由無(wú)錫橋梁垮塌事故思考獨(dú)柱墩橋梁安全運(yùn)營(yíng)有效解決方案
2019-10-29 來(lái)源:湖北楚天聯(lián)發(fā)工程試驗(yàn)檢測(cè)有限公司 作者:鞠鵬飛 熊志剛 宋振輝

  10月10日18時(shí)10分許,江蘇省無(wú)錫市312國(guó)道K135處、錫港路上跨橋發(fā)生橋面?zhèn)确鹿?。無(wú)獨(dú)有偶!此次無(wú)錫橋梁垮塌事故可以稱(chēng)為2012年哈爾濱“824”高架橋垮塌事故的翻版。超載無(wú)疑對(duì)橋梁安全危害極大,橋梁垮塌事故往往伴隨人員傷亡和財(cái)產(chǎn)巨大損失,那么如何解決這一問(wèn)題呢?誠(chéng)然如《法制日?qǐng)?bào)》中強(qiáng)調(diào)的,加強(qiáng)管理,推進(jìn)執(zhí)法改革,加大對(duì)超載的打擊力度是一種解決手段,但我們應(yīng)該從這些橋梁垮塌的案例中總結(jié)出問(wèn)題結(jié)癥,做好事前控制,從橋梁運(yùn)營(yíng)維護(hù)的專(zhuān)業(yè)角度和科學(xué)公路橋梁管理的角度對(duì)癥下藥,精確治理。

  首先我們從無(wú)錫橋梁垮塌事故中梳理一下重點(diǎn):

  第一點(diǎn), 超載導(dǎo)致橋梁垮塌;

  第二點(diǎn), 超載是一種常態(tài);

  第三點(diǎn), 從長(zhǎng)期的超載運(yùn)營(yíng)判斷,橋梁技術(shù)狀況存在隱患點(diǎn)。

  接下來(lái)我們一一梳理對(duì)癥下藥,首先討論超載的整治問(wèn)題。如今實(shí)用科學(xué)的發(fā)展,向著各個(gè)行業(yè)的各種角落延伸,對(duì)運(yùn)輸車(chē)輛的管理實(shí)現(xiàn)人工智能化無(wú)人化自動(dòng)化并未天方夜譚,免去執(zhí)法部門(mén)依靠人力攔截抽查,降低安全風(fēng)險(xiǎn)提高管理效率。

  智能交通系統(tǒng)(Intelligent Traffic System,簡(jiǎn)稱(chēng)ITS)又稱(chēng)智能運(yùn)輸系統(tǒng)(Intelligent Transportation System),是將先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)(信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、電子控制技術(shù)、自動(dòng)控制理論、運(yùn)籌學(xué)、人工智能等)有效地綜合運(yùn)用于交通運(yùn)輸、服務(wù)控制和車(chē)輛制造,加強(qiáng)車(chē)輛、道路、使用者三者之間的聯(lián)系,從而形成一種保障安全、提高效率、改善環(huán)境、節(jié)約能源的綜合運(yùn)輸系統(tǒng)。

  由湖北楚天聯(lián)發(fā)工程試驗(yàn)檢測(cè)有限公司開(kāi)發(fā)的智能交通管理系統(tǒng)CITS,是以運(yùn)輸車(chē)輛所在企業(yè)為單位,為每一輛運(yùn)輸車(chē)安裝管理終端,每個(gè)管理終端都有唯一一個(gè)ID身份編碼,同時(shí)管理終端內(nèi)置GPS及企業(yè)信息,具有語(yǔ)音警報(bào)及遠(yuǎn)程對(duì)講功能,可以與交通管理執(zhí)法部門(mén)聯(lián)網(wǎng)管理。

  我們利用高速公路現(xiàn)有稱(chēng)重系統(tǒng)以及國(guó)省及城市橋梁入口處地埋稱(chēng)重傳感器來(lái)監(jiān)控車(chē)輛載重。在稱(chēng)重同時(shí)感應(yīng)車(chē)輛ID身份編碼,如若超重則管理終端發(fā)出語(yǔ)音警報(bào)對(duì)車(chē)輛進(jìn)行勸離,并記入執(zhí)法部門(mén)的管理系統(tǒng)中。若車(chē)輛拒不駛離,則可以利用管理終端的GPS定位系統(tǒng)進(jìn)行定位追蹤,或通知其所在企業(yè)進(jìn)行勸離。

  

  基于此管理系統(tǒng),我們可以通過(guò)交通網(wǎng)入口安裝激光傳感器來(lái)管理車(chē)輛超高、超寬,同時(shí)為車(chē)輛司機(jī)提供超高超寬報(bào)警功能,防止車(chē)輛與限高限寬裝置發(fā)生事故,減少損失。

  將車(chē)輛超載信息與企業(yè)信息直接連通,有效從根源上解決超載問(wèn)題。智能交通系統(tǒng)(CITS)給管理部門(mén)和執(zhí)法部門(mén)提供便捷的車(chē)輛管理方法,并能提供數(shù)字化管理信息,協(xié)助實(shí)現(xiàn)路上無(wú)人管理,提高管理和執(zhí)法效率。真正實(shí)現(xiàn)無(wú)法超載,消除企業(yè)和駕駛?cè)藛T投機(jī)心理。超載現(xiàn)象能夠管控住,那么橋梁的安全就有保障。

  接下來(lái)我們?cè)賮?lái)討論橋梁技術(shù)狀況,這是個(gè)專(zhuān)業(yè)名稱(chēng),可以簡(jiǎn)單的解釋為橋梁的健康狀況。當(dāng)一座橋的建設(shè)完全符合設(shè)計(jì)要求,在竣工交付使用時(shí)橋梁健康狀況應(yīng)該是滿(mǎn)分的,假如出現(xiàn)超載車(chē)輛長(zhǎng)期同行,那么橋梁將出現(xiàn)健康問(wèn)題,并且在出現(xiàn)橋梁傾覆事故前,這種不健康的狀態(tài)應(yīng)該是一直持續(xù)的,是通過(guò)技術(shù)手段可以進(jìn)行判別的,這種手段就是橋梁技術(shù)狀況評(píng)定。

  對(duì)于交通繁忙的橋梁,定期進(jìn)行橋梁檢查,是有效避免橋梁安全事故的最有效手段,橋梁檢查分為經(jīng)常檢查、定期檢查和特殊檢查,特殊檢查又分為專(zhuān)門(mén)檢查和應(yīng)急檢查,理論上當(dāng)有超載貨車(chē)通過(guò)后,橋梁都應(yīng)進(jìn)行一次應(yīng)急檢查!

  依據(jù)《公路橋梁養(yǎng)護(hù)規(guī)范》經(jīng)常檢查主要對(duì)橋面設(shè)施、上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)及附屬構(gòu)造物的技術(shù)狀況進(jìn)行的檢查。定期檢查是為了評(píng)定橋梁使用功能,制定管理養(yǎng)護(hù)計(jì)劃提供基本數(shù)據(jù),對(duì)橋梁主體結(jié)構(gòu)及其附屬構(gòu)造物的技術(shù)狀況進(jìn)行的全面檢查,它是為橋梁養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)搜集結(jié)構(gòu)技術(shù)狀態(tài)的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。由此可見(jiàn),按規(guī)定進(jìn)行定期檢查,對(duì)橋梁安全尤為重要,長(zhǎng)期有超載車(chē)輛通行的橋梁還應(yīng)縮短定期檢查的時(shí)間間隔。

  超載車(chē)輛對(duì)橋梁造成的主要傷害又有哪些呢?

  首先,超載車(chē)通過(guò)每一聯(lián)橋面時(shí),在伸縮縫處有跳車(chē)現(xiàn)象。相信我們每一位有駕車(chē)經(jīng)驗(yàn)的人都有過(guò)這種體驗(yàn),開(kāi)車(chē)通過(guò)高架橋的伸縮縫時(shí),會(huì)有一下震動(dòng),根據(jù)伸縮縫的形式和施工質(zhì)量的區(qū)別這種震動(dòng)有大有小。這種車(chē)輛通過(guò)伸縮縫時(shí)產(chǎn)生的震動(dòng)就稱(chēng)之為跳車(chē)現(xiàn)象。跳車(chē)現(xiàn)象是對(duì)橋梁有害的,重型車(chē)通過(guò)伸縮縫產(chǎn)生的跳車(chē)對(duì)橋梁的傷害尤為嚴(yán)重,因?yàn)闆_擊力更大,會(huì)損傷橋梁結(jié)構(gòu),同時(shí)對(duì)支座產(chǎn)生反復(fù)超限壓縮。當(dāng)支座反復(fù)產(chǎn)生壓縮出現(xiàn)塑性變形時(shí),橋面就會(huì)出現(xiàn)沉降,繼而加重這種跳車(chē)現(xiàn)象,如此循環(huán)使情況愈發(fā)嚴(yán)重。無(wú)論最終支座先失穩(wěn)還是上部結(jié)構(gòu)先破壞,對(duì)橋梁而言都是不可挽回的重大事故。

  

  板式橡膠支座病害與盆式支座病害

  其次超載車(chē)輛會(huì)造成橋梁跨中彎矩過(guò)高,進(jìn)而使跨中混凝土開(kāi)裂,鋼結(jié)構(gòu)橋梁則會(huì)使焊縫開(kāi)裂或鋼材出現(xiàn)塑性形變。若是預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋,裂縫則會(huì)導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力鋼筋銹蝕斷裂。在橋梁跨中彎矩過(guò)大的同時(shí),梁體兩端的支座受力也不同程度也會(huì)出現(xiàn)受力不均,從而導(dǎo)致支座變形不規(guī)則,形成支座脫空、扭曲變形嚴(yán)重現(xiàn)象,加快支座的損壞程度。但這些損傷并非一蹴而就的,在早期出現(xiàn)病害時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn),及時(shí)修復(fù),則可以避免更嚴(yán)重的事故發(fā)生。

  

  梁底橫向裂縫

  談到這里,不免有讀者會(huì)思考一個(gè)問(wèn)題,在超重車(chē)輛完全被控制住,不會(huì)行駛到橋上,同時(shí)我們依照規(guī)范定期對(duì)橋梁進(jìn)行檢查,那么橋梁確實(shí)就有了安全保障??墒遣荒芫痛苏J(rèn)為橋梁就獲得了完全的徹底的安全保障,因?yàn)榭傆谐d車(chē)誤闖上橋的情況吧,除此之外,還有洪水、山火、泥石流甚至沿海地區(qū)還有臺(tái)風(fēng)影響橋梁安全。如果因?yàn)檫@些意外情況橋梁受到損傷,那么正常行駛的車(chē)輛在通過(guò)這樣的橋梁時(shí)就容易發(fā)生事故。

  針對(duì)這種情況,湖北楚天聯(lián)發(fā)工程試驗(yàn)檢測(cè)有限公司率先提出了智能橋梁安全運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理的概念,并獨(dú)立開(kāi)發(fā)了智能橋梁安全運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理系統(tǒng)(Intelligent Bridge Safety Operation and Maintenance Management System),它是針對(duì)處于自然災(zāi)害頻發(fā)的地區(qū)或者曾受過(guò)超載、撞擊等傷害的橋梁,進(jìn)行全時(shí)段監(jiān)控和管理的人工智能系統(tǒng)。

  基本原理是通過(guò)布置在橋梁上的各種傳感器獲取橋梁運(yùn)營(yíng)狀態(tài),這其中包括:應(yīng)力、撓度、震動(dòng)、傾斜等物理量,也包括雨雪、風(fēng)力等自然環(huán)境參量。這些參數(shù)通過(guò)人工智能分析系統(tǒng)獲得的結(jié)果將判斷橋梁的安全狀態(tài),并據(jù)此來(lái)決定是否發(fā)出安全警報(bào)。具有無(wú)人值守、判斷精準(zhǔn)的特點(diǎn)。

  現(xiàn)代化的智能管理手段和超前的安全行駛控制無(wú)非是要保證橋梁通行的安全、可靠,行車(chē)的舒適,保證人民的財(cái)產(chǎn)和生命的安全,那么我們?cè)跇蛄籂顩r調(diào)查和這些先進(jìn)監(jiān)控檢測(cè)設(shè)備的管理過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)超載、撞擊或自然災(zāi)害地區(qū)己經(jīng)對(duì)我們的橋梁存在了安全隱患的時(shí)候,我們?cè)撊绾尾扇〖庸淌侄蝸?lái)保證橋梁的安全使用狀態(tài)呢?同樣湖北楚天聯(lián)發(fā)路橋養(yǎng)護(hù)有限公司針對(duì)此類(lèi)問(wèn)題,用專(zhuān)業(yè)角度對(duì)癥下藥來(lái)解決許多橋梁匝道橋是獨(dú)柱墩的問(wèn)題,因地質(zhì)、環(huán)境條件限制,采用獨(dú)柱墩鋼抱箍的施工方法可以解決獨(dú)柱墩易傾覆的危險(xiǎn),如上海項(xiàng)目獨(dú)柱墩加固項(xiàng)目。

  

  獨(dú)柱墩鋼抱箍施工前與施工中

  

  獨(dú)柱墩鋼抱箍施工后圖一

  

  獨(dú)柱墩鋼抱箍施工后圖二

  如果橋梁增加立柱和擴(kuò)大基礎(chǔ)不受地質(zhì)條件影響,可以直接利用原承臺(tái)受力,直立鋼管柱支撐體系進(jìn)行,如下圖:安徽蕭縣連霍高速加固項(xiàng)目。

  

  增加直立鋼管柱施工中

  綜上所述,從科技角度出發(fā),利用智能管理手段代替?zhèn)鹘y(tǒng)方法,不給超載企業(yè)個(gè)人僥幸的機(jī)會(huì)才能從根上杜絕超載現(xiàn)象。科學(xué)的進(jìn)行橋梁管理,及時(shí)掌握橋梁才能做到心中有數(shù),才能避免事故的發(fā)生。

  總結(jié)教訓(xùn),避免悲劇重演,我們要提高防范意識(shí),加強(qiáng)科學(xué)管理,開(kāi)拓新理念,防微杜漸,未雨綢繆才能杜絕事故的發(fā)生。

  本文為湖北楚天聯(lián)發(fā)試驗(yàn)檢測(cè)有限公司與湖北楚天聯(lián)發(fā)路橋養(yǎng)護(hù)有限公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)的見(jiàn)解,不足之處請(qǐng)專(zhuān)家批評(píng)指正。

  參考文獻(xiàn):

  1、《交通法治“性命攸關(guān)” | 專(zhuān)家權(quán)威解讀無(wú)錫高架橋側(cè)翻事件》---《法制日?qǐng)?bào)》;

  2、《公路橋梁養(yǎng)護(hù)規(guī)范》;

  3、《公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》;

  4、《哈爾濱“8 24”特大道路交通事故調(diào)查情況》——東北網(wǎng)



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