桥梁上部结构施工事故案例分析(悬索桥、斜拉桥)

桥梁上部结构施工事故案例分析交通部公路科学研究院2012年6月目录桥梁上部结构施工事故案例分析一二悬索桥上部结构施工风险分析桥梁施工事故案例分析北京顺义悬索桥坍塌事故泰州三塔两跨悬索桥猫道拆除事故大贝尔特海峡跨海工程施工事故布鲁克林大桥施工事故麦基诺海峡大桥施工事故旧金山奥克兰湾大桥猫道坍塌事故塔科马大桥风毁事故1、国内外斜拉桥施工事故2、国内外悬索桥施工事故四川达县洲河大桥坍塌事故宁波招宝山大桥主梁断裂事故澳大利亚墨尔本西门桥坍塌事故1、国内外斜拉桥施工事故1986年10月29日主跨合龙时，主梁混凝土突然破坏坠落，连同桥上几十吨重的吊车一起坠落河中，桥下4艘运载桥梁的驳船被压沉，造成死亡16人的特大事故，国家经济损失1200万元。原因分析造成该桥事故发生的主要原因是设计上存在漏洞，分包的施工单位没有施工经验。桥梁概况四川达县洲河大桥，为跨度190m+70m的混凝土箱型梁斜拉桥，采用独塔构造叶脉式布索，另一端拉索按空间布置直接锚固于山体上，利用了桥头地形特点，省去一个索塔，结构新颖。我国尚没有可借鉴的设计施工经验。1、四川达县洲河大桥坍塌事故1998年9月24日，即将合龙之际，16号块突然发生严重的梁体断裂事故，虽未造成人员伤亡，但这起事故使整个工程工期延误近两年，经济损失巨大，并且在社会上造成了极大的负面影响。桥梁概况投资4.23亿元位于甬江入海口，全长2482米，主桥为单塔双索面不对称预应力混凝土斜拉桥，通航孔跨径258米，净空高32米，5000吨级的客、货轮船可全天候通过出入甬江于1995年6月开工，总造价4.23亿元。事故处理后，新桥于2001年6月8日竣工通车2、宁波招宝山大桥主梁断裂事故原因分析造成该桥事故发生的主要原因是：主梁设计结构单薄，尤其是底板厚度过薄，有效截面较小，从而导致受压区实际应力偏大。2、宁波招宝山大桥主梁断裂事故3、澳大利亚墨尔本西门桥坍塌事故澳大利亚墨尔本附近的西门桥是一座采用稀索体系的钢箱梁斜拉桥，双向10车道（加宽后），主跨336米，最终建成于1978年11月15日。西门桥建设开始两年后，为进行10号墩和11号墩之间两半钢箱梁的合拢，发现两端在跨中高度相差11.4厘米。施工方对较高的一端进行压重以试图合拢，布设了10个8吨重的混凝土块。混凝土块的重量使钢箱梁发生了屈曲变形，施工方无视该危险信号继续进行合拢。当合拢完成一半时，得到了必须消除屈曲的命令。当工人们将锚固螺栓全部拧开时，即1970年10月15日上午11：50分，桥梁的屈曲变形瞬间回弹，112米长的钢箱坍塌并砸向临时驻地，导致在梁内施工和驻地就餐的35名工人身亡。1971年7月14日，经过近一年的详细调查，英国皇家专门调查委员会将事故原因归结为以下两个方面：结构设计和施工架设方法的失误。2、国内外悬索桥施工事故2006年11月19日，北京顺义一座跨越潮白河支流——减河的景观悬索步行桥，在桥梁竣工前的静载试验中突然坍塌，桥面上10辆加载卡车随桥身坠下5m深的河道，3名试验人员受伤。该桥梁由清华大学建筑设计院设计，设计承重量为300吨，但是加载到10辆车，还不到100吨，桥梁却突然倒塌了，设计方认为是施工质量有问题。1、北京顺义悬索桥坍塌事故原因分析：显然，设计方和施工方都对这种结构新颖、技术风险大的悬索桥缺乏工程经验。经专家组调查认定,该桥垮塌的主因是施工单位违法分包给无施工资质和悬索桥施工经验的施工队,造成钢结构焊缝质量差、主缆无应力下料长度错误等施工质量问题，从而导致了这起严重的工程质量事故。1、北京顺义悬索桥坍塌事故2012年2月14日上午8时30分左右，中国交通集团第二公路工程有限公司在泰州大桥南桥墩进行拆除猫道施工中，猫道偏转倾斜造成在猫道上作业的3名工人高处坠落（约50米），经扬中市人民医院抢救无效死亡。事故原因未见报道。2、泰州三塔两跨悬索桥猫道拆除事故大贝尔特海峡大桥（大带桥）大贝尔特海峡跨海工程在其建设过程中，共发生了479次施工事故，其中53起事故导致了严重伤害和死亡。大贝尔特海峡跨海工程中最大规模的桥梁是大贝尔特桥（大带桥），在其施工过程中，发生了7起致人死亡的施工事故。这是丹麦单一桥梁建设史上的死亡事故次数最多的。桥梁概况建在丹麦西兰岛与菲英岛之间18公里宽的大贝尔特海峡上，悬索桥桥塔高254米，主跨1624米，仅次于日本的明石海峡大桥。3、大贝尔特海峡跨海工程施工事故4、布鲁克林桥施工事故1878年6月，一股锚固在纽约端锚碇的索在调索过程中脱出，飞过纽约端主塔掉入东河，巨大的甩脱力瞬间切断了一个装配工的脖子，并将另一个击落锚碇。一个装配工负责引导钢绞线卷在滚筒上，他朝滚筒踢了一脚以让它继续工作，结果他的脚被卷入，当场死亡。一些工人因失足坠落或机械坠落而死亡。至少三个人因沉箱作业而死于减压病（沉箱症）。一些人被高空坠物砸死。总共有27人在建设布鲁克林桥的施工中死亡。布鲁克林大桥建成于1903年，全长1834米，主跨486.3m，是当年世界上最长的悬索桥，也是世界上首座钢缆悬索桥。在主缆装配的过程中，发生了一些严重事故。5、麦基诺海峡大桥施工事故在麦基诺海峡大桥的施工中有5名工人死亡。1954年10月10日，一名工人在实施焊接作业时掉入沉箱，头部撞击到沉箱内部的十字梁而死亡。1954年10月25日，一名工人因心脏病发作掉入水中身亡。1956年6月6日，北塔塔顶附近的临时猫道坍塌，两名工人掉入河中身亡。1957年9月10日，一名潜水员完成潜水作业后上升过快，死于减压病（沉箱症）。美国麦基诺海峡大桥是连接密歇根州上下两个半岛的钢桁架悬索桥，主跨1158.2米，桥宽20.9米，钢塔高160米，于1957年建成。6、旧金山奥克兰海湾大桥施工事故1935年11月29日，旧金山奥克兰海湾大桥的一根猫道缆索断裂，将大量木材和碎块抛向桥下的渡轮，所幸未造成施工人员和渡轮乘客死亡。旧金山奥克兰海湾大桥是一座跨越奥克兰湾的双层桁架悬索桥，主跨700m，于1936年11月12日竣工通车。7、塔科玛大桥风毁事故自1918年起至少已有11座悬索桥遭到风毁。其中最典型的事故是1940年美国塔科马悬索桥在19m/s的8级大风下因扭转而发散振动而坍塌。1940年，位于美国华盛顿州的塔科玛大桥建成。该桥为跨径853.44米的桁式加劲梁悬索桥，此桥的加劲梁不是钢桁梁而是下承式(半穿式)钢板梁。由于加劲梁过于纤细，其断面抗风稳定性差，在通车后仅四个月的11月7日近中午，在一场大风中跨塌。塔科马悬索桥的事故引起了桥梁工程界的震惊，也促进了风对桥梁作用的研究。由于我国悬索桥数量较少，为维护业主、设计方和施工方的形象，很多施工事故也秘而不宣，上述泰州大桥和北京顺义的事故可能不能代表我国大跨径悬索桥的施工事故特征。由上述国内外悬索桥施工相关事故可以看出，由于施工难度高，稍有不慎便会导致无法挽回的后果。猫道和支架是悬索桥极易发生事故的部位；主塔施工的高空作业中易发生人员坠落事故而导致人员伤亡。8、悬索桥施工相关事故分析二、悬索桥上部结构施工风险分析先导索过江、猫道架设是上构施工的开始阶段，两岸牵引系统的施工分别在高空、水上进行，受气候条件变化、江面封航时间长短、江面风力风向与浪高的影响，是一项施工风险很高的作业。主要风险事故：施工过程中容易发生作业人员落水、高处坠落、物体打击、起重伤害事故。应重点关注：（1）全面调研，与相关部门有效协调，充分考虑两岸牵引系统的布置方案；（2）制定先导索过江施工与牵引系统过江施工专项安全方案；（3）制定猫道架设专项安全方案；（4）对作业班组做好详实的安全技术交底，认真检查施工设备、机具的安全性能、安全状态及施工人员的个人防护装备。主缆架设是悬索桥最具特色的部分。由于主牵引、辅助牵引部分分别在锚面间进行，而锚面的坡度较陡，在锚面安装放索支架施工、安装牵引绳索作业、支架支撑地面平整压实问题、高处焊接站立的稳妥、钢丝绳的安全可靠性、施工人员的安全防护用的佩戴、卷扬机等设施的安全可靠性、猫道高空作业等诸多因素，是引起主缆施工风险高的主要因素。主要风险事故：施工过程中容易发生作业人员淹溺、高处坠落、物体打击、起重伤害事故。应重点关注：（1）大吨位无极调速卷扬机安装与使用；（2）及时了解气候条件变化状况；（3）与海事等部门有效沟通；钢箱梁吊装施工复杂、作业工序多，施工周期长、使用设备繁多，且作业人员分别在水上、陆地、高空形成空间复杂的作业状态，施工风险极大。主要风险事故：施工过程中容易发生起重事故、高处坠落、物体打击、淹溺、机械伤害、船只碰撞等特大或重大安全事故。应重点关注：（1）密切关注气候环境状况：风速、潮汐水位等；（2）与海事，航道部门制定周密的通航方案；（3）与设计、监控及监理密切合作，及时解决施工过程中发现的问题；（4）密切注意上下游缆索吊机的同步性和稳定性；（5）指令明确，统一协调。