12月18日下午三点半左右,一段不到30秒的视频迅速在网上被广泛传播。视频是在行车过程中拍摄,只见一节侧翻的高架桥横跨在行驶方向前方,桥体与路面间留下的空隙仅能让一架小轿车通过。
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事发地点
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侧翻桥体鸟瞰图
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一同坠落的大货车
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2019年无锡高架桥侧翻事故
高架桥何时建成?
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2009年12月的卫星照片
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2011年8月卫星照片
高架桥是什么结构?
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不同区域的桥梁结构形式
以下是分析过程
在文章开头我们可以看到高架桥未倒塌部分完整的截面形态,这部分位于沪渝高速路以外的范围。此部分高架桥拥有两个桥墩,桥墩顶部设置了盖梁进行横向连接。两者都是钢筋混凝土结构。
如果仔细观察此部分的桥体结构,可以发现它与上面提到的两者拥有相同的材质——一种混凝土结构使用时间久了之后的观感。因此,这部分桥体应该也是混凝土结构,在桥梁工程中,一般是混凝土箱梁。桥体下方采用带盖梁双柱式桥墩支承。
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高架桥未倒塌部分的结构截面
在视频的第10秒,我们可以完整看到整座侧翻桥梁的底部。在桥体底部,可以观察到一些类似焊缝的痕迹,这部分的桥体更像是采用了钢结构建造而成的。另外,桥体支承条件与未倒塌部分也有区别。倒塌部分桥梁仅采用了单个桥墩进行支承,而且没有设置盖梁。
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高架桥倒塌部分的另一面
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两个桥墩的位置
而采用钢结构的桥体,就没有此顾虑。钢结构通过焊接形成连续梁,可以分段一节一节吊上去安装。
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桥体从桥墩节点处断开
钢梁的运用是符合高速公路上方高架桥施工实践经验的。混凝土梁的现场制作施工,需要在下方搭设临时的脚手架支撑模板。如果下方为高速公路,势必会在一段时间内影响高速公路的正常通行。对于分节吊装到位的钢结构梁而言,则没有此麻烦。这也许是为什么沪渝高速上方这段桥体采用了钢结构的原因。
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混凝土现浇梁需要在下方搭设大量脚手架
为什么会侧翻?
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杠杆原理
(1)重量较轻的钢箱梁
钢箱梁虽然施工安装便捷,但在重量上要明显轻于混凝土梁。在相同情况下,它的抗侧翻能力不如后者。
(2)单柱式桥墩
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单桥墩与双桥墩的力臂区别
一旦决定了采用单柱式桥墩,可以预想它的抗侧翻能力是偏弱的。在单柱桥墩上设置盖梁会一定程度上改善这个弱点。设置盖梁后,可在盖梁与桥体底部设置多个支承点,增加抗侧翻能力。
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带盖梁的单柱式桥墩
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盆式橡胶支座
桥梁发生侧翻时,桥体会沿着某条轴线发生旋转,最终坠落。一般这条轴线是桥梁两个支座的连线。对于具有弧度的桥体而言,当重量加在最外侧车道时,重量离转动轴线的距离要比没有弧度的桥体更大。这意味着,相对较轻的重量就可以引起前者的侧翻。
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弧线桥体与直线桥体的力臂差异
前面4个因素,只是令高架桥存在抗侧翻能力存在一些劣势,最后这个因素恰恰是最致命的。据报道,本次侧翻的高架桥设计荷载是55吨,但在其中一辆跟随桥体倒塌的大货车载重达到198吨,超重400%。
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疑似超重的货车
来源:岩土沿途Geotech ,作者Maxim Li,版权归原作者所有,转载请注明出处,如有侵权请联系我们删除。
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