁子順、項(xiàng)偉耀撰寫,邵玉春編輯,僅作為結(jié)構(gòu)計(jì)算分析練習(xí),目的是增進(jìn)對(duì)結(jié)構(gòu)倒塌破壞的認(rèn)識(shí),如有不當(dāng)之處,敬請(qǐng)批評(píng)指正。
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