2025年6月24日7時40分許,G76廈蓉高速格都線廣西至貴州都勻方向(貴州省三都縣境內(nèi))猴子河特大橋發(fā)生垮塌。橋梁垮塌時,橋上有一輛貨車(車上人員已被救出)。橋下有3臺車輛,為附近村莊的施工車輛,車內(nèi)無人員。
圖1 事故現(xiàn)場示意圖
01
事故橋梁概況
猴子河特大橋位于貴州省黔東南苗族侗族自治州,三都縣都江鎮(zhèn)千秋村北西側(cè)約600m處,大橋前后分別為必居坡隧道和排同坳隧道。橋址區(qū)地貌類型屬構(gòu)造剝蝕中低山間夾河谷地貌,橫跨猴子河,河谷呈V字型,相對高差200~300m,地形陡峻,溝谷地段局部近于直立。從圖1可以看出,山區(qū)其他部分綠色植被覆蓋,只有橋梁倒塌附近出現(xiàn)了滑坡,且該滑坡表面有小汽車,可以判斷此次滑坡為新近發(fā)生。
圖2 倒塌橋梁位置示意圖
根據(jù)相關(guān)資料,猴子河特大橋橋梁跨徑組成為3×50+(115+220+115)+5×50+25米,橋梁全長880.80m,結(jié)構(gòu)整體立面情況如圖3所示。其中,滑坡導(dǎo)致橋梁倒塌處在8#~11#橋墩之間。此處,橋臺附近自然坡角為30~40°,局部地形起伏較大。
圖3 橋梁立面圖
滑坡處橋梁結(jié)構(gòu)形式為5×50m預(yù)應(yīng)力混凝土T梁(先簡支后連續(xù)),如圖4所示。下部結(jié)構(gòu)為空心薄壁墩,此處最大橋墩高度在70m左右。
圖4 橋梁結(jié)構(gòu)示意圖
滑坡造成左幅9#橋墩破壞,8#~10#墩間主梁掉落;右幅9#和10#橋墩破壞,8#~11#墩間主梁掉落。具體破壞情況如圖5所示。
圖5 左右幅橋墩及主梁破壞情況示意圖
02
橋梁破壞情況及原因分析
事故前后橋梁現(xiàn)場情況如圖6所示,從現(xiàn)有圖片與視頻資料可推斷,持續(xù)強降雨導(dǎo)致山體形成楔形剖面口發(fā)生滑坡,左幅橋梁墩底受推力傾斜使得樁基剪斷而引起引橋整體變形,最終導(dǎo)致左幅引橋垮塌;右幅橋梁則因左幅垮塌及滑坡推力的雙重作用整體坍塌,現(xiàn)場可見左幅橋梁坍塌兩跨、右幅坍塌三跨,大部分構(gòu)件沖至山谷下方。梁橋橋墩無法抵抗滑坡的巨大橫向推力,橋墩失效后,導(dǎo)致部分橋跨主梁相應(yīng)損毀。具體而言,圖6中紅色區(qū)域橋梁橫向"大滑坡"引發(fā)左幅引橋兩跨坍塌,同時橋梁縱向綠色區(qū)域"小滑坡"加劇了對右幅引橋的破壞,最終造成右幅三跨坍塌。
圖6 倒塌示意圖
50m跨徑的T梁,常采用先簡支后連續(xù)梁橋。從這次災(zāi)害現(xiàn)場可以看出,先簡支后連續(xù)沒有引起一聯(lián)5跨的連續(xù)倒塌,與簡支梁的破壞模式類似。
事故發(fā)生時,貴州省南部、東南部地區(qū)遭遇的持續(xù)暴雨,部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)甚至出現(xiàn)特大暴雨極端天氣,鄰近的榕江縣因持續(xù)強降雨及上游來水疊加,遭遇超30年一遇洪水。
對于山區(qū)橋梁,跨越較大溝谷時橋墩高差大,橋墩選型對抵抗地質(zhì)災(zāi)害有一定作用,常見橋墩形式主要為柱式墩、薄壁墩、空心墩和Y型墩等,如圖7所示。當(dāng)墩高小于40m,柱式墩最為經(jīng)濟,且工藝成熟,施工工期短;墩高在40-50m一般采用有較大剛度的實心薄壁墩;墩高大于50m多采用空心薄壁墩,雙肢薄壁墩。
圖7 山區(qū)橋梁常見橋墩示意圖
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地質(zhì)災(zāi)害地區(qū)選線選型
山嶺重丘區(qū)地形起伏劇烈、坡度陡峭,不良地質(zhì)作用(崩塌、滑坡、泥石流等)發(fā)育,洪水具有洪峰高、徑流量小、流速湍急及沖刷破壞性強等特征,路線布設(shè)應(yīng)結(jié)合地形、地質(zhì)及水文條件實現(xiàn)靈活布線。《北京市公路工程防洪設(shè)計指南》中指出,道路初步選線應(yīng)優(yōu)先避讓病害規(guī)模大、處治困難的不良地質(zhì)區(qū)域,優(yōu)先繞避滑坡頻發(fā)路段以及地質(zhì)條件復(fù)雜、治理工程量大、處治困難的大型滑坡區(qū)域。然而,當(dāng)路線必須穿越不良地質(zhì)路段時,應(yīng)避免高填深挖,減少對自然環(huán)境的擾動,降低誘發(fā)滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險。
從現(xiàn)有研究看,結(jié)構(gòu)承載力計算具有一套完整的體系,在使用荷載和環(huán)境條件不變化的前提下,橋梁結(jié)構(gòu)100年設(shè)計使用基準(zhǔn)期內(nèi)正常維護(hù)不需要大修就能滿足正常使用功能,而判斷山區(qū)是否發(fā)生滑坡概率相對具有較大的不確定性,因此地質(zhì)災(zāi)害、洪水和落石等可能成為控制橋梁在設(shè)計使用基準(zhǔn)期內(nèi)正常使用的控制條件。
盡管橋梁選線和優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(增大橋梁跨徑,避免在滑坡區(qū)域設(shè)置橋墩)在一定程度上可以減小滑坡引起橋墩倒塌的可能性,但將增大工程建設(shè)成本。根據(jù)交通運輸部2024年報,我國僅公路橋梁數(shù)量已經(jīng)超過了110萬座,山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的區(qū)域也建設(shè)了很多公路橋梁,完全靠提高設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)來抵抗滑坡、泥石流和洪水等自然災(zāi)害,成本過高,也很難完全杜絕類似事故。當(dāng)然,近期由于氣候變化等因素,對于區(qū)域防洪標(biāo)準(zhǔn)乃至滑坡評估,可能需要重新評估。
04
類似災(zāi)害引起的橋梁倒塌
(1)陜西丹寧高速(洪水導(dǎo)致橋梁倒塌)
2024年7月19日20時左右,陜西省商洛市柞水縣境內(nèi)突發(fā)暴雨山洪,導(dǎo)致丹寧高速嚴(yán)坪村2號橋于局部垮塌,造成25輛車輛墜河,62人死亡失蹤。
圖8 陜西丹寧高速橋垮塌示意圖
(2)四川隧間橋(泥石流導(dǎo)致橋梁倒塌)
2024年8月3日凌晨,雅康高速公路康定至瀘定段日地1號隧道至2號隧道處,因突遇山洪泥石流導(dǎo)致隧間橋垮塌,造成4輛車墜河,10人失聯(lián)。
圖9 四川隧間橋倒塌示意圖
(3)重慶萬州駟步河鐵路橋(滑坡導(dǎo)致橋梁倒塌)
2023年7月4日上午,萬涼鐵路魚背山站至羅田站間,因連續(xù)強降雨引起山體滑坡,導(dǎo)致駟步河鐵路橋垮塌,未造成人員傷亡。
圖10 重慶萬州駟步河鐵路橋倒塌示意圖
(4)四川恩廣高速橋(落石導(dǎo)致橋梁倒塌)
2023年7月6日凌晨,G5012恩廣高速達(dá)萬段萬州至達(dá)州方向6號大橋周邊山體巖石突發(fā)崩塌,引起部分橋面坍塌。造成2車受損后自燃,3人受傷,無人員傷亡。
圖11 四川恩廣高速橋倒塌示意圖
05
小結(jié)
(1)根據(jù)當(dāng)前披露的相關(guān)信息,本次事故的主要原因為突發(fā)降水導(dǎo)致的山體滑坡,引起橋墩及上部結(jié)構(gòu)破壞,有報道稱,所幸養(yǎng)護(hù)部門預(yù)先上路排查及時發(fā)現(xiàn)變位,防止了更大傷亡。
(2)山區(qū)橋梁選址時,要盡量避免有滑坡、危巖落石等風(fēng)險的地質(zhì)災(zāi)害區(qū);如不能避免,應(yīng)采取有效工程手段提高地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域穩(wěn)定性。
(3)跨越可能有滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)域時,采用單跨簡支結(jié)構(gòu)或者相對較弱的先簡支后連續(xù),將橋墩的倒塌區(qū)域控制在橋墩相鄰2跨,避免連續(xù)倒塌以利于后期修復(fù)。
(4)我國山區(qū)橋梁規(guī)模巨大,始終存在發(fā)生超出設(shè)計預(yù)期的地質(zhì)災(zāi)害的概率,綜合考慮在造價和結(jié)構(gòu)性能上尋找平衡以選擇適合的結(jié)構(gòu)型式,同時建議加強風(fēng)險區(qū)域橋梁倒塌預(yù)警監(jiān)測,減少事故產(chǎn)生人員傷亡。
以上工作由浙江工業(yè)大學(xué)博士后朱志翔、研究生張明見、柯一凡、何弘泉、邵玉春撰寫。本工作僅僅是學(xué)習(xí)事故分析的練習(xí)資料,如有不當(dāng)之處,敬請批評指正。注:部分視頻及圖片來源于網(wǎng)絡(luò)公開報道,如有侵權(quán),請聯(lián)系我們及時刪除。
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