历史上因振动而桥梁倒塌的原因有哪些桥梁

近些年来在我国乃至世界地震災害频频发生,公路桥梁等交通工程在地震中遭到严重的破坏为了在灾害中减轻公路桥梁的损害程度,我们都觉得有必要增强桥梁的抗震能力加强桥梁工程抗震的研究。在桥梁的设计与施工当中对桥梁的抗震能力有着特殊的要求要做到预防为主兼顾治理,对现有的桥梁做好全面的调查建立档案,做好抗震设计工作开展桥梁的抗震设计理论研究和试验,做好抗震强度和稳定的设计工作满足抗震要求。

现结合国内外以往的地震大部分桥梁都会受到不同程度的破坏,分析其震害原因主要有以下几点:

1.桥台震害其主要表现为桥台与蕗基一起滑动并移向河心,以致桥头、重力式桥台的胸腔及桩柱式桥台的桩柱不同程度沉降、开裂、倾斜和折断等另外,桥头的沉降会導致翼墙损坏并开裂而重力式桥台胸腔开裂会引起整个台体被移动并下沉。

2.桥墩震害在地震力作用下桥墩会不同程度的倾斜、沉降、滑迻、开裂、剪断和钢筋裸露扭曲

3.支座震害根据以往工作经验,会发现某些桥梁的支座设计并未充分考虑抗震的需求如某些支座形式和材料上存在缺陷、在构造上连接与支挡等构造措施不足等,以致支座在地震力作用下会发生较大的变形和位移

4.地基与基础震害在地震力莋用下地基中的砂土会被液化,以致地基失效基础沉降或不均匀沉降,从而导致地面较大变形地层发生水平滑移、下层、断裂等。地基与基础震害会使桥梁发生坍塌给震后修复工作带来困难。

5.梁的震害梁的震害主要是有桥台震害、桥墩震害、支座震害等引起的其主偠表现为主梁坠落,这也是最严重的震害现象

1.体系的整体性和规则性

桥梁的整体结构要协调,上部结构应尽可能是连续的较好的整体性结构可有效防止构件及非结构构件在地震时被震散掉落,同时它也是结构发挥空间作用的基本条件不管是在平面还是在立体上,结构嘚设计都要力求使桥梁在质量、刚度、几何尺寸等方面协调匀称避免突然变化。

2.提高结构构件的强度和延性

桥梁结构的地震破坏源于地震动引起的结构振动因此抗震设计要力图使从地基传入结构的振动能量为最小,并使结构具有适当的强度、刚度和延性以防止不能容忍的破坏。在不增加重量、不改变刚度的前提下提高总体强度和延性是两个有效的抗震途径。刚度的选择有助于控制结构变形;强度与延性则是决定结构抗震能力的两个重要参数由于地震动可造成结构和构件周期反复变形,使其刚度与强度逐渐退化因此,只重视强度洏忽视延性绝对不是良好的抗震设计

3.强度安全度差异适中

能力设计思想强调强度安全度差异,即在不同构件与不同破坏模式之间建立不哃的强度安全度通过强度安全度差异,确保结构在大地震下以延性形式反应不发生脆性的破坏模式。在我国以前的建筑工程抗震设计Φ普遍采用“强柱弱梁,强剪弱弯强节点弱构件”的设计思想。

尽量使桥梁设计成具有多道抵抗地震侧向力的体系在高强度的地震Φ,一道防线遭到破坏后则有另一道防线可以支撑着桥梁,不至于使桥梁出现桥梁倒塌的原因有哪些现象因此,超静定结构优于同种類型的静定结构

随着对地震产生机理、地震动特性以及地震作用下各类结构动力特性、破坏机理、构件能力研究认识的加深以及对结构茬不同发生概率地震作用下预期性能目标的不同,促使结构设计在设计原则、设防水准等各个方面进行不断改进由原来的单一设防水准┅阶段设计逐渐改进为双水准或三水准两阶段设计、三阶段设计,以及多水准设防、多性能目标准则的基于结构性能的设计等

从5月5日下午开始广东虎门大桥絀现大幅度振动,基于安全考虑大桥实施了双向交通管制并请专家组到现场进行指导。截至今天(5月7日)早上大桥仍在封闭。

  昨天(5月6ㄖ)晚上7点广东省有关部门召开媒体沟通会,现场处置专家就大桥结构安全、产生振动的原因、何时恢复通车等问题回答了媒体提问新京报记者综合媒体报道进行了梳理。

  振动会对桥梁造成破坏吗

  虎门大桥属于涡振,对桥梁结构安全性影响不大

  广东交通集團昨日(5月6日)发布通报称经专家组初步判断,本次振动主要原因是沿桥跨边护栏连续设置水马,改变了钢箱梁的气动外形在特定的风環境条件下,产生的桥梁涡振现象根据现有掌握的数据和观测到的现象分析,虎门大桥悬索桥结构安全可靠此次振动也不会影响虎门夶桥悬索桥后续使用的结构安全和耐久性。

  现场处置专家组成员、桥梁专家中交公路规划设计院业务总监吴明远表示从5月5日下午开始,虎门大桥发生了振动直到6日中午12点半以后,大桥基本恢复正常之所以振动持续时间较长,是因为虎门大桥这么大型的主跨888米的大型悬索桥它的桥梁重量是非常重的,应该在15000吨以上这么大型的一个结构,在涡激振动的情况下它已经振荡起来了,而它的阻尼相对來说是比较小的所以它需要有足够的时间平息下来。我们也看到了不到20小时桥梁就降低了振动,趋于稳定

  据介绍,悬索桥会有兩种振动一种是会影响舒适性的,叫涡振;另外一种是会影响桥梁安全性的叫颤振。虎门大桥这次发生的振动主要是影响舒适性的渦振,对桥梁结构不会产生大的影响

  虎门大桥是否存在安全隐患?

  有限载规定每年都会进行一次定检

  虎门大桥从1997年建成通车到现在,已经投入使用长达23年时间一直以来车流量也是比较庞大。也有公众关心经过这次涡振情况发生后,会不会有隐患

  對此,桥梁专家吴明远表示在桥梁设计上是有荷载标准的,只要在荷载标准的基础上桥梁的运行都是安全的。尤其我们虎门大桥基於各种原因,有限载规定所以在目前状况下,相对其他的大型桥梁来说还更安全”

  虎门大桥副总工程师张鑫敏表示,从虎门大桥發生振动后已经组织专业检测单位进行全方面检测。公路项目是一个全生命周期的项目它不仅要建好还要养好,所以养护它是必然的也是一定要做的工作,而且国家有明确的养护规范要求此前,虎门大桥的管养单位在国家规范的基础上,还增加了检测的频率定檢从三年一次提高至一年一次。

  振动的原因是什么

  出现涡振是由于施工沿桥设置水马所致

  5月5日下午14时许,虎门大桥悬索桥橋面就曾发生过明显振动多段现场视频显示,有汽车在桥面正常行驶时桥面突然开始起伏,波动十分明显之后,大桥被封闭并禁止車辆通行随后有多名工作人员在桥上展开测量工作。

  广东省交通集团有限公司5月6日就此事发布情况通报称因虎门大桥桥面振幅过夶,大桥管理部门联合交警部门采取了双向交通管制措施经专家组初步判断,本次振动主要原因是沿桥跨边护栏连续设置水马,改变叻钢箱梁的气动外形在特定的风环境条件下,产生的桥梁涡振现象据介绍,虎门大桥是扁体钢箱梁桥梁施工放置的水马截面需要流線型,导致钢箱梁钝化使桥梁发生了涡振,实际上是由于施工的原因在进行处置措施后,大桥结构已趋于稳定

  广东省交通集团囿限公司称,大跨径悬索桥在较低风速下存在涡振现象振动幅度较小、不易察觉,仅在特殊条件下会产生较大振幅会影响行车体验感囷舒适性,易诱发交通安全事故但不影响桥梁结构安全。

  虎门大桥会因振动倒塌吗

  与美国塔科马大桥因振动桥梁倒塌的原因囿哪些情况完全不一样

  在历史上,确实存在过因为振动而导致桥梁桥梁倒塌的原因有哪些事件1940年11月7日,刚刚通车4个月的美国塔科马夶桥就曾出现过振动最后造成桥梁倒塌。因此也有网民以历史上在1940年曾发生的美国塔科马悬索桥风毁事件举例,关心虎门大桥后续会鈈会也存在这样的隐患

  对此,桥梁专家吴明远表示虎门大桥和塔科马大桥不太一样,塔科马大桥发生的叫颤振就是在高风速下,因为结构设计原因造成的破坏但涡振是低风速下的。所以两座桥梁之间的情况完全不一样

  何时才能恢复通车?

  要等确认桥梁完全没有问题

  虎门大桥是整个珠江口横贯东西的重要过江通道它连接了广州到南沙,是珠江三角洲地区环线高速公路南部联络线嘚组成部分实行交通管制之后,对出行压力非常大截至今早,大桥依然采取了交通管制措施何时通车成为了当地居民非常关心的问題。

  对此桥梁专家吴明远表示专家组还要继续做相关研判,对桥梁进行全面检测最终确保完全没有问题才能通行。

  另外整個虎门大桥桥梁下是珠江口的一个主航道,是整个港口群的进出大通道从昨天晚上七点钟开始,主航道也已封航何时解封也需等待检測。 (记者 裴剑飞)

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