专家谈高速桥侧翻设计存安全风险(独柱墩设计存安全隐患)

12月18日下午,湖北武黄高速和大广高速互通引桥段的桥面发生侧翻,3辆货车坠落,1辆轿车被压,已经导致4人死亡,8人受伤。

从有关方面通报的情况看,事发时有三辆货车同向行驶,其中一辆是大件运输车,重达190吨,超载400%。超载是这起事故的直接原因,但是桥梁独柱墩的设计,却引发了众多争议,多名业内人士指出,独柱墩桥梁已经引发多起倾覆事故,为什么一直没有整改加固?

此前发生多起事故

从现场照片和视频来看,湖北这段出事的高速桥梁桥面完整,并未出现垮塌,但是整段桥面倾覆,而桥墩正是独柱墩设计。

上游新闻记者整理发现,近10多年来,独柱墩桥梁已经发生了多起倾覆事故。

2007年10月,3辆半挂牵引重型货车由南向北行驶至包头市民族东路高架桥上时,桥面突然发生倾覆,导致4人受伤。

专家谈高速桥侧翻设计存安全风险(独柱墩设计存安全隐患)

2009年7月15日,津晋高速公路天津段港塘互通立交桥,因为3辆严重超载货车的顺行车辆在匝道桥上靠右密集停车,导致桥梁梁体向右侧倾斜引起倒塌。

2011年2月21日, 4辆满载货物的货车先后上匝道。最前面运棉籽的货车抛锚检修, 其他3辆试图从该车右侧超越, 结果发生桥梁倾覆倒塌事故。

2012年24日5时30左右,哈尔滨机场高速由江南往江北方向,即将进入阳明滩大桥主桥的最后一段引桥整体向人行道方向倾倒,造成3人死亡5人受伤,系4辆货车超载行驶所致。

专家谈高速桥侧翻设计存安全风险(独柱墩设计存安全隐患)

2015年6月19日,位于粤赣高速广东河源城南出口匝道桥突然倾覆并垮塌,鱼贯行驶在匝道引桥上的四辆大货车瞬间栽落十几米高桥底,事故造成1人死亡,4人受伤。

专家谈高速桥侧翻设计存安全风险(独柱墩设计存安全隐患)

2019年10月10日傍晚18:10左右,江苏省无锡市锡山区锡港路上跨桥出现桥面侧翻,直接原因为货车超载。事故造成3人死亡2人受伤。事后17名官员被处理。

独柱墩桥梁的形式美观、占地面积小等诸多优点使得其在现代桥梁工程建设中占有重要地位。但是这种桥在通过超载重车时,由于侧向抗倾覆稳定性不足有可能会发生整体失稳。

2019年无锡高架桥侧翻事故之后,网上流传着一份如何识别能把桥“压塌”的货车指南,提醒市民避让6轴、厚钢板、高护栏、满装载的货车。

三问:肇事车辆怎么进入高速?

湖北这次事故发生后,关于独柱墩桥梁的安全性问题再次引发争议。

一位业内人士向上游新闻记者分析了独柱墩桥梁的结构,他打了个比喻,独柱墩结构有些像跷跷板的一根支柱,根据设计,如果跷跷板两侧重量在当初的设计承重的范围之内,它很安全;如果超载过多,那一定会侧翻。

对于本次湖北高速事故,微博上有众多网友发出疑问。

疑问一:独柱墩结构设计是否不合格?

该业内人士解释说,这是个要分两头看的问题。在我国旧版桥梁设计规范中,明确要求“公路桥涵的持久状态设计应按承载能力极限状态的要求,对构建进行承载力及稳定计算,必要时应进行结构的倾覆和滑移的验算……”也就是说,旧版规范对桥梁倾覆是有设计要求的。但2018年对行业规范进行了修订,修订之后,对桥梁上部结构的抗倾覆验算作出更为细致和更高的要求。

此次侧翻的路段,是2010年9月通车,在通车时是符合行业规范的。

疑问二:2018年对桥梁设计规范进行了修改,那是否说明之前的行业规范不科学?

对于这个问题,专家认为不能脱离历史的现实。我国高架式公路的修建历史本来就不长,有资料可查的最早的高架道路是1987年9月20日落成的广州人民路高架桥,我国在高架公路建设上的认知和经验积累存在不足,而旧版的桥梁建设规范在这方面的要求不够细致,就算是按旧版规范造出的高架路,如果不超载,在安全方面是没有问题的。

不过从2018年后,针对多起高架路倾覆的问题,行业规范做了更细致的规定,冗余设计量大大提高,对超载的承载能力也大大提高。

疑问三:超载车辆是怎么进入高速公路的?

对这个问题,超载车辆进入高速时的陕西高速临潼站方面最新回应,涉事超载货车有道路运输部门的超限审批手续,经检测入站,已将数据报湖北交管部门,但不排除货车有假报审批数据违规进站的可能,具体情况正由两地高速交管部门调查。

上游新闻记者就超重车过收费站的问题采访了重庆高速的工作人员。对方表示,对超重超限车辆的检查,是他们的重点工作内容,超重超限车辆是禁止上高速的,收费站入口前方会有称台测试车子重量,只要是货车,必须通过称台称重,如果超重,系统会显示“禁止”通知,具体而言,要看货车是多少轴的,不同的轴数会有不同的限重,工作人员应该严格把关审核。对于特种运输,超限车辆在取得合法审批后是可以上高速的,审批之前,许可部门会针对货物重量,与途经桥梁设计负荷进行比对。该人士分析说,这次的运货车应该是经过了许可部门的比对,但可能没有考虑到连续行驶的几个货车都在同一侧这个问题。

从这里可以看出,涉事车辆手续合规,但存在虚假申报的可能,道路运输部门和收费站有审核不严的嫌疑。

专家:独柱墩设计存安全隐患

事实上,2019年10月无锡发生因车辆超载引发独柱墩结构高速的侧翻事故发生后,独柱墩结构路桥已列入重点管理范围。交通运输部与各地曾专门发文,自当年12月1日起,禁止违法超限超载运输车辆通行高速公路,就是为了避免类似事故再次发生。

2019年无锡事故发生后,重庆交通大学桥梁专家、教授向中富在接受记者采访时就说,“虽然满足现行公路桥梁规范,但独柱墩桥梁大多只有一个支点,因此在超过规定的汽车集中靠一边行驶时,侧向抗倾覆的稳定性不足,有可能会发生类似的侧翻事故。如今新建的桥梁,一般能设双柱的就设双柱,或者是采用墩梁固结,将桥墩和桥梁固为一体,增强桥梁的稳定性。”

从上游新闻记者了解到的情况看,此前已有多位专家公开表示,由于独柱墩桥梁横向稳定性较差,因此在汽车荷载、支座沉降、自身结构形式以及温度等因素的影响下,容易发生整体倾覆事故,加上现有桥梁规范对横向稳定性验算规定的缺失,使得独柱墩桥梁的在运行的过程中存在很大的安全隐患。长安大学公路学院桥梁系副教授许汉铮此前曾对媒体表示,在我国,出现独柱墩桥梁发生倾覆事故主要原因是我国重型车辆超载比较严重,在超过荷载1.6倍的情况下,独柱墩的安全性能降低。湖北这次事故,货车超载达到了4倍。

事实上对于独柱墩桥梁的安全问题,在业内早已成为一个公开的研究课题。在2019年的北京力学会第二十五届学术年会上,中国矿业大学学者彭世魁、罗穿云就提交了《独柱墩桥梁倾覆稳定性分析》的论文,明确表示,“独柱墩桥梁横向稳定性较差,容易发生整体倾覆事故”。 东南大学交通学院学者万世成、黄侨也曾在《中外公路》(2015年第4期)上撰文认为,“独柱式桥墩的抗扭能力较弱,在重车偏载作用下的倾覆问题比较突出,由此引发的桥梁倾覆事故可能造成重大的生命财产损失。”

在百度文库和知网上, 上游新闻记者搜出数百篇对独柱墩结构的安全研究和改进加固的论文。有专家表示,近些年来,独柱墩桥梁倾覆事故时有发生,引起了工程技术人员的高度关注。发生事故的桥梁在之前常规检查检测中并没有发现问题,说明单纯依靠常规的检查检测并不能有效排除安全隐患,需要更进一步地评估。

从上游新闻记者查询的信息显示,目前,全国多个省市已开展了独柱墩桥梁抗倾覆稳定性的排查,并对需要维修加固的桥梁进行了处置。解决独柱墩倾覆隐患的办法是在原有独柱墩两侧各增加钢管混凝土立柱,使原来的独柱墩变成三柱墩。

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