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摘要:伴随着经济的发展,桥梁作为最基本的交通设施,在加快两岸要素的流通、提高城市化进程、促进经济与社会、人与自然的和谐发展等方面起到了不可替代的作用。但同时,桥梁质量的安全性问题和耐久性问题也是不可忽视的。本文试图从桥梁安全耐久性的定义出发,深入分析引起桥梁耐久性病害的因素,并借助实际案例来具体阐述。
关键词:桥梁;结构安全耐久性;病害事故
桥作为重要的基础设施建设,连接四海,沟通八方。大桥的建成通车有利于人流、物流、资金流的融会贯通,对一个城市的经济发展和传统生产方式的转变有着极其重要的意义。桥梁一旦发生坍塌,所带来的损失是不可以估量的。因此桥梁的安全与耐久性越来越受到人们的重视。近些年,我国某些地区出现了没有考虑安全耐久性而提前结束使用寿命的桥梁,这极大地造成了资源的浪费,同时又给人们生活带来不便。对桥梁安全性和结构耐久性能的提高将是人们越来越关注的焦点。
一、桥梁安全耐久性的定义
桥梁的安全性是指在桥梁在施工过程和使用过程中,不仅承受来自环境外部的各种力,并且在一些偶然事件进行时和发生之后,仍能保持必要的整体稳定型的能力。也就是说桥梁要尽大可能地具有承载力,以保证桥梁在各种意外时能够稳定不垮。
桥梁的耐久性是指桥梁在日常的使用和维护条件下,随着使用时间的增长,仍能保持自己在建造初期的既定功能。也就是说桥梁在各种因素的共同作用下,在投入养护和维修的成本固定的情况下,在其使用周期内,保持桥梁的安全性的能力。耐久性的内涵不仅包括了长久的使用生命力,还包括了经济上地最大节俭持久。
二、影响桥梁安全耐久性的原因及对病害事故的分析
造成桥梁安全耐久性病害的因素来自由方方面面,从桥梁的设计到施工,从桥梁的勘测到使用与养护,并且与桥梁的结构类型、当地的地质因素、环境的恶劣因素都有着不同程度的关系。具体来说,可以从以下几个方面进行分析:
(一)设计上本身存在着缺陷
桥梁的发展是一个漫长的工程发展过程,在不同的历史阶段内,对自然规律的理解有限,再加上受制与当时的生产力水平与经济状况,设计上难免出现不够规范。在现阶段,由于某些设计师过于追求桥梁的结构构造,而忽视了对其设计的合理性判断,没有充分考虑混凝土收缩以及温度效应等因素。这种认识性因素也是影响桥梁的安全与耐久性的重要原因。
事故1:惠林桥和塔科马海峡的倒塌。美国人埃勒脱雨1849年主持设计建造的跨越俄亥俄河的惠林悬桥,因其设计考虑的不周,忽视了空气风动力振动的影响,最终这座有名的桥在1854年,被一场大风给摧毁了。
事故2:华盛顿州的塔克玛雅海峡桥于1840年建造,跨径853米,同年11月就赶上了一场8级大风,桥面摆动幅度达到8.5米,最终桥被摧毁。原因则是当时的建造师没有考虑到共振原理。大桥坍塌时风速约为每小时40英里,由于空气弹性颤振引起,涉及到力学上的扭动变形,中心不动,两边也随之扭曲,并最终使钢筋因震动发生断裂,导致桥最终倒塌。
(二)汽车的超载运行
汽车超载情况可以分为三种。第一种是桥梁修建时间过长,其原有的设计考量远远低于现在运行的车流量,桥梁进行负荷承载。第二种是虽然是现时段修建的桥梁,但其实际通行的车流量远远超过设计初期所预计的车流量。这两种情况都是设计的负荷量过低而实际的车流量过高,属于正常的交通量过大。最后一种则是车辆违法超载。这一种在我国的公路运输中随处可见,占据了绝大比例的汽车超载运行情况。这样的超载情况贫乏,就使桥梁疲劳力幅度增大,桥梁负担的压力过大,很容易引起桥梁的结构性破坏,严重时甚至会造成桥梁的坍塌。这种超载运行,对桥梁安全性和耐久性的危害是致命的。
事故1:钱江三桥是一座著名的跨斜拉索大型桥梁,它于1993年动工建成。2005年和2010年的时候,对钱江三桥都进行了一定时期的封锁维修活动。2011年7月15日,钱江三大桥发生塌陷事故。后经调查,确认其坍塌主要原因是车辆超限超载。大桥禁止8吨以上的大型货车运行,但仅就事发当天一个小时内,通过大桥的60吨以上的车辆达10辆之多,100吨以上的4辆。
事故2:2009年12月开工建设的哈尔滨阳明滩大桥于2011年建成通车,在2012年8月时,阳明滩大桥垮塌,桥上4辆货车从桥上翻下。调查结果是由于车辆严重超载导致匝道倾覆。桥上的4台货车核载经过调查人员的称重,总量为102.135吨,实际载重量为395.4吨,属于严重超载。
(三)施工过程不当
某些建筑团队位了谋得不发经济利益,将施工采用的材料换成质量较次、价格较便宜的材料。材料的以假乱真、以次充好的违法现象,严重影响了一个桥梁的质量。有些建筑团队缺少工程实践与应用经验,在施工过程中会出现工艺程序不当或落后,这也会对桥梁的安全性与耐久性产生影响。
事故1:2000年11月27日,深圳东部快速路在建的盐坝高速公路桥面突然坍塌,直接塌陷的长度为起点高架引桥的30至50米长。经过调查和验证,导致其坍塌的主要原因是在施工执行不当,导致中立杆垂直高度误差偏大。再加上部施工人员没能将部分扣件完全拧紧;且错误在水平杆架连接的过程中没有采用搭接方式,使支架整体的稳定性受到很大损害。
事故2:1998年2月,湖北巴东县焦家湾大桥突然坍塌。经查证,这座正在施工中的大桥坍塌直接原因是木拱架的质量低劣以及石拱圈的砌筑方法不当。此建筑工程中,施工人员偷工减料,使用劣质材料。
(四)桥梁维修与养护工作的忽视
许多桥梁工程只重视桥梁的设计和施工阶段,往往在其投入使用后忽视了对桥梁的维修和养护。桥梁团队由于缺乏的法制观念,忽视了法律中要求的后续管理;同时又缺少基本的科学管理先进思维与风险投资意识。桥梁在初受损害时,进行救助和弥补的代价非常小,然而大部分桥梁团队只有在桥梁出现了直观上的较大损失时才去进行修补。这样,桥梁在日积月累的消耗中没有得到及时的养护,其安全性和耐久性自然会大大降低。
事故1:德国的Kohibrand Estuary桥由于养护不当,桥梁的斜拉锁被腐蚀严重,建成后不过三年,就将桥上的所有斜拉锁都换了一遍。
事故2:委内瑞拉有名的Maracaibo桥,由于养护不良,在使用了16年以后,桥上的索全部换掉。
(五)意外因素
许多不可预见与不能避免的强大自然灾害也对桥梁的安全性和耐久性进行着严峻的考验,如洪水、飓风、地震等。风雨自然的侵袭和资质环境潜移默化的改变,都会影响着桥梁的钢筋混凝土、构件截面与受力的分布。
事故1:1976年我国发生了7.8级的唐山大地震,毁坏了数道桥梁。
事故2:2000年8月,台北省的高平大桥突然断裂垮塌。据调查,事故发生的原因是台风造成河水暴涨,这座连接高雄与屏东的大桥基础由于早已裸露,被河水冲垮,所以导致大桥下陷坍塌。
三、小结
经济和社会的快速发展对桥梁建设的需求也日益扩大,桥梁在促进两岸地区的城市发展以及提高人民生活质量等方面起着重要的作用。但应该看到在桥梁建设中事故也是频繁发生,许多桥梁在没有达到预期使用周期时就已经出现各种各样的问题,甚至出现垮塌现象,这一切都说明桥梁建筑中对安全性和耐久性性能的忽视。因此,在现阶段的发展中,我们应当针对桥梁构建中造成桥梁安全耐久性病害的原因进行探讨和分析,这样才能对症下药,更好地进行桥梁建设与发展。
参考文献:
[1]雷俊卿;桥梁安全耐久性与病害事故分析[J];中国安全科学学报;2005年02期
[2]刘立新;美国国家桥梁检验程序介绍[J];市政技术;2005第25期(增刊)
[3]迟金红;桥梁结构耐久性病害现象与成因分析[J];工程科学;2008年09期
[4]张金宝;浅析公路桥梁设计中的安全性与耐久性[J];黑龙江交通科技;2006年04期
[5]卢永成;东海大桥结构耐久性设计与技术措施[J];上海公路;2005年01期
摘要:伴随着经济的发展,桥梁作为最基本的交通设施,在加快两岸要素的流通、提高城市化进程、促进经济与社会、人与自然的和谐发展等方面起到了不可替代的作用。但同时,桥梁质量的安全性问题和耐久性问题也是不可忽视的。本文试图从桥梁安全耐久性的定义出发,深入分析引起桥梁耐久性病害的因素,并借助实际案例来具体阐述。
关键词:桥梁;结构安全耐久性;病害事故
桥作为重要的基础设施建设,连接四海,沟通八方。大桥的建成通车有利于人流、物流、资金流的融会贯通,对一个城市的经济发展和传统生产方式的转变有着极其重要的意义。桥梁一旦发生坍塌,所带来的损失是不可以估量的。因此桥梁的安全与耐久性越来越受到人们的重视。近些年,我国某些地区出现了没有考虑安全耐久性而提前结束使用寿命的桥梁,这极大地造成了资源的浪费,同时又给人们生活带来不便。对桥梁安全性和结构耐久性能的提高将是人们越来越关注的焦点。
一、桥梁安全耐久性的定义
桥梁的安全性是指在桥梁在施工过程和使用过程中,不仅承受来自环境外部的各种力,并且在一些偶然事件进行时和发生之后,仍能保持必要的整体稳定型的能力。也就是说桥梁要尽大可能地具有承载力,以保证桥梁在各种意外时能够稳定不垮。
桥梁的耐久性是指桥梁在日常的使用和维护条件下,随着使用时间的增长,仍能保持自己在建造初期的既定功能。也就是说桥梁在各种因素的共同作用下,在投入养护和维修的成本固定的情况下,在其使用周期内,保持桥梁的安全性的能力。耐久性的内涵不仅包括了长久的使用生命力,还包括了经济上地最大节俭持久。
二、影响桥梁安全耐久性的原因及对病害事故的分析
造成桥梁安全耐久性病害的因素来自由方方面面,从桥梁的设计到施工,从桥梁的勘测到使用与养护,并且与桥梁的结构类型、当地的地质因素、环境的恶劣因素都有着不同程度的关系。具体来说,可以从以下几个方面进行分析:
(一)设计上本身存在着缺陷
桥梁的发展是一个漫长的工程发展过程,在不同的历史阶段内,对自然规律的理解有限,再加上受制与当时的生产力水平与经济状况,设计上难免出现不够规范。在现阶段,由于某些设计师过于追求桥梁的结构构造,而忽视了对其设计的合理性判断,没有充分考虑混凝土收缩以及温度效应等因素。这种认识性因素也是影响桥梁的安全与耐久性的重要原因。
事故1:惠林桥和塔科马海峡的倒塌。美国人埃勒脱雨1849年主持设计建造的跨越俄亥俄河的惠林悬桥,因其设计考虑的不周,忽视了空气风动力振动的影响,最终这座有名的桥在1854年,被一场大风给摧毁了。
事故2:华盛顿州的塔克玛雅海峡桥于1840年建造,跨径853米,同年11月就赶上了一场8级大风,桥面摆动幅度达到8.5米,最终桥被摧毁。原因则是当时的建造师没有考虑到共振原理。大桥坍塌时风速约为每小时40英里,由于空气弹性颤振引起,涉及到力学上的扭动变形,中心不动,两边也随之扭曲,并最终使钢筋因震动发生断裂,导致桥最终倒塌。
(二)汽车的超载运行
汽车超载情况可以分为三种。第一种是桥梁修建时间过长,其原有的设计考量远远低于现在运行的车流量,桥梁进行负荷承载。第二种是虽然是现时段修建的桥梁,但其实际通行的车流量远远超过设计初期所预计的车流量。这两种情况都是设计的负荷量过低而实际的车流量过高,属于正常的交通量过大。最后一种则是车辆违法超载。这一种在我国的公路运输中随处可见,占据了绝大比例的汽车超载运行情况。这样的超载情况贫乏,就使桥梁疲劳力幅度增大,桥梁负担的压力过大,很容易引起桥梁的结构性破坏,严重时甚至会造成桥梁的坍塌。这种超载运行,对桥梁安全性和耐久性的危害是致命的。
事故1:钱江三桥是一座著名的跨斜拉索大型桥梁,它于1993年动工建成。2005年和2010年的时候,对钱江三桥都进行了一定时期的封锁维修活动。2011年7月15日,钱江三大桥发生塌陷事故。后经调查,确认其坍塌主要原因是车辆超限超载。大桥禁止8吨以上的大型货车运行,但仅就事发当天一个小时内,通过大桥的60吨以上的车辆达10辆之多,100吨以上的4辆。
事故2:2009年12月开工建设的哈尔滨阳明滩大桥于2011年建成通车,在2012年8月时,阳明滩大桥垮塌,桥上4辆货车从桥上翻下。调查结果是由于车辆严重超载导致匝道倾覆。桥上的4台货车核载经过调查人员的称重,总量为102.135吨,实际载重量为395.4吨,属于严重超载。
(三)施工过程不当
某些建筑团队位了谋得不发经济利益,将施工采用的材料换成质量较次、价格较便宜的材料。材料的以假乱真、以次充好的违法现象,严重影响了一个桥梁的质量。有些建筑团队缺少工程实践与应用经验,在施工过程中会出现工艺程序不当或落后,这也会对桥梁的安全性与耐久性产生影响。
事故1:2000年11月27日,深圳东部快速路在建的盐坝高速公路桥面突然坍塌,直接塌陷的长度为起点高架引桥的30至50米长。经过调查和验证,导致其坍塌的主要原因是在施工执行不当,导致中立杆垂直高度误差偏大。再加上部施工人员没能将部分扣件完全拧紧;且错误在水平杆架连接的过程中没有采用搭接方式,使支架整体的稳定性受到很大损害。
事故2:1998年2月,湖北巴东县焦家湾大桥突然坍塌。经查证,这座正在施工中的大桥坍塌直接原因是木拱架的质量低劣以及石拱圈的砌筑方法不当。此建筑工程中,施工人员偷工减料,使用劣质材料。
(四)桥梁维修与养护工作的忽视
许多桥梁工程只重视桥梁的设计和施工阶段,往往在其投入使用后忽视了对桥梁的维修和养护。桥梁团队由于缺乏的法制观念,忽视了法律中要求的后续管理;同时又缺少基本的科学管理先进思维与风险投资意识。桥梁在初受损害时,进行救助和弥补的代价非常小,然而大部分桥梁团队只有在桥梁出现了直观上的较大损失时才去进行修补。这样,桥梁在日积月累的消耗中没有得到及时的养护,其安全性和耐久性自然会大大降低。
事故1:德国的Kohibrand Estuary桥由于养护不当,桥梁的斜拉锁被腐蚀严重,建成后不过三年,就将桥上的所有斜拉锁都换了一遍。
事故2:委内瑞拉有名的Maracaibo桥,由于养护不良,在使用了16年以后,桥上的索全部换掉。
(五)意外因素
许多不可预见与不能避免的强大自然灾害也对桥梁的安全性和耐久性进行着严峻的考验,如洪水、飓风、地震等。风雨自然的侵袭和资质环境潜移默化的改变,都会影响着桥梁的钢筋混凝土、构件截面与受力的分布。
事故1:1976年我国发生了7.8级的唐山大地震,毁坏了数道桥梁。
事故2:2000年8月,台北省的高平大桥突然断裂垮塌。据调查,事故发生的原因是台风造成河水暴涨,这座连接高雄与屏东的大桥基础由于早已裸露,被河水冲垮,所以导致大桥下陷坍塌。
三、小结
经济和社会的快速发展对桥梁建设的需求也日益扩大,桥梁在促进两岸地区的城市发展以及提高人民生活质量等方面起着重要的作用。但应该看到在桥梁建设中事故也是频繁发生,许多桥梁在没有达到预期使用周期时就已经出现各种各样的问题,甚至出现垮塌现象,这一切都说明桥梁建筑中对安全性和耐久性性能的忽视。因此,在现阶段的发展中,我们应当针对桥梁构建中造成桥梁安全耐久性病害的原因进行探讨和分析,这样才能对症下药,更好地进行桥梁建设与发展。
参考文献:
[1]雷俊卿;桥梁安全耐久性与病害事故分析[J];中国安全科学学报;2005年02期
[2]刘立新;美国国家桥梁检验程序介绍[J];市政技术;2005第25期(增刊)
[3]迟金红;桥梁结构耐久性病害现象与成因分析[J];工程科学;2008年09期
[4]张金宝;浅析公路桥梁设计中的安全性与耐久性[J];黑龙江交通科技;2006年04期
[5]卢永成;东海大桥结构耐久性设计与技术措施[J];上海公路;2005年01期