重慶市綦江縣彩虹橋整體垮塌事故分析處理報告

工程結構事故分析與處理課程報告重慶市綦江縣彩虹橋整體垮塌事故分析處理報告事故背景工程情況虹橋位于重慶市綦江縣古南鎮(zhèn)的一條河上，是一座連結新舊城區(qū)的跨河人行橋，該橋結構為中承式鋼管混凝土提藍拱橋，橋長140米，主拱凈跨120米，橋面總寬6米，凈寬5.5米，橋面設計人群荷載3.5kN/m2。該工程由綦江縣重點建設辦公室組織建設，重慶華慶設計工程公司（以設計為龍頭的二級總承包公司）總承包，重慶市政工程質量監(jiān)督站監(jiān)督。該橋在未向有關部門申請立項的情況下于1994年11月5日開工建設，并于1996年2月15日竣工投入使用，耗資418萬元。圖1.垮塌前的虹橋事故情況時間：1999年1月4日18時50分。地點：重慶市綦江縣古南鎮(zhèn)一條河上。事件：出事當時，30余名群眾正行走于該橋上，另有22名駐扎該地的武警戰(zhàn)士進行傍晚訓練，由西向東列隊跑步至橋上約2/3處時，整座大橋突然垮塌，橋上群眾和武警戰(zhàn)士全部墜入綦河中。傷亡：事故造成40人死亡（其中：18名武警戰(zhàn)士、22名群眾）、14人受傷。直接經濟損失：約631萬元（其中：建橋工程費418萬元，傷亡人員善后處理費207.5萬元，現場清障費5.5萬元）。圖2.垮塌后的虹橋破壞過程該橋的垮塌過程大致分為四個階段：（1）局部吊桿錨固失效階段。1996年6月19日龍舟賽時，東岸上游7#吊桿和東岸下游3#吊桿發(fā)生巨響，經檢查7#、3#吊桿已發(fā)生滑移失效。（2）吊桿錨固失效發(fā)展階段。1998年5月某日橋上發(fā)生異常響聲，橋面晃動下沉。（3）多根吊桿錨固急速失效階段。1999年1月4日下午6點50分，橋面板傾斜垮塌，拱結構受力嚴重惡化。（4）主拱結構整體突然垮塌破壞?？逅蠊皹虺尸F三個區(qū)域，西拱腳是主拱破壞起始區(qū)，破壞首先發(fā)生在下游拱腳整體彎剪破壞，經查破壞斷面上焊縫區(qū)有陳舊性裂縫，上游拱腳拔出，該區(qū)域內主拱在原位落下。東半拱牽動破壞區(qū)，該區(qū)也是橋面板起始破壞區(qū)，主拱鋼管有約30m長保持基本完好，垮塌過程中主拱向下游偏移約1m，兩拱腳從拱座中拔出。西半拱跨中區(qū)至1/4跨區(qū)域是主拱破壞碰撞區(qū)，主拱破壞最為嚴重，拱圈破壞后分布零亂，散落區(qū)域稍寬，上橫撐發(fā)生嚴重彎扭，鋼板撕裂扭曲。現場勘察發(fā)現，上游主拱斷成13段，下游主拱斷成15段，其斷點均為工廠焊接處。事故原因分析經調查，該工程存在極其嚴重的質量問題。具體有以下幾點：吊桿鎖錨問題吊桿錨固僅采用榔頭敲打錨具夾片的方法，鋼絞線鎖錨方法嚴重錯誤，不能保證鋼絞線有效鎖定，不能保證吊桿中三根鋼絞線均勻受力。在事故現場勘察中，經對東岸上游半拱的七根吊桿檢查表明，除一根錨固完好外，其余鋼絞線均全部或部分滑出，致使吊桿鋼絞線錨固失效。同時，夾片端面參差不平，夾片與錨頭銹蝕粘連嚴重，影響錨具對鋼絞線的夾持能力，其它區(qū)域不少吊桿也有類似現象。模擬試驗也進一步證明該鎖錨方法是錯誤的。因此鎖錨方法錯誤、吊桿錨固失效是橋面板垮塌的直接原因。另處吊桿PVC管中灌漿不密實，局部漏灌，鋼絞線銹蝕嚴重，危及結構的長期安全使用。主拱鋼管焊接問題主拱鋼管加工層層轉包，既無經濟合同又無書面技術質量要求，加工采用包干承包，加工前未進行合理的工藝試驗和必要的質檢工作，在鋼管標準節(jié)段彎曲成型時就多次發(fā)生焊縫斷裂。經現場勘察取樣，對焊縫進行X射線探傷、金相、強度等檢驗證明焊縫有裂紋、未焊透、未熔合、氣孔、夾渣、陳舊性裂紋等嚴重缺陷，焊縫質量不能達到施工及驗收規(guī)范規(guī)定的二級焊縫檢驗標準的要求。故主拱鋼管工廠對接焊接頭焊縫質量低劣是導致主拱垮塌的直接原因。鋼管混凝土問題主拱鋼管內混凝土強度達不到設計要求。經現場取樣檢驗，混凝土強度最低值僅15.6MPa，不能達到C30的設計要求。混凝土局部有漏灌現象，在主拱肋板處甚至出現1米多長的空洞。吊桿的灌漿防護也存在嚴重質量問題。工程質量低劣，進一步降低了結構的承載力。設計問題設計過程中，設計圖紙粗糙，更改隨意，吊桿由40mm圓鋼改為鋼絞線群錨體系后，對采用無頂壓張拉錨具未提出確保鎖錨質量的相應措施；部分構造處理有不當之處；對主拱鋼結構的材質、焊接工藝及質量、接頭位置及鎖錨質量等均無明確要求；門架配筋率低于設計規(guī)范要求；在成橋增設花壇等荷載后，主拱承載力不能滿足相應規(guī)范的要求。其他直接問題該橋施工組織設計中沒有對分項工程制訂嚴格的工藝操作規(guī)程及技術要求，對一些關鍵部位沒有相應的檢查驗收程序。該橋建成時即是一座危橋。使用過程中，由于使用不當，管理不善，導致吊桿錨固加速失效，西橋頭下游端支座處的拱架鋼管產生陳舊性破壞裂紋，主拱受力急劇惡化?？梢哉f，該橋的垮塌勢在必然。關于武警列隊跑過該橋是否引起共振該橋垮塌后，一些人提出垮橋是否與武警戰(zhàn)士列隊過橋發(fā)生共振有關。專家組對此進行了技術分析。經反復分析討論，并委托交通部重慶公路科學研究所，運用美國SuperSAP（91）和MARC動力性能計算軟件進行計算復核，其結果表明：1.綦江縣大橋前二十階結構自振頻率，沒有落入結定激振荷載（14.3kN）的激振頻率所在范圍2.83～3.00Hz內。2.激振頻率所在范圍2.83～3.00Hz較接近的結構自振頻率分別是第十一階頻率（2.769Hz，面內豎彎）和第十二階頻率（3.114Hz，側向彎扭）。但是，高階頻率對結構共振的影響很小。3.從動態(tài)響應的位移頻譜分析結果來看，激起的振動響應頻帶離激振頻率2.83～3.00Hz很遠，不會發(fā)生共振?？烧J定：22名武警戰(zhàn)士列隊在橋上跑步造成的動力作用，不會引起該橋共振，其產生的動力響應，遠小于該橋的設計承載力。圖3.虹橋垮塌后的殘骸造成此事故的原因，更重要的是“人禍”。經調查取證、綜合分析認定，事故的間接原因是該橋建設中嚴重違反基本建設程序，不執(zhí)行國家建筑市場管理規(guī)定和辦法，違法建設、管理混亂。主要有：（1）建設過程嚴重違反基本建設程序。（2）設計、施工主體資格不合法。（3）管理混亂。（4）負責項目管理的少數領導干部存在嚴重腐敗現象，使國家明確規(guī)定的各項管理制度形同虛設。重慶市綦江縣“1·4”事故調查領導小組給該工程事故的定性為：“綦江縣大橋建設嚴重違反國家有關規(guī)定和基本建設程序，建設管理混亂；有關領導急功近利，有關部門嚴重失職，有關人員玩忽職守；工程施工存在嚴重質量問題。此次垮橋事故是一次重大責任事故?！苯涷灲逃栐摴こ淌堑湫偷摹岸垢惫こ?，在當時震驚了全國。事故發(fā)生后，得到了綦江縣、重慶市各級領導的重視，中央領導也親自過問此事。多名事故責任人被撤職、判處各種徒刑直至死刑。事故過后，我們應當充分吸取經驗教訓，堅決杜絕類似事故發(fā)生。將工程責任落到實處此事故中，虹橋的設計和建造責任不明，導致了其管理混亂。虹橋的建設單位名義上是綦江縣建委，實際上為縣政府下設的重點建設辦公室。而這個所謂的“辦公室”，其人員組成均為臨時抽調，毫無管理制度和責任制度。今后在工程建設中，一定要將各項責任落到實處，這樣才能使各相關單位認清自己的職責，做好自己負責的方面。加強建筑市場和施工現場的管理切實加強領導，嚴格執(zhí)行項目法人責任制、招標投標制、合同管理制和工程監(jiān)理制等各項規(guī)章制度。堅持政企分開，堅持重大問題集體決定，不允許任何人干擾工程項目的公開、公平、公正招投標。強化對工程質量全方位、全過程的監(jiān)督。依法管理，嚴格執(zhí)法該工程是典型有法不依的工程，從籌劃到竣工驗收的一系列制度都未得到有效執(zhí)行。長官意志、行政決定代替了管理法規(guī)的約束作用，這種現象在許多地區(qū)、許多工程中大量存在，必須堅決予以糾正。行政管理部門必須依法管理，對違反法律法規(guī)的建設行為要堅決予以糾正和處罰，改變有法不依，執(zhí)法不嚴，違法不究的現象。遵循科學規(guī)律該工程是典型的限制工程預算的工程。工程發(fā)包時，建設單位在無任何依據情況下，要求總包以280萬元包干。（結算價近400萬元）。不合理的底價會造成施工單位不愿加大投入，使工程質量難以保證。長期以來，很多地區(qū)的建筑市場嚴重違背科學規(guī)律，不顧工程實際的價值，實行低價中標、無標底招標。這樣的做法客觀上制約了建筑業(yè)的發(fā)展和工程質量的提高，因此必須得到制止。結語虹橋的事故，令人痛心。但作為結構工程師，我們要做的更多應該是反思。工程結構，尤其是公共建筑，關系到無數人的性命，絕不能掉以輕心。我們必須從工程事故中吸取教訓，在今后的工程設計和建設中盡全力杜絕類似事故的發(fā)生。另外，除了結構工程師以外，政府部門也應當規(guī)范自己的行為，盡量避免官僚作風和“拍腦袋”作風，在工程建設中做到遵循科學規(guī)律。工程相關的監(jiān)理、業(yè)主、勘測等單位也要嚴格規(guī)范自身行為，把好自己的一關。

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