2026年2月2日17時46分,由中鐵十二局承建的連申線月港大橋在施工過程中發生系桿拱橋塌落事故,事故造成5人死亡。
01
勁性骨架鋼管節點構造
月港大橋勁性骨架鋼管采用板式平焊鋼制管法蘭連接,如圖1所示,分為上、中、下三段。上、下段端部分別焊接在拱肋和系桿的頂、底板,倒塌前已經澆筑拱肋混凝土,與內部鋼管粘結;中段與上、下段均采用法蘭盤連接。鋼管采用Φ219×13鋼管。螺栓孔直徑18mm,法蘭連接件厚度22mm,內徑222mm,外徑320mm,采用8個8.8級M16螺栓進行連接。法蘭頂面距結構表面15cm布置。法蘭盤節點示意圖如圖2和圖3所示。作為施工期的臨時受力結構,該剛性骨架鋼管主要起到傳遞主梁受力到拱圈的作用。
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圖1 勁性骨架鋼管節點構造
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圖2 法蘭連接示意圖
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圖3 法蘭盤示意圖
02
現場倒塌殘骸分析
圖4為橋梁倒塌后的殘骸情況,多根臨時吊桿的勁性骨架鋼管露出水面,鋼管主體結構并未出現強度破壞與明顯變形,表明橋梁倒塌可能由鋼管-拱肋節點失效引發。節點破壞原因可能有如下兩點:(1)連接上段、中段鋼管的法蘭盤連接節點失效,在倒塌現場鋼管殘骸上,法蘭節點的螺栓均脫落,法蘭盤節點失效;(2)由于溫度較低且凝結時間不足,拱肋混凝土未能充分凝結,與鋼管之間的粘結力不足,臨時連接鋼管拱和吊桿臨時鋼管的焊縫無法承受系桿現澆混凝土荷載而失效,由于現場鋼管上所有法蘭連接節點全部脫落,此破壞可能性較小。
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圖4 橋梁倒塌殘骸照片
03
系桿拱橋典型破壞模式
江蘇鹽城響水月港大橋與2019年倒塌的臺灣宜蘭南方澳大橋均為系桿拱橋(詳見:),具有相同的受力體系。二者倒塌視頻如下。
視頻1:月港大橋倒塌視頻
視頻2:南方澳大橋倒塌視頻
兩座橋梁具有極為相似的破壞模式,如下圖所示,可分為4個階段:
(1)部分吊桿(或臨時鋼管)上緣與拱肋之間的連接節點失效,橋面系重力在短時間內被分配到其他吊桿,導致其他吊桿節點依次失效;
(2)主梁失去吊桿拉力,所有自重均由系桿承擔,導致發生下撓破壞,帶動拱圈上拱;
(3)系桿預應力筋帶動拱腳向跨中收縮,拱圈進一步上拱;
(4)拱圈落梁,橋梁整體坍塌。
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(1)吊桿上緣節點失效
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(2)跨中嚴重下撓破壞
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(3)拱腳內縮帶動拱圈上拱
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(4)完全坍塌
圖5 兩座系桿拱橋倒塌過程對比
與有推力傳統拱橋相比,系桿拱橋由拱圈、吊桿和系桿形成可以受力的結構,三者之一發生破壞即可能導致整體結構倒塌。傳統拱橋各個結構相對獨立,倒塌破壞常出現局部破壞,可以出現吊桿斷裂,而拱圈不破壞的情況,如菲律賓Cabagan–Santa Maria拱橋倒塌(詳見:)。
04
事故啟示
近期多起在建及服役拱橋接連發生倒塌事故,教訓極為慘痛。后續需強化關鍵臨時傳力結構的計算復核,對螺栓、節點焊縫、錨具等核心傳力節點實施全流程質量管控。月港大橋倒塌可能始于作為臨時吊桿的鋼管上緣法蘭連接節點的失效,進而引發連續倒塌,橋梁建設中臨時結構的節點施工質量必須引起高度重視。
以上工作由浙江工業大學研究生張明見、余振源、袁子順、項偉耀撰寫,邵玉春編輯,僅作為結構計算分析練習,目的是增進對結構倒塌破壞的認識,如有不當之處,敬請批評指正。
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