重慶市綦江縣彩虹橋整體垮塌事故分析處理報告

工程結(jié)構(gòu)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(jié)新舊城區(qū)的跨河人行橋，該橋結(jié)構(gòu)為中承式鋼管混凝土提藍(lán)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(shè)計人群荷載3.5kN/m2。該工程由綦江縣重點建設(shè)辦公室組織建設(shè)，重慶華慶設(shè)計工程公司（以設(shè)計為龍頭的二級總承包公司）總承包，重慶市政工程質(zhì)量監(jiān)督站監(jiān)督。該橋在未向有關(guān)部門申請立項的情況下于1994年11月5日開工建設(shè)，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(dāng)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(jìn)行傍晚訓(xùn)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(jīng)濟(jì)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(xiàn)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(jīng)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(jié)構(gòu)受力嚴(yán)重惡化。（4）主拱結(jié)構(gòu)整體突然垮塌破壞?？逅蠊皹虺尸F(xiàn)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(jīng)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(nèi)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(yán)重，拱圈破壞后分布零亂，散落區(qū)域稍寬，上橫撐發(fā)生嚴(yán)重彎扭，鋼板撕裂扭曲?，F(xiàn)場勘察發(fā)現(xiàn)，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(jīng)調(diào)查，該工程存在極其嚴(yán)重的質(zhì)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(yán)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(xiàn)場勘察中，經(jīng)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(yán)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(xiàn)象。模擬試驗也進(jìn)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(yán)重，危及結(jié)構(gòu)的長期安全使用。主拱鋼管焊接問題主拱鋼管加工層層轉(zhuǎn)包，既無經(jīng)濟(jì)合同又無書面技術(shù)質(zhì)量要求，加工采用包干承包，加工前未進(jìn)行合理的工藝試驗和必要的質(zhì)檢工作，在鋼管標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段彎曲成型時就多次發(fā)生焊縫斷裂。經(jīng)現(xiàn)場勘察取樣，對焊縫進(jìn)行X射線探傷、金相、強(qiáng)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(yán)重缺陷，焊縫質(zhì)量不能達(dá)到施工及驗收規(guī)范規(guī)定的二級焊縫檢驗標(biāo)準(zhǔn)的要求。故主拱鋼管工廠對接焊接頭焊縫質(zhì)量低劣是導(dǎo)致主拱垮塌的直接原因。鋼管混凝土問題主拱鋼管內(nèi)混凝土強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計要求。經(jīng)現(xiàn)場取樣檢驗，混凝土強(qiáng)度最低值僅15.6MPa，不能達(dá)到C30的設(shè)計要求。混凝土局部有漏灌現(xiàn)象，在主拱肋板處甚至出現(xiàn)1米多長的空洞。吊桿的灌漿防護(hù)也存在嚴(yán)重質(zhì)量問題。工程質(zhì)量低劣，進(jìn)一步降低了結(jié)構(gòu)的承載力。設(shè)計問題設(shè)計過程中，設(shè)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(zhì)量的相應(yīng)措施；部分構(gòu)造處理有不當(dāng)之處；對主拱鋼結(jié)構(gòu)的材質(zhì)、焊接工藝及質(zhì)量、接頭位置及鎖錨質(zhì)量等均無明確要求；門架配筋率低于設(shè)計規(guī)范要求；在成橋增設(shè)花壇等荷載后，主拱承載力不能滿足相應(yīng)規(guī)范的要求。其他直接問題該橋施工組織設(shè)計中沒有對分項工程制訂嚴(yán)格的工藝操作規(guī)程及技術(shù)要求，對一些關(guān)鍵部位沒有相應(yīng)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(dāng)，管理不善，導(dǎo)致吊桿錨固加速失效，西橋頭下游端支座處的拱架鋼管產(chǎn)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(guān)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(guān)。專家組對此進(jìn)行了技術(shù)分析。經(jīng)反復(fù)分析討論，并委托交通部重慶公路科學(xué)研究所，運用美國SuperSAP（91）和MARC動力性能計算軟件進(jìn)行計算復(fù)核，其結(jié)果表明：1.綦江縣大橋前二十階結(jié)構(gòu)自振頻率，沒有落入結(jié)定激振荷載（14.3kN）的激振頻率所在范圍2.83～3.00Hz內(nèi)。2.激振頻率所在范圍2.83～3.00Hz較接近的結(jié)構(gòu)自振頻率分別是第十一階頻率（2.769Hz，面內(nèi)豎彎）和第十二階頻率（3.114Hz，側(cè)向彎扭）。但是，高階頻率對結(jié)構(gòu)共振的影響很小。3.從動態(tài)響應(yīng)的位移頻譜分析結(jié)果來看，激起的振動響應(yīng)頻帶離激振頻率2.83～3.00Hz很遠(yuǎn)，不會發(fā)生共振。可認(rèn)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(chǎn)生的動力響應(yīng)，遠(yuǎn)小于該橋的設(shè)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(jīng)調(diào)查取證、綜合分析認(rèn)定，事故的間接原因是該橋建設(shè)中嚴(yán)重違反基本建設(shè)程序，不執(zhí)行國家建筑市場管理規(guī)定和辦法，違法建設(shè)、管理混亂。主要有：（1）建設(shè)過程嚴(yán)重違反基本建設(shè)程序。（2）設(shè)計、施工主體資格不合法。（3）管理混亂。（4）負(fù)責(zé)項目管理的少數(shù)領(lǐng)導(dǎo)干部存在嚴(yán)重腐敗現(xiàn)象，使國家明確規(guī)定的各項管理制度形同虛設(shè)。重慶市綦江縣“1·4”事故調(diào)查領(lǐng)導(dǎo)小組給該工程事故的定性為：“綦江縣大橋建設(shè)嚴(yán)重違反國家有關(guān)規(guī)定和基本建設(shè)程序，建設(shè)管理混亂；有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)急功近利，有關(guān)部門嚴(yán)重失職，有關(guān)人員玩忽職守；工程施工存在嚴(yán)重質(zhì)量問題。此次垮橋事故是一次重大責(zé)任事故。”經(jīng)驗教訓(xùn)該工程是典型的“豆腐渣”工程，在當(dāng)時震驚了全國。事故發(fā)生后，得到了綦江縣、重慶市各級領(lǐng)導(dǎo)的重視，中央領(lǐng)導(dǎo)也親自過問此事。多名事故責(zé)任人被撤職、判處各種徒刑直至死刑。事故過后，我們應(yīng)當(dāng)充分吸取經(jīng)驗教訓(xùn)，堅決杜絕類似事故發(fā)生。將工程責(zé)任落到實處此事故中，虹橋的設(shè)計和建造責(zé)任不明，導(dǎo)致了其管理混亂。虹橋的建設(shè)單位名義上是綦江縣建委，實際上為縣政府下設(shè)的重點建設(shè)辦公室。而這個所謂的“辦公室”，其人員組成均為臨時抽調(diào)，毫無管理制度和責(zé)任制度。今后在工程建設(shè)中，一定要將各項責(zé)任落到實處，這樣才能使各相關(guān)單位認(rèn)清自己的職責(zé)，做好自己負(fù)責(zé)的方面。加強(qiáng)建筑市場和施工現(xiàn)場的管理切實加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)，嚴(yán)格執(zhí)行項目法人責(zé)任制、招標(biāo)投標(biāo)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(biāo)。強(qiáng)化對工程質(zhì)量全方位、全過程的監(jiān)督。依法管理，嚴(yán)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(xiàn)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(shè)行為要堅決予以糾正和處罰，改變有法不依，執(zhí)法不嚴(yán)，違法不究的現(xiàn)象。遵循科學(xué)規(guī)律該工程是典型的限制工程預(yù)算的工程。工程發(fā)包時，建設(shè)單位在無任何依據(jù)情況下，要求總包以280萬元包干。（結(jié)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(zhì)量難以保證。長期以來，很多地區(qū)的建筑市場嚴(yán)重違背科學(xué)規(guī)律，不顧工程實際的價值，實行低價中標(biāo)、無標(biāo)底招標(biāo)。這樣的做法客觀上制約了建筑業(yè)的發(fā)展和工程質(zhì)量的提高，因此必須得到制止。結(jié)語虹橋的事故，令人痛心。但作為結(jié)構(gòu)工程師，我們要做的更多應(yīng)該是反思。工程結(jié)構(gòu)，尤其是公共建筑，關(guān)系到無數(shù)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(xùn)，在今后的工程設(shè)計和建設(shè)中盡全力杜絕類似事故的發(fā)生。另外，除了結(jié)構(gòu)工程師以外，政府部門也應(yīng)當(dāng)規(guī)范自己的行為，盡量避免官僚作風(fēng)和“拍腦袋”作風(fēng)，在工程建設(shè)中做到遵循科學(xué)規(guī)律。工程相關(guān)的監(jiān)理、業(yè)主、勘測等單位也要嚴(yán)格規(guī)范自身行為，把好自己的一關(guān)。

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