1、-1-哈尔滨阳明滩大桥引桥坍塌事故分析与对策翁俊峰 20090140120（土木工程学院，工程管理，0901 班）摘 要：本文依据哈尔滨阳明滩大桥的概况以及相关技术资料分析，主要从人为使用因素、 设计规范因素、设计存在的问题、施工质量存在的缺陷、政府部门维护管理不到位、建设工期短和事故处理措施缺乏等方面进行深入的分析，并据此得出结论 。最后，依据 结论以及结合其他相关研究提出了相应的解决对策。关键字：阳明滩大桥；坍塌事故；事故分析；解决对策Yangming Harbin beach bridge collapse accident analysis and Countermeasures( W
2、engjunfeng 20090140120 )Abstract: On the basis of Yangming Harbin beach bridge survey as well as the relevant technical information analysis, mainly from the human factor, design factors, the problems existing in the design, construction quality defects of government departments, maintenance and man
3、agement is not in place, the construction period is short and accident treatment measures the respect such as lack of in-depth analysis, and to conclude. Finally, based on the conclusions and the integration with other related research and put forward the corresponding countermeasures.key words: Yan
4、g Mingtan bridge; collapsing accident; accident analysis; Countermeasures一、哈尔滨阳明滩大桥概况1、工程项目简介：阳明滩大桥位于哈尔滨市西部松花江干流上，因主桥穿越松花江阳明滩岛而得名，工程于 2009 年 12 月 5 日开工建设， 2011 年 11 月 6 日建成通车，估算总投资 18.82 亿元。为哈尔滨市首座悬索桥（双塔自锚式悬索桥），全长 7133 米，其中桥梁部分长 6464 米，接线道路长 669 米，每小时车流量可达 9800 辆，桥面宽度 41.5 米，双向 8 车道，主桥跨度 427 米，主塔高 8
5、0 米，桥下通航净高不小于 10 米，可满足松花江三级航道通航要求。-2-哈尔滨市是我国地理纬度最高的大城市。全年 1 月为最冷月，平均气温为 -19.7，极低值为-41.1；全年 7 月最热，有记录以来最高气温为 39。最大冻土深度 2.05m。四季风向多变，以偏南风为主导风型，年平均风速 4.1 m/s，历年最大风速多介于 14.526.0 m/s 之间。松花江哈尔滨江段属于平原区宽滩性蜿蜒型多汊河段，具有坡降平缓、流速小、含砂量小等特点。松花江又是季节性封冻河流，每年 11 月下旬至次年 4 月为封冻时期，平均冰厚 1.4 m。2、主要技术标准：1道路等级：城市快速路（双向 8 车道）2
6、设计行车速度：80 Kmh3桥梁设计荷载：公路 I 级;人群荷载 3 KN/4. 抗震设防标准：基本烈度 6 度，地震动峰值加速度为 0.05g，抗震设防类别为 A 类；5桥梁设计洪水频率：1300 6坡度：纵坡3；横坡：27其它基本指标按公路工程技术标准 (JTGB012003)执行3、主要参加单位：建设单位：哈尔滨市城市建设投资集团有限公司设计单位：哈尔滨市市政工程设计院，资质为市政行业甲级监理单位：黑龙江省公路工程监理咨询公司施工单位：中交二航局 中国铁建 13 局集团 4 公司 龙建路桥 中国施工单位为福建省交建集团工程有限公司 中铁一局集团桥梁工程有限公司4、结构设计概况：1. 加劲
7、梁主跨及锚跨 87 m 范围加劲梁为钢 混凝土组合梁。组合梁由主系梁、横梁和小纵梁组成的钢梁与混凝土桥面板形成整体组合截面。钢梁部分采用纵、横梁体系。2 根箱形主系梁，梁高 3.2 m，宽 2.1 m。2 根主系梁之间纵桥向设置横梁，间距 4 m，为工字形截面，高度与主系梁一致; 横梁分为主横梁和副横梁，主横梁为吊索横梁。横梁顶板宽 700 mm，与主系梁顶板对齐; 底板宽 500 mm，与主-3-系梁底板对齐。主系梁之间共设置 3 道小纵梁，主要作为桥面支撑，不参与主梁总体受力，小纵梁梁高 1.2 m。钢材采用 Q370qE，以满足哈尔滨地区 40 以下工作温度。钢梁根据节段划分在工厂采用焊
8、接，现场用高强度螺栓连接成整体。钢梁上搁置 C55 钢筋混凝土桥面板，板厚 250 mm。桥面板与主系梁、横梁、小纵梁之间采用 22 mm 200 mm 圆头焊钉剪力键连接。在塔根部 16 m 范围以及钢混凝土组合梁与混凝土梁结合段部分桥面板采用现浇，其余部分均采用预制板。钢混凝土组合梁横断面见图 1。图 1 钢 混 凝 土 组 合 梁 横 断 面 (cm)过渡跨加劲梁为变高度预应力混凝土箱梁，伸入锚跨 21 m，上、下行分幅布置，两幅加劲梁净距 1.0 m。单幅加劲梁为单箱双室截面，支点梁高 4.58 m; 跨中梁高 2.3 m，梁高采用折线变化。单幅箱梁顶宽 18 m，翼缘板悬臂长度 3.
9、5 m。在锚墩处设 1 道大横梁，宽3 m; 边支点处横隔墙厚度 2 m。箱梁采用双向预应力设计，分为纵向预应力和顶板及横梁的横向预应力。主缆锚固在锚墩顶的箱梁上。钢梁采用顶推施工，最大顶推跨度 76 m。混凝土箱梁采用支架施工。钢梁与混凝土箱梁合龙后，在钢梁上铺设预制桥面板和现浇段施工。加劲梁全部完成后架设主缆和吊索。2. 主塔塔的主要承重结构为钢筋混凝土 H 式结构，塔主体结构高度 80.5 m。塔柱截面为箱形，根据塔柱建筑造型布置和结构受力要求，塔柱共分成 3 段: 上塔柱截面尺寸为 5.4 m( 纵)3.1 m( 横)；中塔柱截面尺寸为 6.0 m( 纵) 3.4 m( 横) ；下塔柱
10、截面尺寸为 8.0 m( 纵) 4.4 m( 横) ，混凝土 C50。加劲梁下方设置 1 道下横梁，为预应力混凝土结构。塔顶处设置 1 道上横梁，为钢桁架结构。两塔柱横桥向中心间距根据塔柱建筑外包尺寸以及车行道桥面宽度确定为 41 m，桥面人行道绕道塔柱外侧。上塔柱根据建筑造型要求，采用外包钢框架装饰。上塔柱混凝土表面外包 1 层 12 mm 厚的钢板，该钢板主要起到两重作用:1) 塔柱施工的外模板;2) 作为钢框架装饰的预埋件。主塔墩基础采用 2 m 的钻孔桩，每个主墩下共 28 根。主塔墩承台为亚铃形，厚 5 m，根据 GB /T504762008混凝土结构耐久性设计规范采-4-用 Ca4
11、0 引气混凝土，以满足冻融环境的耐久性要求。承台侧表面铺 1 层花岗岩砌石，作为防冰撞体。3. 缆索系统全桥共设 2 根主缆，为空间布置。每根主缆由 37 股预制平行钢丝索股组成，每股预制平行钢丝索股由 127 根 5.1 mm 的镀锌高强钢丝组成正六边形。主缆采用标准强度 1 670 MPa 的镀锌高强钢丝，恒+ 活组合下最大缆力 59 964 kN，主缆设计安全系数 2.57。成桥状态的主跨主缆矢跨比为 1 /5。吊索采用 PE 防护的 7 mm 镀锌平行钢丝标准强度拉索，上端锚头采用 40Cr 叉形热铸锚具，下端锚头采用可以张拉的冷铸锚具，钢丝标准强度为 1 770 MPa。吊索顺桥向间
12、距 8 m，锚跨尾端短吊索距散索点 16 m，索塔两侧第 1 根吊索索距 12 m; 吊索横桥向呈空间布置，角度 2.6 10.6。吊索规格共 2 类，PSS7 91 和 PSS7 55。每个吊点处布置 2 根吊索，纵桥向并排布置，全桥共 196 根吊索。普通吊索的设计安全系数3，尾端短吊索的设计安全系数 4。4. 索鞍与索夹1) 塔顶主索鞍。塔顶索鞍为全铸钢结构，材料牌号为 ZG275 485H 焊接碳素钢铸件; 底座支承板为 Q345 厚钢板焊接结构。鞍槽根据主缆线形设计成空间曲线形。为减轻施工时调整鞍座位置的顶推摩阻力，鞍座下方设四氟聚乙烯滑板，并作润滑处理，以适应施工中的相对位移。2)
13、 索夹和散索套。吊索上端通过索夹挂于主缆上，索夹采用上、下分合形式，上、下两半索夹采用螺杆相连夹紧。索夹采用低温冲击韧性和焊接性能较优的 ZG20Mn 低合金铸钢1 ，螺杆采用 40CrNiMoA。索夹分为有吊索索夹和无吊索索夹，共 8 种类型。散索套也采用 ZG20Mn 铸钢结构，左右分合形式，两半散索套采用螺杆相连夹紧。二、哈尔滨阳明滩大桥工程事故分析1. 超 载 运 行桥 梁 结 构 的 整 体 计 算 应 采 用 车 道 荷 载 :PK=360 KN； qk=10.5*121=1271 KN,单 车 道共 计 163 吨 ， 而 实 际 荷 载 为 4 亮 挂 车 ， 预 计 为 40
14、0500 吨 。 虽 然 在 设 计 上 允 许 向 一侧 偏 ， 但 是 偏 载 有 一 定 的 限 度 ， 按 现 在 交 通 部 的 相 关 标 准 ， 单 侧 大 概 能 承 受 150 吨左 右 的 重 量 ， 而 事 发 时 ， 停 在 塌 桥 中 段 的 有 3 辆 大 挂 车 ， 每 辆 保 守 估 计 120 吨 到 150吨 之 间 ， 另 外 ， 还 有 一 辆 距 离 较 远 的 ， 损 坏 程 度 较 轻 ， 约 为 30 吨 。 从 现 场 看 ， 3 辆车 停 靠 得 比 较 近 ， 合 计 将 近 500 吨 重 量 在 单 侧 压 着 。 而 在 设 计 上
15、， 该 段 桥 梁 的 载 重 能-5-力 为 单 向 50 吨 ， 也 就 是 说 ， 单 个 车 道 一 次 通 过 一 辆 载 重 50 吨 的 货 车 。 3 车 停 靠 ， 出现 将 近 500 吨 重 量 ， 相 当 于 超 出 桥 梁 承 载 能 力 七 八 倍 。 正 如 由 于 车 辆 对 桥 体 造 成 偏 载 ，使 得 桥 整 体 倾 覆 下 去 。2. 地 质 勘 查地 质 勘 查 点 位 、 深 度 、 结 层 是 否 达 标 和 详 细 等 ， 由 于 未 能 找 到 相 关 地 质 勘 查 资 料 ，所 以 不 能 下 定 论 ， 但 个 人 认 为 这 方 面
16、可 能 性 少 。 如 果 有 问 题 ， 全 桥 都 会 出 现 ， 不 能 只一 个 引 桥 。3. 设 计 缺 陷引 桥 采 用 “独 柱 桥 墩 ”结 构 ， 理 论 上 有 先 天 缺 陷 ， 塌 桥 长 度 一 共 120 多 米 ， 桥 面整 体 侧 翻 。 这 120 米 ， 分 成 3 块 ， 事 故 发 生 点 集 中 分 布 在 前 两 块 ， 大 概 为 前 80 米 。桥 的 主 要 结 构 是 钢 梁 加 混 凝 土 ， 桥 体 侧 翻 后 ， 钢 梁 一 点 没 变 形 ， 混 凝 土 也 没 有 大 的 损 害 ，二 者 间 连 接 也 较 好 ， 整 体 没
17、有 任 何 地 方 断 裂 。 所 以 说 ， 引 桥 采 用 “独 柱 桥 墩 ”结 构 ，理 论 上 有 先 天 缺 陷 ， 作 为 设 计 者 ， 可 以 适 当 在 一 些 关 键 路 段 多 考 虑 超 载 路 段 因 素 ，加 大 安 全 系 数 还 是 必 要 的 。4. 工 程 监 理不 负 责 任 、 人 情 节 点 、 专 业 水 平 低 等 ， 这 方 面 的 问 题 可 能 存 在 一 部 分 。 这 家 监 理公 司 是 很 过 硬 的 公 司 ， 从 桥 的 质 量 分 析 没 多 大 题 上 ， 也 可 以 断 定 监 理 在 工 程 监 管 中 还 是到 位 的
18、 。-6-5. 施 工 质 量 差不 规 范 施 工 、 野 蛮 作 业 等 ， 这 方 面 的 问 题 可 能 存 在 一 部 分 。 虽 然 从 现 场 情 况 看 ， 倾覆 的 桥 板 上 部 、 下 部 、 周 围 的 桥 体 都 没 有 问 题 ， 且 桥 板 是 整 块 倾 覆 ， 下 坠 后 也 没 有 发 生断 裂 ， T 型 桥 墩 的 悬 臂 端 只 是 在 端 部 发 生 局 部 破 坏 ， 说 明 质 量 还 是 可 以 的 。 但 在 混 凝土 中 发 现 木 材 和 编 织 袋 ， 在 桥 面 板 边 缘 的 板 及 护 栏 出 现 多 处 裂 缝 则 说 明 施
19、工 存 在 一 定 的违 规 现 象 。6. 施 工 工 期 短阳 明 滩 大 桥 原 计 划 3 年 ， 实 际 18 个 月 就 完 成 了 。 但 结 合 阳 明 滩 大 桥 的 实 际 桥 型和 施 工 工 艺 来 说 ， 钢 梁 是 从 工 厂 里 直 接 拉 过 来 ， 直 接 浇 混 凝 土 ， 这 种 施 工 结 构 形 式 很快 ， 当 时 也 是 专 门 挑 选 这 种 较 快 的 形 式 ， 确 定 的 施 工 方 案 和 形 象 进 度 来 控 制 计 划 的 。 桥型 施 工 快 与 慢 ， 与 赶 工 期 不 能 捏 在 一 起 谈 。 按 理 说 ， 这 样 的
20、桥 有 几 部 分 是 在 加 工 厂 预 制的 ， 倾 覆 的 主 体 钢 梁 也 是 在 工 厂 预 制 的 ， 现 场 施 工 部 分 只 是 占 的 比 例 很 小 。 也 就 是 说 ，其 工 程 本 身 就 用 不 了 三 年 ， 所 以 这 个 应 该 不 是 主 要 因 素 。7. 政 府 的 监 管为 了 政 绩 、 浮 夸 、 作 秀 ， 不 顾 专 业 规 律 ， 这 方 面 也 可 能 含 有 部 分 因 素 。 阳 明 滩 大 桥其 建 成 通 车 ， 在 建 设 规 模 、 景 观 设 计 、 建 设 速 度 、 技 术 创 新 等 方 面 都 创 造 了 路 桥
21、建 设 的新 纪 录 。 行 政 命 令 凌 驾 于 科 学 决 策 之 上 、 不 尊 重 科 学 规 律 的 做 法 。 再 者 ， 桥头并没有立限重标识。-7-三、哈尔滨阳明滩大桥工程事故分析结论综 上 所 述 ， 哈 尔 滨 阳 明 滩 大 桥 引 桥 发 生 断 裂 垮 塌 案 件 的 产 生 ， 不 是 施 工 单 位 单 一方 面 的 因 素 而 形 成 的 结 果 ， 其 原 因 是 方 方 面 面 因 素 的 积 累 ， 哈 尔 滨 阳 明 滩 大 桥 垮 塌 是必 然 的 ， 是 一 起 责 任 事 故 。 1. 车 辆 超 载 是 本 次 事 故 的 直 接 原 因 ，
22、是 诱 因 。 2. 设 计 不 合 理 是 本 次 事 故 的 主 要 原 因 。 从 下 图 中 可 以 看 出 ， 连 续 箱 梁 侧 翻 ， 是 因为 墩 帽 断 裂 了 ， 说 明 墩 帽 设 计 不 合 理 。 该 墩 帽 悬 臂 太 长 ， 如 果 不 能 增 加 墩 柱 缩 短 悬 臂 长度 的 话 ， 就 应 该 采 取 预 应 力 墩 帽 或 者 加 大 墩 帽 钢 筋 直 径 和 钢 筋 数 量 ， 从 图 片 来 看 ， 很 显然 ， 这 方 面 措 施 不 足 或 者 没 有 。 3. 施 工 质 量 粗 糙 ， 也 是 可 以 肯 定 的 ， 也 有 一 定 的 责
23、 任 。 如 下 图 ， 箱 梁 底 板 钢 筋 明显 的 有 偷 漏 钢 筋 的 迹 象 ， 而 且 没 按 照 要 求 绑 扎 ， 混 凝 土 松 散 不 密 实 ， 还 有 编 织 袋 ， 木 棍等 杂 物 。 4. 参 与 该 桥 的 各 级 管 理 单 位 负 有 一 定 的 责 任 。 从 以 上 的 过 程 和 结 果 来 看 ， 监 理单 位 和 建 设 单 位 的 管 理 责 任 是 肯 定 的 。 四、哈尔滨阳明滩大桥事故解决对策1)建 立 严 格 的 桥 梁 安 全 问 责 机 制 ， 对 相 关 责 任 人 追 究 责 任 ， 落 实 建 设 、 设 计 、 施工 、
24、监 理 单 位 的 桥 梁 安 全 责 任 。 从 根 本 上 遏 止 桥 梁 垮 塌 事 故 屡 屡 发 生 现 象 。2)严 格 按 照 法 规 和 技 术 标 准 进 行 工 程 建 设 。 加 强 新 建 城 市 桥 梁 过 程 质 量 安 全 监 管 ，严 把 工 程 竣 工 验 收 关 ， 从 源 头 上 杜 绝 危 桥 出 现 。3)加 强 桥 梁 维 护 管 理 工 作 。 建 立 城 市 桥 梁 维 护 及 安 全 使 用 情 况 的 动 态 档 案 。 健全 定 期 检 测 制 度 。 据 此 做 出 科 学 分 析 ， 确 定 桥 梁 养 护 、 维 修 、 日 常 检
25、测 方 案 。 制 订 明 确的 城 市 桥 梁 养 护 内 容 和 管 理 责 任 ， 用 好 管 好 养 护 经 费 ， 逐 一 落 实 到 位 ， 加 强 维 修 把一 些 问 题 消 除 在 萌 芽 状 态 ， 防 患 于 未 然 。4)对 目 前 存 在 严 重 安 全 隐 患 的 城 市 桥 梁 ， 区 别 轻 重 缓 急 ， 本 着 迅 速 消 险 、 及 时 加固 、 逐 步 实 施 的 原 则 ， 制 订 方 案 ， 抓 紧 实 施 消 险 工 作 ， 对 桥 梁 结 构 进 行 详 细 全 面 检 测 。评 估 结 构 安 全 ， 以 防 病 害 进 一 步 扩 大 。 对
26、 病 害 特 别 严 重 、 安 全 隐 患 较 大 的 桥 梁 ， 立 即实 行 限 载 。 在 对 桥 梁 结 构 进 行 详 细 全 面 检 测 的 基 础 上 完 成 消 险 工 程 。5)在 事 故 调 查 和 消 险 措 施 中 应 当 进 行 科 学 的 工 程 分 析 。 既 要 消 除 存 在 的 严 重 安 全 隐患 。 不 留 遗 撼 ： 又 要 科 学 评 估 结 构 消 险 工 程 方 案 ， 节 省 资 金 。 用 好 纳 税 人 的 钱 。 要 认 真分 析 事 故 原 因 ， 提 出 对 策 ， 为 今 后 桥 梁 建 设 、 设 计 、 施 工 、 维 护 管
27、 理 提 供 借 鉴 ， 消 除 桥梁 质 量 安 全 通 病 。-8-6)修 订 我 国 城 市 桥 梁 结 构 设 计 规 范 ， 提 高 在 安 全 与 耐 久 性 设 置 上 的 标 准 要 求 。7)政 府 有 关 部 门 要 树 立 正 确 的 政 绩 观 ， 对 人 民 生 命 财 产 安 全 高 度 负 责 从 国 家 长 远利 益 出 发 ， 牢 同 确 立 百 年 大 计 、 质 量 第 一 和 安 全 责 任 重 于 泰 山 的 观 念 ， 在 实 施 桥 梁 建 设的 过 程 中 ， 认 真 开 展 前 期 预 研 、 勘 察 论 证 ， 科 学 确 定 施 工 进 度 和 施 工 工 期 ， 杜 绝 短 命工 程 ， 消 除 安 全 隐 患 。 提 高 桥 梁 结 构 的 耐 久 性 。【 参考文献】1 汪广丰，城市桥梁垮塌事故的原因分析与对策建议，中国市政工程 ，2009（5）2 周南，塌桥之痛近年中国桥梁垮塌事故之 TOP8，中国市场2007（33）3 康永兴，基于 AHP 的某高架桥坍塌事故分析研究期刊论文 ，交通世界（建养机械）2009(9)4 彭俊，哈尔滨市阳明滩大桥主桥总体设计，中国市政工程，2012(3)
