网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

临时托架坍塌事故分析

0
分享至

2021年,某双支薄壁桥墩施工临时钢托架在预压施工过程中发生坍塌,造成4人死亡。根据事故调查报告,对倒塌过程进行分析,从中吸取教训,为托架等临时支架施工提供参考和借鉴。

01

托架设计与荷载工况

事故发生时,桥墩及托架已施工完成,正在进行0号、1号梁段施工前的预压作业。墩顶下部预埋了6根双拼工字钢托架纵梁,贯通穿过双肢薄壁墩。纵梁上方安装底模横梁、分配梁和钢模板,形成预压托架体系。


图1 桥墩与托架结构示意图


图2 托架预压示意图

纵梁由5.4m和12m两段I40a工字钢接长,再将两根接长后的工字钢错缝反向拼装成双拼纵梁,接长拼接位置位于纵梁与桥墩的连接处,如图3所示。托架斜撑、竖杆与纵梁及预埋钢板相连接。预埋钢板背部通过3根Φ25 U型螺纹钢筋锚固于桥墩混凝土内。斜撑与纵梁之间采用4个M20、8.8级高强螺栓连接,如图4所示。


图3 托架结构俯视图


图4 托架结构示意图

施工方案采用混凝土预制块进行预压,以单侧混凝土重量约672t为基准,按60%、80%、100%和120%四级加载,要求每级加载后静停1小时观测变形,此后间隔12小时记录沉降量,满足规定条件后方可继续加载。实际加载过程中,现场完成60%荷载加载后,继续加载,托架在80%预载工况过程中发生坍塌。

02

施工缺陷调查

事故后的残骸调查表明,取样的工字钢、钢板及螺纹钢筋的化学成分和相应力学性能满足要求。但节点连接、纵梁拼接和预埋件施工存在问题,降低了相关构件和节点的承载能力,主要表现如下。


图5 钢托架节点施工缺陷

(1)斜撑上端节点抗剪承载力不足

斜撑与纵梁采用4个M20、8.8级高强螺栓连接,螺栓孔径为24.5mm。连接板基本平整,未见焊接痕迹,螺栓孔未见明显变形,连接板上的螺栓均有脱落情况。托架斜撑上部节点抗剪承载力不足是造成这起倒塌事故的直接原因。


图6 托架纵梁与斜撑连接破坏情况

(2)纵梁接长位置不当,焊接质量存在缺陷

纵梁接长拼接位置位于纵梁与桥墩的连接处,处于内力较大部位。部分纵梁沿接长焊缝断裂,另一侧贯通工字钢发生较大变形,上翼缘和腹板出现明显颈缩。接长焊缝存在无坡口、无垫板和未熔透等问题,多数焊缝深度仅为翼缘厚度的30%~50%,未达到熔透等强焊要求,如图7所示。接长位置不当及焊接质量缺陷降低了纵梁的受弯承载能力。


图7 焊接失效

(3)斜撑下端未设置设计要求的工字钢

斜撑底部预埋件下方未设置设计要求的3根工字钢,降低了该处的抗剪承载能力。8块预埋钢板中有7块脱落,锚筋呈受拉破坏特征,断裂位置主要位于上部。所有预埋件均无竖向滑动痕迹。


图8 预埋件残骸

03

破坏过程反演

分别以上述三个关键节点率先失效为起点,推测结构后续的破坏过程,并与现场残骸对照,评判是否相符,用以验证结构率先破坏的节点。

(1)斜撑上端节点率先破坏

假设斜撑上端节点的四颗螺栓率先断裂,纵梁与斜撑失去连接,纵梁会呈现悬臂梁受弯破坏的特点,即上翼缘和腹板失效。实际上,纵梁下翼缘未断裂,仍然悬挂在桥墩,与残骸照片相符。


图9 斜撑上端节点率先破坏后的破坏过程推测


图10 纵梁悬挂在桥墩上

(2)纵梁接长焊缝位置率先破坏

若纵梁焊缝节点首先失效,纵梁将会脱落,与实际情况(纵梁仍然悬挂)不符。


图11 纵梁接长焊缝节点率先破坏后的破坏过程推测

(3)斜撑下端预埋件率先破坏

若斜撑下端预埋件率先破坏,即预埋钢筋断裂,预埋件会向下滑动,并在混凝土桥墩留下钢筋滑动的痕迹,但预埋件位置的残骸照片并未发现预埋钢筋的滑动痕迹,与实际情况不符。


图12 斜撑下端预埋件率先破坏后的破坏过程推测


图13 预埋钢筋没有滑动

根据上述破坏过程推测分析,斜撑上端为率先破坏的节点,与事故报告一致。

04

非线性倒塌模拟

为了进一步证明结构破坏过程,建立了ABAQUS三维实体有限元模型,采用动力显示分析步进行非线性分析。分别定义了螺栓(8.8级)、工字钢(Q235)和预埋钢筋(HRB400)的弹塑性本构和损伤本构。


图14 材料弹塑性和损伤本构

模拟结果如图15所示。托架倒塌首先由斜撑上端螺栓连接失效引起。连接板发生滑移后螺栓触碰孔壁,螺栓受力迅速增大并断裂,而此时纵梁仍处于弹性阶段。螺栓断裂后,斜撑逐渐向外滑出,纵梁失去斜撑支承,以悬臂方式承担上方荷载,靠近墩身处的弯矩和应力急剧增大,随后纵梁根部发生剪弯破坏,最终导致托架坍塌。

为判断纵梁焊缝缺陷是否决定倒塌结果,比较了双拼截面完整受力和仅单根工字钢有效受力两种情况。两者出现几乎相同的破坏顺序,表明即使纵梁焊接质量满足要求仍无法阻止倒塌。因此,尽管纵梁焊缝缺陷削弱了承载能力,斜撑上端连接失效是本次倒塌的关键。


(a)双拼截面


(b)单工字钢截面

图15 托架倒塌过程模拟

非线性倒塌模拟视频如下,破坏顺序为:斜撑上端螺栓断裂——斜撑下端预埋钢筋断裂——纵梁上翼缘和腹板断裂。

托架倒塌过程模拟视频

05

小结

根据事故分析报告披露的信息,事故原因如下:

(1)事故的直接原因是:托架斜撑上部节点抗剪承载力不足,使托架在预载80%工况下垮塌。

(2)托架纵梁选择的接长拼接位置不当,位于纵梁与桥墩连接处,该处纵梁内力最大;双拼工字钢梁接长施工和质量存在缺陷,降低了纵梁的受弯承载能力。

(3)斜撑底部预埋件下方施工中未放置设计所提的3根工字钢,降低了斜撑底部预埋件的抗剪承载力;

(4)托架上方横梁在纵向未能与纵梁形成有效连接,降低了托架体系整体性。

临时结构往往由施工单位自行设计建造,设计冗余小。国内发生多起临时结构倒塌事故,需要尤其关注螺栓、焊缝和夹具锚具等关键节点设计和施工质量。

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

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.

相关推荐
热点推荐
伊朗终于找到美国的痛处!不打航母不炸油田,直接盯上一个命门

伊朗终于找到美国的痛处!不打航母不炸油田,直接盯上一个命门

扬子的故事屋
2026-10-18 11:23:53
4年8个月的俄乌战争:战前约50万俄精锐骨干基本被打光

4年8个月的俄乌战争:战前约50万俄精锐骨干基本被打光

高博新视野
2026-10-19 18:22:43
李小冉官宣结束11年婚姻,丁克相伴十一载劳燕分飞,离婚声明中藏着哪些现实考量?

李小冉官宣结束11年婚姻,丁克相伴十一载劳燕分飞,离婚声明中藏着哪些现实考量?

很哥
2026-10-19 21:14:59
上海105:92北控!3个没想到:2国手对飙+残阵仍赢球,体现1优势

上海105:92北控!3个没想到:2国手对飙+残阵仍赢球,体现1优势

董说体育
2026-10-19 21:41:05
性专家说:当一个异性开口跟你要钱,要礼物,不管对方是不是想试探你的真心,你都应该明白,你已被对方列入供养者行列

性专家说:当一个异性开口跟你要钱,要礼物,不管对方是不是想试探你的真心,你都应该明白,你已被对方列入供养者行列

心理观察局
2026-08-05 06:46:04
默克尔罕见的强硬:妥协不能没底线,绝不会把德国拱手让给对手

默克尔罕见的强硬:妥协不能没底线,绝不会把德国拱手让给对手

云上乌托邦
2026-10-18 18:26:45
五大联赛唯一0分队!德甲5冠豪门遭天崩开局 2次换帅仍6连败丢20球

五大联赛唯一0分队!德甲5冠豪门遭天崩开局 2次换帅仍6连败丢20球

我爱英超
2026-10-19 17:27:01
硬逼弗里克!巴萨高层下达死命令!对战大巴黎要出奇招

硬逼弗里克!巴萨高层下达死命令!对战大巴黎要出奇招

澜归序
2026-10-20 08:09:31
体坛联播|C罗被禁赛30天,曼城或遭巨额罚分确保降级

体坛联播|C罗被禁赛30天,曼城或遭巨额罚分确保降级

澎湃新闻
2026-10-20 08:18:10
没有文化、强词夺理、又装又尴尬,她来《你好星期六》是谁邀请的

没有文化、强词夺理、又装又尴尬,她来《你好星期六》是谁邀请的

往史过眼云烟
2026-10-19 15:05:38
被处分、被解约,她辞职跑马拉松!35岁张水华今年收入曝光,彻底颠覆我对马拉松跑者创收的认知!估计和你想的不一样

被处分、被解约,她辞职跑马拉松!35岁张水华今年收入曝光,彻底颠覆我对马拉松跑者创收的认知!估计和你想的不一样

锐评利物浦
2026-10-18 13:14:55
日美军演引争议:近6万人集结、多国首参演,日本民众忧虑难消

日美军演引争议:近6万人集结、多国首参演,日本民众忧虑难消

国际在线
2026-10-19 20:49:27
太意外了!排名世界第一的松岛辉空,崇拜的偶像竟是国乒三位高手

太意外了!排名世界第一的松岛辉空,崇拜的偶像竟是国乒三位高手

生活新鲜市
2026-10-19 07:25:35
提醒:今年冬天可能是50年以来少见的反常冬天,有5大特点

提醒:今年冬天可能是50年以来少见的反常冬天,有5大特点

健身狂人
2026-10-19 04:47:41
中国农大食堂上新蛋糕外形酷似蛤蟆走红,每块售价9.9元,学生:很多人抢购,就是抹茶口味

中国农大食堂上新蛋糕外形酷似蛤蟆走红,每块售价9.9元,学生:很多人抢购,就是抹茶口味

极目新闻
2026-10-19 13:10:11
CCTV16直播成都蓉城VS大连英博,开球时间调整,队长韦世豪后悔吗

CCTV16直播成都蓉城VS大连英博,开球时间调整,队长韦世豪后悔吗

体育大学僧
2026-10-19 10:13:47
如何看待男子在四川稻城严重高反去世,曾独自在帐篷躺卧三天,身体高反能硬抗吗?同行人没带他下撤需要担责吗?

如何看待男子在四川稻城严重高反去世,曾独自在帐篷躺卧三天,身体高反能硬抗吗?同行人没带他下撤需要担责吗?

本来就是个局外人
2026-10-19 21:49:49
一个免疫力强的人,生活中有5个信号!你占了几个?

一个免疫力强的人,生活中有5个信号!你占了几个?

芹姐说生活
2026-10-19 20:33:03
张本智和父亲:樊振东被挤走了,王楚钦跌出世界前四,男乒这回完蛋了?

张本智和父亲:樊振东被挤走了,王楚钦跌出世界前四,男乒这回完蛋了?

乒乓乐园
2026-10-19 00:04:51
89-81!深圳队绝境大逆转,史密斯单节22分 球迷:CBA质量越来越低

89-81!深圳队绝境大逆转,史密斯单节22分 球迷:CBA质量越来越低

汪星人哟
2026-10-19 22:51:25
2026-10-20 08:32:49
彭卫兵课题组
彭卫兵课题组
桥梁倒場事故分析;桥梁轻量化监测。
28文章数 17关注度
往期回顾 全部

头条要闻

特朗普狠批泽连斯基"不想结束战争" 泽连斯基强硬回怼

头条要闻

特朗普狠批泽连斯基"不想结束战争" 泽连斯基强硬回怼

体育要闻

从NBA退役10年后,他真去警局上班了

娱乐要闻

奚梦瑶回应重返维密:还是很开心的

财经要闻

黄奇帆之子往事:从广微系到魏桥的跳跃

科技要闻

王晟:近千亿资金涌入后 具身智能开始退烧

汽车要闻

不知道二代海鸥多好玩? 上赛道跑两圈 很过瘾的

态度原创

数码
本地
家居
艺术
公开课

数码要闻

影石预热全新麦克风,10月22日登场

本地新闻

因新荣记出圈,这座浙东小城才是吃货天堂

家居要闻

2026建博会(广州) 公装联探展交流活动

艺术要闻

俄罗斯90后摄影师比莉娅娃英这组写真,看完我直接跪了!最后一张绝了!

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版