一、雙曲拱橋的誕生的結(jié)構(gòu)特征
一種由民間建造的拱橋——雙曲拱橋于六十年代誕生于江南水鄉(xiāng)無錫。由于這種橋梁結(jié)構(gòu)比較輕盈,適宜于軟土地基上建造,是當(dāng)時條件下農(nóng)村小跨輕載橋梁的合理橋型,后被廣泛采用。
由于雙曲拱橋在施工中隱定性不足,斷面抗彎性能較弱等缺點,使它先天不足,難以適應(yīng)大跨度和重載以及軟土地基條件,在使用若干年后出現(xiàn)了不少隱患,影響了橋梁的壽命。
雙曲拱橋主拱圈通常是由拱肋、拱波,拱板和橫向聯(lián)系等幾部分組成。在施工中采用“化整為零”,預(yù)制拱肋和拱波,再組合拼裝起來與現(xiàn)澆混凝土拱背層形成拱圈,使橋梁以組合式整體結(jié)構(gòu)承重。
拱肋是主拱圈的重要組成部分,它參與拱圈共同承受全部恒載和活載,對主拱圈質(zhì)量有重大影響。因此必須保證拱肋具有足夠的強度、剛度、縱向和橫向穩(wěn)定性。拱肋通常利用支架現(xiàn)澆混凝土或采用預(yù)制安裝的方法施工。預(yù)制的拱肋,如果長度太大,不便于預(yù)制、運輸和吊裝,則常常分成幾段。由于拱頂往往是受力不利的截面,因引拱肋分段時接頭不宜布置在拱頂。而接頭宜設(shè)置在拱肋自重作用下彎矩小的地方,一般在跨徑的0.29~0.32倍附近。這樣,拱肋一般均分為三段。
拱波參與主拱圈共同承受荷載,拱板在拱圈截面中占有大比重,而且現(xiàn)澆混凝土拱板又將拱肋、拱波連成整體,使拱圈能以實現(xiàn)“集零為整”。因此,拱板在加強拱圈整體性方面起著重要的作用。
雙曲拱橋試驗表明,它與梁橋一樣,當(dāng)拱肋間無橫向聯(lián)系時,在集中荷載(車輛荷載)作用下,各片拱肋的變形在橫橋方向是很不均勻的。有較強橫向聯(lián)系的拱圈,各肋間的變形就比較均勻一致。這說明設(shè)置和加強橫向聯(lián)系可以使拱圈在外荷載作用下受力均勻,避免拱波頂可能出現(xiàn)的縱向裂縫。顯然,對于寬橋,橫向聯(lián)系的作用就更加突出。
二、發(fā)生雙曲拱橋拆除產(chǎn)生事故的主要原因
分析蘇北某市發(fā)生的兩起雙曲拱橋拆橋事故原因,歸納起來主要有內(nèi)因和外因,內(nèi)因主是橋梁結(jié)構(gòu)本身在使用過程中由于超負荷運輸、變形、沉降等引起的橋梁結(jié)構(gòu)破壞;外因主要是施工、監(jiān)理、監(jiān)督等部門的問題。主要表現(xiàn)以下幾個方面:
1.橋梁自身結(jié)構(gòu)的改變
雙曲拱橋充分發(fā)揮了材料的抗壓性能,是一種經(jīng)濟性較高的橋型。但使用過程中的不均勻沉降,橋臺的縱向位移,部分結(jié)構(gòu)的破損,使拱軸線發(fā)生偏移導(dǎo)致雙曲拱橋受力狀況的改變,從而導(dǎo)致主拱圈的破壞。在拆除雙曲拱橋前,橋梁的主體結(jié)構(gòu)可能已經(jīng)遭到損壞。
2拆除橋梁前沒有對橋梁狀況作鑒定并給出客觀的評價,導(dǎo)致不能正確地制定一個合理的拆除方案。對需要拆除的橋梁作出科學(xué)的鑒定并給出客觀的評價,是制定科學(xué)的拆橋方案的前提。
3、施工單位在缺乏必要的防范措施下,嚴重違反施工程序、施工方案,盲目施工。
在三區(qū)橋的拆除過程中,施工現(xiàn)場沒有搭設(shè)支架,施工人員在拆除橋面鋪裝、拱內(nèi)填料后,沒有等腹拱及立柱拆除,就先拆除了主拱圈實腹段的拱波,又沒有采取必要的防范措施,直接導(dǎo)致了該橋的突然整體垮塌。在紅星河橋的拆除過程中,也拋開了防范措施,施工現(xiàn)場也沒有搭設(shè)支架,現(xiàn)場施工人員同樣沒有按施工方案和操作規(guī)程施工,僅用浮吊等來固定拱肋和聯(lián)系梁,吊運已被破壞的混凝土,導(dǎo)致拱肋平衡受到破壞,而向一側(cè)突然倒塌。
4、施工單位技術(shù)安全管理不到位,現(xiàn)場施工人員素質(zhì)低下。
橋梁拆除是一項專業(yè)性、技術(shù)性較強的工作,讓不懂專業(yè)技術(shù)的企業(yè)或人員從事拆除工程施工,本身就是重大的事故隱患,而技術(shù)水平不高或不懂工程建設(shè)的安全管理人員又發(fā)現(xiàn)不了潛在的技術(shù)隱患。經(jīng)星河橋拆除重建的中標單位將工程非法轉(zhuǎn)包給無營業(yè)執(zhí)照、無施工資質(zhì)的施工隊伍施工,又沒有對分包單位進行及時必須的技術(shù)指導(dǎo)和管理,是導(dǎo)致事故發(fā)生的重要原因。三區(qū)橋雖然沒有違法分包,但在工程中標后,施工單位更換了有資質(zhì)并有實踐經(jīng)驗的項目經(jīng)理,指派無項目經(jīng)理資質(zhì)又缺少經(jīng)驗的人員擔(dān)任項目經(jīng)理,項目經(jīng)理雇用了一批不懂技術(shù)要領(lǐng),沒有經(jīng)過培訓(xùn)的農(nóng)民工盲目蠻干,造成了事故的發(fā)生。同時施工現(xiàn)場管理不力,對圍觀群眾制止不到位,發(fā)生故事時,仍有7名當(dāng)?shù)卮迕裨跇蛏蠂^或哄搶拆除廢棄的拱波,增加了傷亡人數(shù),擴大了事故損失。
5、建設(shè)單位管理存在著不少的漏洞
一是建設(shè)單位對進場施工人員把關(guān)不嚴,對中標單位更換施工隊伍和項目經(jīng)理的情況掌握不夠,跟蹤管理不到位。二是監(jiān)理人員不到位。拆橋作為關(guān)鍵性工序,應(yīng)當(dāng)經(jīng)過總監(jiān)批準并實行現(xiàn)場旁站監(jiān)理。紅星紅河橋拆建作為養(yǎng)護工程項目,實行內(nèi)部監(jiān)理,三區(qū)橋拆建雖由監(jiān)理公司監(jiān)理,但都存在監(jiān)理人員到位不及時,沒有實行現(xiàn)場旁站監(jiān)理的問題。三是施工方案不科學(xué)、不具體,也沒有主動地對方案進行審查把關(guān)。四是施工單位安全自控機制不健全,缺少對施工現(xiàn)場的檢查管理和指導(dǎo)。工程項目部在施工方案沒有經(jīng)過審查批準的情況下擅自開工,又沒有按施工方案進行施工。建設(shè)單位、監(jiān)理單位管理未跟上,客觀上也是造成施工安全管理處于失控狀態(tài)的原因之一。
一種由民間建造的拱橋——雙曲拱橋于六十年代誕生于江南水鄉(xiāng)無錫。由于這種橋梁結(jié)構(gòu)比較輕盈,適宜于軟土地基上建造,是當(dāng)時條件下農(nóng)村小跨輕載橋梁的合理橋型,后被廣泛采用。
由于雙曲拱橋在施工中隱定性不足,斷面抗彎性能較弱等缺點,使它先天不足,難以適應(yīng)大跨度和重載以及軟土地基條件,在使用若干年后出現(xiàn)了不少隱患,影響了橋梁的壽命。
雙曲拱橋主拱圈通常是由拱肋、拱波,拱板和橫向聯(lián)系等幾部分組成。在施工中采用“化整為零”,預(yù)制拱肋和拱波,再組合拼裝起來與現(xiàn)澆混凝土拱背層形成拱圈,使橋梁以組合式整體結(jié)構(gòu)承重。
拱肋是主拱圈的重要組成部分,它參與拱圈共同承受全部恒載和活載,對主拱圈質(zhì)量有重大影響。因此必須保證拱肋具有足夠的強度、剛度、縱向和橫向穩(wěn)定性。拱肋通常利用支架現(xiàn)澆混凝土或采用預(yù)制安裝的方法施工。預(yù)制的拱肋,如果長度太大,不便于預(yù)制、運輸和吊裝,則常常分成幾段。由于拱頂往往是受力不利的截面,因引拱肋分段時接頭不宜布置在拱頂。而接頭宜設(shè)置在拱肋自重作用下彎矩小的地方,一般在跨徑的0.29~0.32倍附近。這樣,拱肋一般均分為三段。
拱波參與主拱圈共同承受荷載,拱板在拱圈截面中占有大比重,而且現(xiàn)澆混凝土拱板又將拱肋、拱波連成整體,使拱圈能以實現(xiàn)“集零為整”。因此,拱板在加強拱圈整體性方面起著重要的作用。
雙曲拱橋試驗表明,它與梁橋一樣,當(dāng)拱肋間無橫向聯(lián)系時,在集中荷載(車輛荷載)作用下,各片拱肋的變形在橫橋方向是很不均勻的。有較強橫向聯(lián)系的拱圈,各肋間的變形就比較均勻一致。這說明設(shè)置和加強橫向聯(lián)系可以使拱圈在外荷載作用下受力均勻,避免拱波頂可能出現(xiàn)的縱向裂縫。顯然,對于寬橋,橫向聯(lián)系的作用就更加突出。
二、發(fā)生雙曲拱橋拆除產(chǎn)生事故的主要原因
分析蘇北某市發(fā)生的兩起雙曲拱橋拆橋事故原因,歸納起來主要有內(nèi)因和外因,內(nèi)因主是橋梁結(jié)構(gòu)本身在使用過程中由于超負荷運輸、變形、沉降等引起的橋梁結(jié)構(gòu)破壞;外因主要是施工、監(jiān)理、監(jiān)督等部門的問題。主要表現(xiàn)以下幾個方面:
1.橋梁自身結(jié)構(gòu)的改變
雙曲拱橋充分發(fā)揮了材料的抗壓性能,是一種經(jīng)濟性較高的橋型。但使用過程中的不均勻沉降,橋臺的縱向位移,部分結(jié)構(gòu)的破損,使拱軸線發(fā)生偏移導(dǎo)致雙曲拱橋受力狀況的改變,從而導(dǎo)致主拱圈的破壞。在拆除雙曲拱橋前,橋梁的主體結(jié)構(gòu)可能已經(jīng)遭到損壞。
2拆除橋梁前沒有對橋梁狀況作鑒定并給出客觀的評價,導(dǎo)致不能正確地制定一個合理的拆除方案。對需要拆除的橋梁作出科學(xué)的鑒定并給出客觀的評價,是制定科學(xué)的拆橋方案的前提。
3、施工單位在缺乏必要的防范措施下,嚴重違反施工程序、施工方案,盲目施工。
在三區(qū)橋的拆除過程中,施工現(xiàn)場沒有搭設(shè)支架,施工人員在拆除橋面鋪裝、拱內(nèi)填料后,沒有等腹拱及立柱拆除,就先拆除了主拱圈實腹段的拱波,又沒有采取必要的防范措施,直接導(dǎo)致了該橋的突然整體垮塌。在紅星河橋的拆除過程中,也拋開了防范措施,施工現(xiàn)場也沒有搭設(shè)支架,現(xiàn)場施工人員同樣沒有按施工方案和操作規(guī)程施工,僅用浮吊等來固定拱肋和聯(lián)系梁,吊運已被破壞的混凝土,導(dǎo)致拱肋平衡受到破壞,而向一側(cè)突然倒塌。
4、施工單位技術(shù)安全管理不到位,現(xiàn)場施工人員素質(zhì)低下。
橋梁拆除是一項專業(yè)性、技術(shù)性較強的工作,讓不懂專業(yè)技術(shù)的企業(yè)或人員從事拆除工程施工,本身就是重大的事故隱患,而技術(shù)水平不高或不懂工程建設(shè)的安全管理人員又發(fā)現(xiàn)不了潛在的技術(shù)隱患。經(jīng)星河橋拆除重建的中標單位將工程非法轉(zhuǎn)包給無營業(yè)執(zhí)照、無施工資質(zhì)的施工隊伍施工,又沒有對分包單位進行及時必須的技術(shù)指導(dǎo)和管理,是導(dǎo)致事故發(fā)生的重要原因。三區(qū)橋雖然沒有違法分包,但在工程中標后,施工單位更換了有資質(zhì)并有實踐經(jīng)驗的項目經(jīng)理,指派無項目經(jīng)理資質(zhì)又缺少經(jīng)驗的人員擔(dān)任項目經(jīng)理,項目經(jīng)理雇用了一批不懂技術(shù)要領(lǐng),沒有經(jīng)過培訓(xùn)的農(nóng)民工盲目蠻干,造成了事故的發(fā)生。同時施工現(xiàn)場管理不力,對圍觀群眾制止不到位,發(fā)生故事時,仍有7名當(dāng)?shù)卮迕裨跇蛏蠂^或哄搶拆除廢棄的拱波,增加了傷亡人數(shù),擴大了事故損失。
5、建設(shè)單位管理存在著不少的漏洞
一是建設(shè)單位對進場施工人員把關(guān)不嚴,對中標單位更換施工隊伍和項目經(jīng)理的情況掌握不夠,跟蹤管理不到位。二是監(jiān)理人員不到位。拆橋作為關(guān)鍵性工序,應(yīng)當(dāng)經(jīng)過總監(jiān)批準并實行現(xiàn)場旁站監(jiān)理。紅星紅河橋拆建作為養(yǎng)護工程項目,實行內(nèi)部監(jiān)理,三區(qū)橋拆建雖由監(jiān)理公司監(jiān)理,但都存在監(jiān)理人員到位不及時,沒有實行現(xiàn)場旁站監(jiān)理的問題。三是施工方案不科學(xué)、不具體,也沒有主動地對方案進行審查把關(guān)。四是施工單位安全自控機制不健全,缺少對施工現(xiàn)場的檢查管理和指導(dǎo)。工程項目部在施工方案沒有經(jīng)過審查批準的情況下擅自開工,又沒有按施工方案進行施工。建設(shè)單位、監(jiān)理單位管理未跟上,客觀上也是造成施工安全管理處于失控狀態(tài)的原因之一。