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日志

狗尾续貂:继续探讨哈尔滨阳明滩大桥引桥坍塌的原因

热度 73已有 2544 次阅读2012-8-28 02:54 | 阳明滩大桥, 哈尔滨

本来是在二当家帖子http://www.aswetalk.org/bbs/blog-4-15191.html下面回复的,写长了就单独成文了,请对照着二当家的原文和图片看。
 
我是学建筑结构的,二当家是学力学的,都跟学桥梁的相去不远,大部分课程都一致。我也赞同二当家说塌桥原因主要是因为超载。谢谢二当家图文并茂的解说,已经很详尽了,个别之处我想补充和探讨一下。
2。此双车道引桥采用比较罕见的单支柱支撑方式;”
单支柱支撑方式,主要用于双向两车道路面窄的情况下,支座两侧相当于悬臂梁,宽了不行,好处是节省桥下空间(全文写完才发现这句话我想错了,没有悬臂梁只有竖向支撑)。主路因为路面宽就用双立柱,力学性能更好。支座相当于简支梁。
“5。不同桥面连接处显示有钢框架加固,但事故中失效
我认为,此处为伸缩缝,不是加固的钢框架,图中显示的是伸缩缝处的护边处理。跟你第二张图中的“断面整齐”是一致的,此处伸缩缝,而不是断面,是端面,所以整齐。
这张图显示出,桥面是侧翻,侧翻后桥面整体完整,无可见裂缝。桥面连接处,断面齐整,说明桥面与桥面之见可能是搭接,并无连接加固迹象,但这点大部分桥梁应该都如此,猜测应该符合设计规范。另一方面,桥面整体完整,无可见裂缝,说明此桥面即便在车辆严重超载的情况下,其桥面本身的抗弯强度也是够大的。”
二当家的说得好。现代的高架桥一般柱子和支座是全现浇混凝土,桥面是钢制箱型梁预制构件上铺混凝土路面,单体很结实刚度很好且轻,像积木一样,搭接在支座上。现代的高架桥都这样设计了,得益于95年日本神户大地震暴露出来的问题和经验,如此设计的好处是桥梁不传递扭力、抗震性能好,抵御地震、基础不均匀沉降的能力好,不会引起连锁破坏,破坏后易于更换和维修。
可以说桥面是被超载的车加了一个扭力后侧滑下来的,被破坏的构件应该是支座边缘向上弯起的一个全现浇L形构件,防桥面构件相对侧向位移用的。在第二张图二当家标注的最左边黄色箭头右上角处,已经被桥面构件侧滑的剪力剪断了。
第三张图,更进一步说明,支柱与桥面之间连接处未见钢筋,因此支柱与桥面的连接节点为弱连接。而桥面边缘,与另一桥面的连接处发现钢框架连接,但是个人认为此桥面连接基本是连接部件,而非承力(扭矩)部件。其的作用主要是保证桥梁的整体性,特别是在桥梁震动时候,限制其相对位移。支柱有倾斜,但应该是倾斜桥面倚靠所致,就是说桥面侧翻在前,支柱倾斜在后。”
同意二当家意见。“未见钢筋”观众不要误会成该有钢筋而未有。图3中二当家标注的“桥面连接部件”疑似滑动支座如果是滑动支座就不是“限制相对位移”,而是保证“桥梁震动时可以相对位移”。
二当家做的受力分析图非常棒,一目了然,图中和后面的文字受力分析我也完全赞同。但是我个人认为的结论,和二当家略有不同。
首先我同意二当家说的,单纯从网上能够查看到的图片来看,施工没有问题。什么混凝土里有麻袋片啦,很轻微,是可以对整体质量忽略不计的问题。其次,所谓赶工期赶出来的事故,我不认同,外行话。所谓赶工期赶出来的事故一般是由于混凝土28天龄期未到,先行卸载造成的事故,或者是指赶工期带来的管理混乱造成的管理责任事故。相反,从网上能看到的该事故照片来看,施工质量很好,箱型梁和路面混凝土无明显变形。
该事故主要引起设计争议的地方在于“单柱设计方案上”。本来我以为柱子和水平的支座是一体的,T字形的,想象T字形那里应该是承担扭力的双向悬臂梁,看到图3柱顶无钢筋还惊讶了一下,后来看到下面这张图就释然了,柱子顶端并没有一横,是个I字形,只承受压力并不承受扭力。


首先设计师是没有责任的。单柱设计也是符合规范的,之所以没有都采用受力更好的双柱设计,我想还是从经济性方面考虑的。这个经济性不单指双柱和单柱本身的成本差异,以及独立柱基础和双柱基础的成本差异。我想更主要的还是因为单柱占地面积小,桥下可以多开出一条车道来,对于交通而言多一条车道经济意义重大。或问,那为啥不修双柱,把车道往外挪几米?对于修桥修路而言少征几米的地也意味着节省大量资金,特别是在城区。最近和我工作相关的沈阳火车北站二楼引桥工程,就因为牵扯征地天价拆迁成本,不得不修改引桥设计,适当牺牲安全性,增大了引桥坡度减少引桥长度。
其次,设计师没责任,设计规范有没有责任呢?南橘北枳,世界通用的单支柱做法,到咱地盘上既然出事故,就说明不适合咱国情。说别的国家怎么没问题,别的国家它也没有那么多超载的大车同时排着队离着那么近上桥啊。那修改桥梁设计规范好不好啊?以后都改成双柱,废除单柱设计?同济的老校长桥梁大师李国豪老爷爷非气得活过来不可。(废一句话,毕业十五年了,我和同学都对他在我们的毕业典礼上以84岁高龄教导我们讲话长达一小时记忆犹新,缅怀)
中国的《住宅建筑规范》开宗明义,我国的建筑分一二三四级,一类国家大型建筑设计年限一百年,比如人民大会堂;二类一般性建筑设计年限五十年,比如咱们的住宅和办公楼,三类四类...学建筑的上大一考试就要考,这个设计年限是根据啥定的?大一的学生都能回答出来:经济性,耐久性,适用性。这么说吧,现行的规范都是协调了安全耐久性经济性适用性之后平衡的结果,你当我们学结构的不想免责啊,规范稍微动一动,安全系数稍微调大一些,可都是哗啦啦的真金白银打水漂了啊。除了新材料新工艺,修改规范谈何容易。
我在网上翻了翻,也就这篇报道说的靠谱一点儿,有兴趣的可以去翻一番。
http://news.eastday.com/c/20120826/u1a6812728.html
为了向二当家辛苦码字,认真画受力分析图表示致敬,赧颜狗尾续貂。因学艺本来就不精,且荒废本专业多年,又非桥梁专业出身,有错有漏,抛砖引玉,候教方家。
废话说多了,最后向非相关专业的同学简单概括一下我的看法:事故责任界定,板子打不到施工方屁股上,打不到设计师屁股上。公路管理部门和超载的车主货主打九十九板子,设计规范要打就打一板子。
如果发在别处估计网民该失望了,没有他们想要看到的重大失职重大质量问题,写的什么狗屁文章,给丫起一大哄,赶紧滚蛋,洗洗睡去。
好吧,洗洗睡去了。晚安

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发表评论 评论 (38 个评论)

回复 赫然 2012-8-28 03:13
非常同意。从照片上来看,施工质量相当好。
要是再加上超重和失稳的分析就更好了。
回复 不打不相识 2012-8-28 03:23
很失望,我以为能挖出什么重大失误,牵扯到什么腐败大案。
回复 不爱吱声 2012-8-28 03:32
补充的好。不过关于设计规范是否应该修改我还是坚持我的意见,即便李国豪老爷爷真的活过来我也要坚持,因为道理很简单。设计规范只要做小的改正,要求设计人员采用单柱方案时候增加失稳校验就可以了,加固方案很多种,经济上我没看出来有什么大的浪费。如果大家还争论,我就要写论文了。。。
回复 蓦然回首 2012-8-28 03:40
赫然: 非常同意。从照片上来看,施工质量相当好。
要是再加上超重和失稳的分析就更好了。
超重的分析网上已经很多,失稳不爱已经写得很详细了,我就没再写。
回复 蓦然回首 2012-8-28 03:51
不爱吱声: 补充的好。不过关于设计规范是否应该修改我还是坚持我的意见,即便李国豪老爷爷真的活过来我也要坚持,因为道理很简单。设计规范只要做小的改正,要求设计人员采 ...
单双柱各有各的优点,不能完全替代。不要求都改双柱,只要求优化单柱的设计规范我看可行,比如优化节点形式什么的。历来修改规范都是慎之又慎的事情,牵扯太大,必须根据国力和国情。
不争了,红一方面军掉头北上。
回复 煮酒正熟 2012-8-28 04:37
给丫起一大哄 o! O-Ho, O-Ho!!
回复 冰蚁 2012-8-28 06:11
美国路上跑得最重的18轮货车,最大重量也就80000磅,合32吨多一点。天朝人民运输能力实在了不起,3辆车顶米国10多辆18轮大卡车。
回复 赫然 2012-8-28 06:13
蓦然回首: 单双柱各有各的优点,不能完全替代。不要求都改双柱,只要求优化单柱的设计规范我看可行,比如优化节点形式什么的。历来修改规范都是慎之又慎的事情,牵扯太大, ...
我觉得还可以调整整幅梁的长度。这次的整幅路面据说有130多米。如果限制到50米,就不会有4超重辆车在同一幅路面上的问题了。
回复 冰蚁 2012-8-28 06:15
不爱吱声: 补充的好。不过关于设计规范是否应该修改我还是坚持我的意见,即便李国豪老爷爷真的活过来我也要坚持,因为道理很简单。设计规范只要做小的改正,要求设计人员采 ...
经济上不是浪费的概念啊,是当时拿不出钱来造的问题啊。多花钱造桥真不如多竖几个限重的标识牌,平时查得紧点。
回复 不爱吱声 2012-8-28 06:23
冰蚁: 经济上不是浪费的概念啊,是当时拿不出钱来造的问题啊。多花钱造桥真不如多竖几个限重的标识牌,平时查得紧点。 ...
你是逼我写论文阿。
单柱加固方式很多种的,你们说的什么占地问题就都不存在了。比如说使用单柱T形结构,用单柱地下部分抗扭就可以,多一个横杆能多多少钱?比如说,适用某种桥面连接方式,可能几个铆钉就解决问题了,能多多少钱?只要修改规范要求采用单柱时候需要校验倾覆失稳就可以了,需要多多少钱?一个大工程就几根柱子的事情,需要多少钱?
结构超载以后垮掉都不要紧,最要命的就是失稳,失稳是工程大忌,必须要消除隐患。
我也不打算说服你们了,是否改规范,我们说了也不算,大家拭目以待吧。
回复 冰蚁 2012-8-28 06:35
不爱吱声: 你是逼我写论文阿。
单柱加固方式很多种的,你们说的什么占地问题就都不存在了。比如说使用单柱T形结构,用单柱地下部分抗扭就可以,多一个横杆能多多少钱?比如 ...
单柱优化是可以搞吧。我以为你还在说你的双柱呢。
回复 冰蚁 2012-8-28 06:38
不爱吱声: 你是逼我写论文阿。
单柱加固方式很多种的,你们说的什么占地问题就都不存在了。比如说使用单柱T形结构,用单柱地下部分抗扭就可以,多一个横杆能多多少钱?比如 ...
还有吧,我觉得,等你把柱子优化到抗扭500吨了,这次400来吨的司机一开,没事,以后再给整出个600吨来,你又咋办呢?
回复 不爱吱声 2012-8-28 06:40
冰蚁: 单柱优化是可以搞吧。我以为你还在说你的双柱呢。
双柱的方案确实有占地问题,这个好多人指出来了,因此彻底禁止单柱确实也过了。
但是单柱增加防倾覆设计应该加入规范。
回复 不爱吱声 2012-8-28 06:57
冰蚁: 还有吧,我觉得,等你把柱子优化到抗扭500吨了,这次400来吨的司机一开,没事,以后再给整出个600吨来,你又咋办呢? ...
大家不要纠结在超载问题上,这次是倾覆失效,这是属于结构失稳。
这么说吧,如果桥梁不失稳,这次的几辆超载大车压上桥面,也不会把大桥压塌的,大桥抗弯和抗压的强度很高的,你们看桥面是完整无变形无裂缝的么。
主要就是失稳了。
超载导致失稳和超载导致塌毁是两个概念,失稳在理论上是应该尽可能避免的,而且并不难做到,增加结构约束即可,方法很多种。而塌毁是应该靠安全系数的。
就是说,在设计桥梁的时候,宁可让桥梁塌毁不应该让其失稳。从安全系数角度也应该是防失稳的安全系数比防塌陷的安全系数大很多才对。
最后最后最后再说一遍,结构失稳隐患必须尽量消除,这是“安全设计”的理念应该深入人心。
回复 冰蚁 2012-8-28 07:09
不爱吱声: 大家不要纠结在超载问题上,这次是倾覆失效,这是属于结构失稳。
这么说吧,如果桥梁不失稳,这次的几辆超载大车压上桥面,也不会把大桥压塌的,大桥抗弯和抗压 ...
你这么一说反而疑惑了。不是说抗压能力多少多少吨,抗扭多少多少吨么?抗扭的话,再怎么加强优化,不也有个上限么?如果加强了,超过上限,桥也不会倾覆而只是垮塌?亦或是说你稍微优化一下,这个抗扭的上限就会提得非常高,平常生活中再超载也达不到?
回复 不爱吱声 2012-8-28 07:31
冰蚁: 你这么一说反而疑惑了。不是说抗压能力多少多少吨,抗扭多少多少吨么?抗扭的话,再怎么加强优化,不也有个上限么?如果加强了,超过上限,桥也不会倾覆而只是垮 ...
有些结论性的东西我不想多说,因为我掌握的资料不全,怕自己分析有误,结果误导大家,我们还是等专家报告吧。

关于在此桥梁设计中设计者是否做过倾覆失稳效验我不清楚,也没有看到网上给出的规范中含有相关内容,这是我极力主张修改规范的原因。

回到你的问题,我觉得我们还是抛开这个具体问题,就说说一些我所了解的工程设计原理。

按说工程结构设计针对于不同的失效的安全系数应该有不同,而针对失稳的安全系数应该更高一些,就是在任何情况下宁可让结构有其他失效,而不要发生失稳失效,因为一旦失稳就是结构性的毁坏,而断裂之类的严重失效一般是局部的。

比如说,911的双塔,被飞机攻击着火只是上面几层的问题,但是温度导致主支柱钢筋强度降低,最后形成失稳就是整个楼瞬间坍塌,这个损害程度完全不一样的。
回复 sduivy 2012-8-28 08:47
不爱吱声: 有些结论性的东西我不想多说,因为我掌握的资料不全,怕自己分析有误,结果误导大家,我们还是等专家报告吧。

关于在此桥梁设计中设计者是否做过倾覆失稳效验我 ...
这么一说,有点明白了。
回复 逍遥探花 2012-8-28 09:35
“二类一般性建筑设计年限五十年,比如咱们的住宅和办公楼。”产权是70年......
回复 赫然 2012-8-28 09:39
不爱吱声: 有些结论性的东西我不想多说,因为我掌握的资料不全,怕自己分析有误,结果误导大家,我们还是等专家报告吧。

关于在此桥梁设计中设计者是否做过倾覆失稳效验我 ...
我估计这种失稳情况是设计规范中没有考虑到的。改进设计规范是有必要的。

T型柱是个很好的主意,可以很大的增强横向稳定性。增加约束可能难度比较大。桥梁设计中基本的一条就是浮动联接。这是为了应对振动风载和热胀冷缩。所以,刚性联接很少用。桥梁大部分都是支和挂的。

还有就是可以调整整幅梁的长度。这次的整幅路面据说有130多米。如果限制到50米,就不会有这么多超重辆车在同一幅路面上的问题了。
回复 液化 2012-8-28 09:41
不爱吱声: 大家不要纠结在超载问题上,这次是倾覆失效,这是属于结构失稳。
这么说吧,如果桥梁不失稳,这次的几辆超载大车压上桥面,也不会把大桥压塌的,大桥抗弯和抗压 ...
简单说就是整体结构失稳 VS 局部材料破坏导致的整体失效
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