桥梁倒塌事故综述及其预防对策

收集整理了国内外典型桥梁倒塌事故,对其倒塌因素进行了分类。并在此基础上深入分析了桥梁倒塌的原因,最后提出了预防桥梁倒塌事故发生的措施,供今后的桥梁建设参考。     

韩国Sung—Soo桥的倒塌

该文对Ｓｕｎｇ－Ｓｏｏ桥的倒塌进行了评定。文中从设计与施工的角度叙述倒塌的各种原因，并归纳了计算分析、现场详细调查与一些试验的结果。     

公铁两用斜拉桥强地震作用下的连续倒塌过程数值模拟

为获得大跨度斜拉桥在强地震作用下的倒塌过程及破坏机理,本文基于显式动力有限元法,以某公铁两用钢桁架梁斜拉桥为工程实例,建立了该斜拉桥的倒塌破坏分析的数值模型,探讨了地震波作用于水平纵向的倒塌破坏全过程。结果表明,首先辅助墩屈服破坏进而导致辅助墩顶支座失效,其次是边墩进入屈服状态,同时边墩上的支座因过大的纵向位移而超出支座限位而失效,最后由于主塔的屈服破坏而导致整体结构的倒塌破坏,在倒塌破坏过程中伴随着少量斜拉索的断裂失效;分析倒塌过程中的破坏构件可以看出,对倒塌破坏起关键作用的构件及破坏位置为辅助墩墩底、边墩墩底、边墩支座、主塔上、下横梁连接部位及主塔底部,而斜拉索是在主塔屈服倒塌过程中伴随出现破坏的,因此斜拉索构件可以认为不属于倒塌破坏的控制性构件。分析结果为大跨度公路及铁路斜拉桥的抗倒塌设计与地震易损性分析提供了理论依据。     

基于细-宏观数据交互的桥梁水毁数值仿真

为精细化探究桥梁水毁倒塌机理，基于计算流体力学与泥沙动力学数值仿真，得到桥梁冲刷形态演变与波流力时程数据，构建桥梁水毁全过程的连续倒塌数值模型；通过开发细-宏观数据交互接口，将冲刷所致边界条件改变与波流力对桥梁结构作用效应实时传递至结构域桥梁连续倒塌数值模型，高精度连续仿真冲刷发展与波流力作用下桥梁水毁全程力学响应与结构形态演化；最后，通过河源东江大桥倒塌案例分析，验证该仿真方法与数据交互接口的正确性和有效性。结果表明：河源东江大桥连续倒塌可能由冲刷掏空基础后倾斜、拱脚薄弱节点失效以及非制动墩承受不平衡水平推力所致；所提出的仿真方法可实现冲刷仿真、波流力计算与结构倒塌分析的同步交互实施，可为从水文源头探究桥梁水毁失效机理与倒塌模式提供精准高效的分析工具，为桥梁抗水设计、评估以及未来规范修订提供理论基础与技术手段。     

盾构隧道连续性倒塌特征分析

为解决对盾构隧道连续倒塌的力学原理和破坏特征认识不足的问题,通过单个案例分析、事故树分析和事件树分析3种方法对盾构隧道在出现连续性倒塌时的特征进行分析。对国内外5起重大盾构隧道倒塌事故案例进行分析,结果表明:盾构隧道结构破坏过程中具有明显的非比例性和连续性特征,具有连续性倒塌的本质。通过多起典型倒塌事故案例的事故树分析表明:盾构隧道连续性倒塌往往是位于特定地层条件下的衬砌结构发生渗漏水的结果。最后,通过事件树分析法,将盾构隧道连续倒塌的过程分为四级事件,对隧道结构倒塌过程中水土流失与结构相互作用的机制进行讨论。     

结构抗震倒塌分析的扩展散体单元法研究

散体单元法（DEM）是一种模拟离散结构倒塌的数值方法，通过在单元之间加入联结弹簧，可用来模拟连续体的倒塌，和为扩展散体单元法（EDEM）。介绍了扩展散体单元法在结构抗震倒塌分析方面的研究近况与有待解决的难点。并给出一种简化了的扩展散体单元模型。     

应用显式积分法的桥梁地震倒塌全过程有限元仿真分析

通过对传统有限元方法进行一系列改进,实现地震倒塌仿真分析。采用基于显式积分的动力时程分析手段,建立了基于三维实体单元的钢筋混凝土桥梁仿真分析模型,并对钢筋混凝土构件断裂、碰撞,采用失效单元技术及引进接触算法进行分析模拟。计算了Loma Prieta地震中倒塌的Cypress高架桥,并对其地震倒塌机理进行探讨。分析结果表明,倒塌仿真分析可以较好地再现桥梁地震倒塌全过程,对于结构倒塌破坏的机理研究具有重要意义。     

桥梁倒塌模式识别方法:理论分析

针对连续梁桥和单塔斜拉桥2种桥型,提出了基于极限分析理论的桥梁倒塌模式识别方法.首先建立以破坏点位置和位移为参数的单塔斜拉桥及连续梁桥的倒塌模型,运用极限分析理论求解导致桥梁部分或整体倒塌所必须包含的破坏点及其破坏形式,并得到极限承载力.与有限元计算方法的比较可知,该方法可用于桥梁概念设计阶段,以快速识别桥梁倒塌模式,...     

结构抗震倒塌分析的扩展散体单元法研究

散体单元法(DEM)是一种模拟离散结构倒塌的数值方法,通过在单元之间加入联结弹簧,可用来模拟连续体的倒塌,称为扩展散体单元法(EDEM).介绍了扩展散体单元法在结构抗震倒塌分析方面的研究近况与有待解决的难点.并给出一种简化了的扩展散体单元模型.     

公路桥梁倒塌原因分析与质量鉴定研究

针对我国近几年频发的公路桥梁倒塌事故,分析了桥梁倒塌的原因,并着重探讨了质量监督部门如何对不同材料、不同结构体系的桥梁进行交工验收质量检测与鉴定,以确保桥梁建设质量,避免运营安全隐患。     

堤溪沱江大桥倒塌模拟分析

本文主要以堤溪沱江大桥为研究对象。在结合有限元以及离散元技术基础上,针对该桥的倒塌过程进行模拟和对比研究。研究总共分为以下3个部分:首先,基于Open GL图形平台,建立石拱桥参数化建模工具,并提供导出离散元计算程序3DEC可读文件的接口功能。其次,通过应用有限元工具ADINA对其进行计算分析,确定在一定工况下的该桥的易损点。最后,应用石拱桥建模工具建立堤溪沱江大桥分析模型导入到3DEC中,并根据易损点位置信息对该部分的块体单元进行细分,进而完成拱桥的倒塌模拟。倒塌模拟结果与堤溪沱江大桥倒塌现场进行了对比,从而论证了结合有限元和离散元技术进行桥梁倒塌全过程分析的可行性。     

独柱式桥墩在横向地震下的倒塌机理分析

在城市桥梁中大量采用的独柱式桥墩，由于其自身的结构弱点，在横向地震作用下易于倒塌。为了采用有效的抗震构造措施，保证独柱式桥墩大震不倒，必须弄清其破坏倒塌机理。通过日本孤神高速线高架桥的倒塌分析，对独柱式桥墩在横向地震下的破坏倒塌机理进行了分析研究。     

基于可靠度的船撞桥梁倒塌概率分析

针对大型复杂桥梁,运用可靠度理论对船撞桥梁倒塌概率进行计算是船撞评估方法发展的必然趋势.基于可靠度理论,将VC++与通用有限元软件ANSYS结合,编制了ANSYS-响应面法船撞桥梁可靠度计算程序.并采用该方法对嘉陵江黄花园大桥的船撞桥梁倒塌概率及可靠度灵敏度指标进行了计算.结果表明:当桥区水位处于174 m常水位时,船撞桥墩的倒塌概率较大;影响桥梁在船撞作用下倒塌概率的主要因素是容重、船舶撞击速度、船舶撞击角度、混凝土抗压强度.     

韩国汉城新海州桥

介绍韩国于１９９２年７月３０日下午６时半左右突然倒塌的汉城新海州大桥，其构造、倒塌状况，修复新设计的跨度划分与梁的横截面。     

桥梁整体安全余度及抗连续倒塌问题研究方法

桥梁结构的安全余度是指桥梁在个别构件失效后的剩余承载能力。在桥梁结构中任何构件都不是单独工作,而是始终处在相互作用影响下。现代桥梁在运营阶段部分构件的损伤与破坏不可完全避免,为了保证部分构件失效时结构具有良好的抗连续倒塌能力以确保结构的整体性,近年来,欧美国家颁布了结构抗连锁倒塌设计标准,以改善结构的安全余度储备。本研究通过对桥梁安全余度和抗连续倒塌研究发展状况的简要评述,介绍了结构安全余度的定义,讨论了桥梁安全余度和抗连续倒塌分析及评价的3类方法的演变和发展。判定性方法主要是基于桥梁的在荷载作用下的位移、承载力、能量、结构构件敏感性在桥梁破损发生后的变化确定结构的安全储备;结构概率方法是基于可靠理论针对桥梁在特定荷载作用下的相对可靠指标进行分析以求得结构的失效概率;基于风险分析方法主要是在确定了结构面临的风险以及相应的结构易损性后着重考虑了结构倒塌对于经济、社会、环境等方面的综合影响。指出了目前桥梁安全余度和抗连续倒塌分析的研究与应用方面的缺陷,并提出有待进一步研究的问题。文中指出:判定性方法应计入荷载作用形式对桥梁破坏过程的影响;对复杂结构桥梁安全余度评定制订出相应的应用标准;完备关于连续倒塌各方面影响的相关预测数据作为基于风险分析方法分析的基础。     

怀化市氵无水大桥主桥支架事故分析及处理

怀化市氵无水大桥主桥采用９０ｍ跨钢—木组合支架进行现浇施工，其间，支架因洪水冲击而两次倒塌。通过回顾支架设计与施工全过程，分析了支架倒塌的原因及处理措施，谈了亲身感受，以便及时地吸取教训，供今后同类支架施工时借鉴     

泰和大桥拆除过程中的倒塌分析

江西省泰和大桥为11孔净跨径70m的等截面悬链线空腹式混凝土箱形拱桥,2016年在其下游处修建了新泰和大桥后对该桥实施拆除,拆除过程中发生倒塌事故。为分析导致桥梁在拆除过程中倒塌的关键部位和直接原因,建立结构静力计算模型,对其倒塌前的受力状况进行分析,并建立考虑接触及几何非线性的Abaqus有限元模型,模拟桥梁倒塌全过程。结果表明:泰和大桥拆除过程中,拱上建筑拆除施工的不当致使5号、7号墩承受巨大的不平衡水平力是其倒塌的直接原因。5号、7号墩在巨大的不平衡水平力作用下发生强度破坏,后引起主拱圈失稳,最终导致该桥发生"多米诺效应"式的全桥倒塌。     

钢桁-混凝土组合结构梁桥连续破坏-倒塌动态行为研究

近年来交通荷载激增，桥梁构件破坏和整体结构倒塌时有发生，造成重大人员伤亡和经济损失。其中，相对其他形式结构桥梁，钢桁-混凝土组合结构桥梁冗余度较低，重载作用下构件的初始破坏易引发桥梁整体倒塌，故明确钢桁-混凝土组合梁桥连续倒塌机理和模式，对该类桥梁抗连续破坏-倒塌设计具有十分重要的理论和工程意义。因此依托钢桁-混凝土组合连续梁桥实体工程，采用能量法和显式动力学数值分析方法，对其构件重要性、破坏后剩余结构冗余度和倒塌动态行为开展研究。研究结果表明：最不利荷载作用下，钢桁-混凝土组合连续梁桥边跨正弯矩最大区域下弦杆破坏后剩余结构的最低冗余度为1.94，而边跨梁端支点附近腹杆破坏后剩余结构的最低冗余度为1.61。组合梁边跨正弯矩区下弦杆破坏后剩余结构遵循转动铰机制倒塌，破坏路径较长，结构整体倒塌前具有显著变形，最大竖向位移达到60.1 cm；组合梁支点区域腹杆破坏后剩余结构遵循滑移面机制倒塌，破坏路径极短，倒塌前整体结构无明显变形，最大竖向位移仅为9.1 cm，结构破坏呈明显脆性特征。腹杆失效所形成的滑移面倒塌机制对钢桁-混凝土组合结构梁桥极为危险，需重点设计预防。通过对钢桁-混凝土组合连续梁桥破坏路径的研究，探明了该类结构各构件的重要性分布特征和结构连续倒塌机制，为提高同类型桥梁抗破坏-倒塌性能提供理论依据和设计方法。     

杭州庆春路人行天桥事故倒塌分析

杭州市庆春路秋涛路口人行天桥发生垮塌事故,研究表明,桥梁倒塌是由于超高车辆直接横向撞击天桥,造成天桥滑移坠落。通过对现场取证调查,获取现场倒塌视频后,逐帧分析,对每一帧的画面进行慢放解读,将倒塌过程进行归纳并分成了几个小阶段,并根据破坏过程对事故发生的原因进行初步推断,然后基于现场碰撞痕迹对事故进行倒塌还原分析,以此验证初步推断的准确性。两者对照后提出了事故的具体原因并对于此类事故提出了一些建议。     

美国桥梁病害及倒塌事故统计分析与思考

当前美国的桥梁工程已由建设高峰期转入以维修加固为主的时期,对截止到2006年美国在役桥梁与病害桥梁的统计数据进行了分析,并对自1875年以来美国桥梁倒塌的相关资料进行了统计,并阐述了美国针对旧桥病害及倒塌事故的对策与措施.最后,结合美国的经验教训与工程对策,对我国桥梁建设与养护工作提出了几点建议.