同济教授:无锡高架桥为什么会侧翻?

发布者:杨文宇发布时间:2019-10-12浏览次数:332

   20191010日傍晚6:10左右,江苏省无锡市锡山区312国道上海方向K135处、锡港路上跨桥出现桥面侧翻。截至10115时,事故共造成3人死亡,2人受伤。

为了深入了解高架桥为何会侧翻,一哥请教了同济大学的两位大咖~并请求两位老师在讲述问题时尽量简单易懂点~~

张启伟,工学博士,同济大学桥梁工程系教授,博士生导师。主要从事桥梁健康监测和检测评估的理论研究与应用。

杜豫川,同济大学交通运输工程学院教授、副院长,主要从事智能交通系统(ITS)、运输经济分析、交通基础设施管理系统等方面的研究工作。

提起同济,人们的第一印象往往是:同济土木,可牛了!而桥梁工程系,就是同济大学NO.1专业中最强的一个分支。雄厚的师资力量+世界一流的抗风实验室,可谓中国桥梁界的黄埔军校。

这张图,一哥相信大家一定认识,这就是去年10正式通车的港珠澳大桥。这座世界上最长的跨海大桥,全长55公里,被英国《卫报》誉为“新世界七大奇迹”之一,飞跃了伶仃洋,连接起香港、珠海、澳门,成为蔚蓝大海上一道美丽的风景线。这一“超级工程”从筹备到落成,都离不开同济大学桥梁人的深度参与。

1 首先辟一下谣

  关于网上说货车和无锡高架桥“共振”是不科学的。

张启伟:

与货车发生共振,在理论和实践中都没观察到过,中小跨度的混凝土梁式桥因为刚性较大,这从机理上看也不会发生。

2 其次看一下事

再结实的桥也扛不住超载,由网上随处可见的新闻事件可以看出中国超载的现实有多严重。

200988630分许,一辆大型运煤车超载途经广东清远市阳山县S347线青莲公路桥时,发生桥路面坍塌事故,造成交通中断。

2011529日凌晨330分,一辆满载钢管的河北衡水籍货车途径长春东荣大桥时,因超载压塌桥面,跌落河中,造成车上2人不同程度受伤。大货车整体质量为88.92吨,其中货物质量73吨,属严重超载。

2011719日凌晨零时40分,一辆重达160吨的严重超载沙石6轴货车(车长14米、宽2.5米、高2.2),通过北京怀柔区宝山寺白河桥第一孔时发生桥梁坍塌,4孔全部坍塌。

20128245时许哈尔滨高架桥“侧滑”事件,4辆车在上行匝道集中靠右行驶,造成上行匝道向右倾覆,造成35伤。4辆车均存在超载的问题,核载总量102.135吨,实载总量达395.4吨!4辆车总重达400吨以上!实际超载近300吨!

2013429日下午5点左右,沂源县鲁村镇南大桥的一个桥洞发生坍塌,一辆载有石块的重型自卸货车、一辆轿车和一辆摩托车坠入河床中,造成1人死亡,1人受伤。肇事货车所载石块的重量为34.3吨,该车自重为17.36吨,合计为51.66吨。桥上所设立的限重标志牌上,标注为15吨。

2015619日凌晨330分许,粤赣高速广州往河源方向城南出口匝道桥,突然发生断裂坍塌,造成正在通过桥面的4辆货车坠落,致司乘人员一死四伤,所幸伤者暂无生命危险。据初步勘察,事故是由多辆车辆严重超载导致桥梁结构严重偏压,最终造成桥梁倾覆垮塌。

3 最后来聊一聊

Q1

中国超载为何常禁不止?

张启伟

这是一个社会问题,其一是因为商业运输成本很高,油价、过路费等各种运输成本不断上涨。公路运费均以“吨.公里”为计算单位,货主方为了节约成本,提高收入,就会增加运输量,举个例子,本来100.公里的通过超载变成200.公里,相当于一次就可以赚两倍的钱。其二是很多运输公司、司机不知道风险,或者存有侥幸心理,不按照《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》驾驶。现在还有很多改装的货车,车厢加高,底盘加强,体积变得更大,危险系数更高。

一哥认为违法成本较低无疑也是货车超载屡禁不止的重要原因之一。《道路交通安全法》第九十二条规定:

也就是说,根据行车证上“核定载质量”来进行核算,不超过30%,罚200-500元;超过30%,罚款500-2000元。面对如此小的违法成本,超载货车上路更是为所欲为了。

Q2

什么情况下高架桥会侧翻?

侧翻和坍塌有什么区别?

想要知道什么情况下高架桥会侧翻,需要科普桥梁结构知识,我们看到桥梁的“大柱子”分为独柱墩双柱墩/多柱墩,独柱墩优点占地面积少,缺点是支撑点单一;多柱墩缺点是占地面积多,优点是支撑点多相对平衡。

(独柱墩)                            (双柱墩/多柱墩)           

这让一哥想到我们小时候学骑自行车,失去平衡就会翻车,无锡高架桥侧翻事件也是这个原理。


张启伟

因为独柱墩高架桥的支撑点在中间,行驶一侧,会给高架桥带来很大的“倾覆矩”,如果“倾覆矩”过大,超过高架桥自身的抗倾覆能力,很可能会侧翻。

杜豫川 

无锡高架桥侧翻事件是极端情况,因为是超载遇上偏向行驶两个因素,如果少了其中一个因素,也不会出现这种灾难式的事故。2016523日,上海中环被货车压断事故也是超载,因为行驶在中间,只是造成主桥面翘起损坏,并无人员伤亡。

张启伟

侧翻时支撑高架桥的柱墩未坏,桥面没有被压溃或弯曲变形过大,无锡高架桥侧翻事件中我们可以清楚地看到柱墩比较完好。

Q3

为什么高架桥出事大家总是会联想到豆腐渣工程?

张启伟

其实豆腐渣工程极少见,任何一个产品都是按照标准生产出来的,高架桥要满足国家相关标准才能通过验收投入使用。事故发生后,判断高架桥是否有问题还是需要专业的调查后才能得出结论。

Q4

高架桥的使用极限是怎样的?

张启伟

高架桥在设计的时候就会考虑安全系数,一般情况下,高架桥的最大承载值会是标注承载值的2-3倍,以确保安全。打个比方,一辆汽车额定乘坐人数为5人,但真正能够承载的极限数可能会翻倍。需要注意的是,桥梁的安全系数不是给超载准备的。

杜豫川 

不同的高架桥,使用寿命都不同,但货车超载一定会让高架桥的寿命缩短,比如原来设计的使用年限是50年,货车超载上桥会让使用年限大打折扣。

Q5

这件事给我们的教训是什么?

张启伟

想要预防高架桥事故发生,不是一朝一夕的,需要路政、交警等各部门的通力合作。完善高架桥设计理念、治理非法改装车辆、解决超载问题等都是需要不断探索的。

杜豫川 

每座桥都会有限重警示,运输人需要守住心理底线。现在是智能时代,对超载车辆的信息化检测系统也在投入使用,但技术检测系统的建设和使用也需要成本,中国地缘辽阔,道路交通设施分布很广,当下覆盖率还不是很高,这个问题也需要慢慢解决。

一哥觉得,从这件事中,

我们普通人,

要学会识别那些更容易压垮桥梁的大车,

这样至少可以保住自己的命,

一起来看专业人士给出的方法!

侧面看6组轮胎(6轴)、厚钢板、高护栏、满载。

它能装多少货?体积不低于一个长集装箱(12米长,2.4米左右宽,2米左右高,粗算50-60立方米)。

如果是煤炭(远古木材变的,每立方米1吨多点),总重六七十吨,轻微超载,我们坐的高铁一节车厢就是60吨。

如果是砂石,散装的每立方米1.5-2吨,100吨算起步,长一点、高一点,或者湿嗒嗒的,总重可以达到150吨(规定货车总重上限55吨,接近3倍;一辆宝来或者卡罗拉,空重1.3吨,能顶100辆)

如果是更重的货,比如铁矿砂,连车体总重可以接近200吨。200吨是什么概念?相当于4辆坦克。

记住碰到这种车,要升到最高警备状态:

1总计6排轮子的(比一个12米长集装箱还长的)

2货箱护板全钢板、有加强框的、和车头一样高的

3装满沙子石子的

如果在桥上发现类似的车接近,就要观察了,远离大货车,远离危险。

就在事故发生的前一天下午,《中国机长》的原型刘传健微博加V认证后发博告诉每个人:敬畏生命、敬畏职责、敬畏规章!请大家记住这12字。