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无缝桥-避免11月11日广澳高速事故再次发生

信息来源: 暂无 发布日期: 2020-12-22 浏览次数:

据中山交警发布,11月11日中午13:30,广澳高速广州往珠海方向k53+700处,一辆白色小货车碰撞路面突然断裂竖起的桥梁伸缩缝型钢后,失控撞向前方正常行驶的蓝色小轿车,造成小轿车从超车道翻滚到应急车道,后从应急车道护栏边上掉落桥下。

该高速公路事故现场凶险惨烈,造成4人轻伤,1人重伤,除了警示我们坐车需要系好安全带外,我们更要分析事故原因,以尽可能避免此种事故的再次发生

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事故原因:伸缩缝型钢断裂

    在车辆经过桥梁路面时,我们通常可以看到路面上有若干条与路面颜色不同的缝,车辆经过时也可以在车内感受到或大或小的颠簸,那是在桥墩或桥台上方路面为适应桥梁变形而安装的伸缩装置(伸缩缝)这种变形通常是由于温度变化导致的桥梁收缩和膨胀,但伸缩装置在这种循环变化的环境温度作用和持续车辆荷载冲击,以及日常养护缺失等人为因素下,常常会发生各种各样的病害。轻则为伸缩缝区混凝土开裂、止水带破裂及不均匀沉降等,重则为伸缩缝型钢断裂、路面下陷及严重跳车等。

以此次广澳高速事故为例,就是一种由于伸缩缝的型钢断裂并脱落在高速公路上,造成的严重伸缩缝病害,而从事故视频和照片可以看出,该伸缩缝早已发生止水带破坏和混凝土开裂等病害,这说明该路段缺少日常维护巡视,也可能是由于处于高速公路上,车辆密集且速度大,伸缩缝受到的冲击荷载使其快速破坏而没有被公路巡视人员及时发现。可以看出,此次伸缩缝病害导致的事故是比较特殊和严重的,而其背后也大量潜在的伸缩缝病害正在发生或已经发生而没有得到及时检修。

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1986年美国对境内570000座桥梁的调查发现,其中有248500座存在耐久性问题,其中超过50%都是由于伸缩装置损坏造成的。英国交通部针对高速公路上的大约200座混凝土桥梁统计发现,伸缩装置损坏带来了繁重的养护问题并产生了大量的维护费用。据中国交通运输部2014年统计资料,中国公路桥梁有75.71万座,如果按每座桥梁至少拥有2个伸缩缝来计算,国内至少有151.42万个各式各样的伸缩缝需要每天1次的日常巡查、每月1次的经常检查、每2年1次的定期检查。

    尽管人们在不断地努力,然而,迄今为止还没有理想的伸缩装置的出现。因此,人们在不断改进伸缩装置功能的同时,不断意识到,最好的伸缩缝或许就是没有伸缩缝

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无缝桥——并非简单地取消伸缩缝

通常把取消桥墩和桥台处伸缩缝后的桥梁称为无伸缩缝桥梁,简称为无缝桥。如前所述,伸缩缝是为了适应桥梁变形而设置的,而桥梁变形是三维的,包括纵向、横向和竖向移动和转动。故无缝桥并不是简单地取消伸缩缝,而是需要在取消后通过在桥墩和桥台进行无缝化设计以适应桥梁变形从而取代伸缩缝的作用。

福州大学土木工程学院可持续与创新研究中心(SIBERC)研究团队在桥梁无缝化设计和改造上有大量的研究和实践经验。如该团队在对福建省漳州市的锦浦桥进行无缝化改造时,为减小整体化后结构的超静定次数及其由此引起的温度次内力,上部结构与墩、台的联结采用铰接,这样结构体系既不是采用支座联结的连续梁,也不是采用刚性联结的连续刚构,而是介于二者之间的一种准刚构。主梁与墩台基础之间只传递竖向力、水平力,但不传递弯矩。具体做法是在上下部结构之间设置弹性垫层,用钢棒将上、下部桥墩连在一起以传递水平力。

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无缝桥——未来可持续发展之路

无缝桥由于取消了桥梁伸缩装置,大大降低了桥梁全寿命养护成本,彻底解决了因伸缩装置产生的桥梁病害和更换问题,提高了桥梁的耐久性和安全性,同时显著提升了桥梁承受灾害的能力,是一种重要的可持续桥梁形式,拥有广阔的应用空间。目前无缝桥在欧美发达国家已广泛使用,在中国亟待推广。

                                           ——第二届国际无伸缩缝与可持续桥梁研讨会专家报告

中国倡导的“一带一路”基础设施建设正不断展开,除了可充分发挥在大跨度桥梁技术等方面的优势外,也应积极推广应用无缝桥这些可持续发展桥梁技术,为中国的桥梁技术赢得声誉,掌握技术话语权,增强竞争力。

参考文献

[1] 陈宝春, 庄一舟, 黄福云, . 无伸缩缝桥梁(第二版)[M].人民交通出版社, 2019.

[2] Wolde-TinsaeA M, Klinger J E. Integralabutment bridge design and construction[S]. Baltimore, Maryland, USA: Maryland State Highway Administration. 1987.

[3] Wallbank E J. The Performance of Concretein Bridges: a survey of 200 Highway Bridges [R]. London, UK: Her Majesty's Stationery Office (HMSO).1989.

[4]陈宝春, 付毳, 庄一舟, 等. 中国无伸缩缝桥梁应用现状与发展对策[J]. 2018,38(1): 87–95.

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