2025年8月22日3時許,川青鐵路青海段尖扎黃河特大橋發(fā)生施工繩索斷裂事故,截至22日17時,事故已造成造成10人死亡,4人失聯(lián),2人在塔架尚無法確認(rèn)生命體征。
圖1 繩索斷裂前現(xiàn)場概況
01
橋梁概況
尖扎黃河特大橋是西成鐵路的重難點工程,橋址位于青海省黃南藏族自治州尖扎縣黃河下游,于牙曲灘村附近跨越黃河,距離尖扎縣約5km,詳細(xì)地理位置如圖1所示。橋梁正交跨越公伯峽水庫庫區(qū),橋位處水面寬350m左右,最大水深約30m左右,通航等級Ⅳ級。橋位穿越了黃河尖扎段特有魚類國家級水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)的實驗區(qū),環(huán)境保護(hù)要求高。
圖2 尖扎黃河特大橋地理位置示意圖
(視頻:尖扎黃河特大橋)
尖扎黃河特大橋采用雙線有砟鐵路連續(xù)鋼桁拱結(jié)構(gòu),跨徑布置為141+366+ 141m,全長648m,結(jié)構(gòu)如圖3所示。根據(jù)相關(guān)資料,大橋主桁采用兩片桁架組成,桁寬14m,拱趾至拱頂高95m,矢跨比約1/3.85,拱肋桁架上、下弦拱軸線分別采用矢高不同的二次拋物線。目前,該大橋是世界跨度最大的雙線鐵路連續(xù)鋼桁拱橋,也是中國第一座跨越黃河的鐵路鋼桁拱橋。為方便表述,將主桁架西寧側(cè)吊桿記為1#吊桿,成都側(cè)吊桿記為23#吊桿。
圖3 主跨366m連續(xù)剛桁拱方案
橋梁方案多次變更,由初期河中架設(shè)橋墩,到最終確定采用鋼桁架拱橋“一跨過黃河”的結(jié)構(gòu)方案。同時大橋采用了拱梁同步架設(shè)的施工方案,拱梁節(jié)段通過橋面運輸、拱肋,假設(shè)爬拱吊機(jī)進(jìn)行吊運,實現(xiàn)逐段架設(shè),避免船舶在黃河航行,降低了施工對環(huán)境的影響。據(jù)網(wǎng)絡(luò)公開資料,尖扎黃河特大橋自2023年12月墩樁基施工全部順利結(jié)束,2024年1月開始轉(zhuǎn)入鋼桁拱架設(shè)階段,2025年6月14日,吊索塔架實現(xiàn)封頂,進(jìn)入主橋合龍沖刺階段,計劃于2025年8月實現(xiàn)合龍。根據(jù)現(xiàn)場照片,事故前西寧側(cè)主拱已施工至11,成都側(cè)主拱已施工至12#吊桿,即將合龍,如圖4所示。
圖4 主跨366m混合斜拉橋方案
02
事故殘骸分析
根據(jù)事故后現(xiàn)場殘骸情況,將破壞位置及殘骸形態(tài)進(jìn)行梳理,如圖5所示。由現(xiàn)場情況可知,右側(cè)索塔完好,固定在索塔中部的扣索尚且完好,塔頂錨固位置局部有破壞,而頂部17,21,邊跨固定在索塔頂部的拉索同樣已破壞;鋼桁架拱由于失去臨時扣索約束而發(fā)生破壞,第13#~21#吊桿范圍主拱坍落,吊桿21#處一側(cè)被破壞,現(xiàn)場可見22#和23#吊桿殘留;橋面板失去支撐后落入下方黃河,形態(tài)如圖所示。
圖5 尖扎黃河特大橋破壞情況示意圖
事故發(fā)生時,監(jiān)控視頻完整記錄了施工扣索斷裂情況,如下所示。根據(jù)現(xiàn)場視頻,事故發(fā)生時沒有明顯預(yù)兆,12,推測此時扣索已經(jīng)斷裂;隨后,坍塌部分快速墜落,伴隨現(xiàn)場出現(xiàn)較大煙霧和火光,推測為倒塌過程電線拉斷導(dǎo)致。
(視頻:繩索斷裂監(jiān)控視頻)
合龍多在一天氣溫最低時進(jìn)行,以減小溫度等因素對成橋受力的影響,事故發(fā)生時大橋可能正處于合龍施工階段。上述視頻及圖片表明,此次事故可能是施工扣索斷裂導(dǎo)致的部分結(jié)構(gòu)坍塌,扣索局部破壞情況如圖6所示。推測可能的破壞原因有:①施工操作不當(dāng)導(dǎo)致拉索斷裂;②節(jié)點錨固端破壞;③扣索可能存在強度不足;④施工誤差導(dǎo)致索力不均勻。
由于資料有限,現(xiàn)場施工過程情況復(fù)雜,難以準(zhǔn)確判斷扣索破壞原因。準(zhǔn)確的事故判斷,有待進(jìn)一步的現(xiàn)場調(diào)查和信息披露。
圖6 拉索破壞情況示意圖
03
類似鋼桁架拱橋工程案例
我國已經(jīng)建成多座類似鋼桁架拱橋,川青鐵路尖扎黃河特大橋以366米跨度成為國內(nèi)雙線鐵路鋼桁架拱橋之最。
(1) 南京大勝關(guān)長江大橋
六線鐵路鋼桁雙主拱結(jié)構(gòu),起于南京市雨花臺區(qū),止于南京市浦口區(qū),全長9273米,跨徑布置2×336m,是世界上首座六線鐵路鋼桁拱橋,被譽為“世界鐵路橋之最”。
圖8 南京大勝關(guān)長江大橋
(2) 株洲清水塘大橋
主跨采用中承式鋼桁架拱橋結(jié)構(gòu)的雙層跨江大橋,位于株洲市天元區(qū)和石峰區(qū)之間,主跨408米 。
圖9 株洲清水塘大橋
04
結(jié)論
由于目前尚未掌握詳細(xì)的結(jié)構(gòu)和現(xiàn)場一手殘骸破壞信息,本文僅根據(jù)倒塌現(xiàn)場照片、視頻和類似工程事故,對事故殘骸進(jìn)行初步分析。根據(jù)現(xiàn)場殘骸破壞信息,有以下4點啟示。
(1) 大跨鋼桁架拱橋合龍施工常在夜間溫度相對較低且穩(wěn)定的時候,本案例在夜間開展合龍施工是大型橋梁合龍施工的共識;
(2) 復(fù)雜橋梁建設(shè)需要有豐富經(jīng)驗的施工班組,以保障傳力路徑上關(guān)鍵節(jié)點的施工質(zhì)量,尤其要避免夜間施工可能造成扣索或節(jié)點損傷;
(3) 臨時施工設(shè)施扣索若存在局部缺陷或節(jié)點施工質(zhì)量問題,傳統(tǒng)的施工監(jiān)測裝置較難預(yù)警脆性破壞前的索力變化;
(4) 大型鋼桁架拱橋建設(shè),施工期間等同于再建設(shè)了一座斜拉橋,同時拱肋和主梁同步施工,雖然提高了建設(shè)速度,也增加了合龍施工風(fēng)險,對設(shè)計、施工和監(jiān)控提出了更高的要求。
以上工作由浙江工業(yè)大學(xué)博士朱志翔、研究生何弘泉、劉紅、張燦、黃子涵、祝慶輝、項偉耀撰寫,張燦編輯。本工作僅僅研究生深入了解實際工程的學(xué)習(xí)資料,如有不當(dāng)之處,敬請批評指正。
注:部分視頻及圖片來源于網(wǎng)絡(luò)公開報道,如有侵權(quán),請聯(lián)系我們及時刪除。
特別聲明:以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺“網(wǎng)易號”用戶上傳并發(fā)布,本平臺僅提供信息存儲服務(wù)。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.