密西西比河桥梁倒塌事故的力学问题(力学与科学技术-同济大学).pdf

明尼苏达州密西西比河上桥梁 坍塌事故 力学与科学技术力学与科学技术 编著：韦林，2008.9.1 美国当地时间2007年8月1 日的傍晚6点，也就是北京时间2 日早上7点左右， 位于明尼苏达州密西西比河上的位于明尼苏达州密西西比河上的一座座桥梁突然整体坍塌桥梁突然整体坍塌，由于事发突然由于事发突然，正正 在桥面上行驶的车辆纷纷掉入河中。至少已造成9人死亡，60人受伤，桥面 上浓烟滚滚上浓烟滚滚，，追尾追尾、相撞的车辆比比皆是相撞的车辆比比皆是，，桥梁混凝土散落桥梁混凝土散落一地地。。一辆接送辆接送 学生的黄颜色校车停在坍塌桥面的一侧。当时校车里约有60名学生，他们现 已全部撤离，其中10人受伤，被送进医院接受治疗。而在桥底，一些坠落的 汽车还漂浮在水面上，有些落水人员挣扎着等待救援。据估计，掉入河中的 汽车可能在30至50辆之间。这次倒塌的这座墙，是连接密西西比河两岸的重 要枢纽要枢纽。同时同时，它也是明尼苏达州内最被大量使用的它也是明尼苏达州内最被大量使用的一座座，每天所需要承载每天所需要承载 的数量是14万辆次。 当地警方说当地警方说，目前的情况显示目前的情况显示，桥梁是结构性坍塌桥梁是结构性坍塌，事故原因正在进事故原因正在进一步调步调 查。 这座钢梁混凝土结构的大桥建于1967年，距河面约20米，是美国35号州际公路的一 部分。每天通过的汽车高达20万辆，事发时桥梁正在维修当中。 大跨度的河中桥完全倒塌 倒塌的结构为完全破坏 整整座座桥桥的的倒倒塌塌原原因因？？ 从事故报道中没有明确事故原因，但谈到以下消息： 1、倒塌的桥是连接明尼阿波利斯和圣保罗两座城市的交通要 道。大桥始建于建于1967年，桥体最高处距河面约有20多米 高高，采用拱桥形式整体跨越密西西比河采用拱桥形式整体跨越密西西比河，桥上双向八车道桥上双向八车道。事事 故发生时，这座大桥正在接受修理，因此只有两条车道允许汽 车通行车通行。。各种车辆排成长龙过桥各种车辆排成长龙过桥，，行驶得相当缓慢行驶得相当缓慢。。 2、另外用于加固桥梁的螺钉也是检查的重点对象。此次事故发 生的原因生的原因，可能就出在可能就出在螺钉螺钉上上。 3、受交通部门委托，明尼苏达大学民用工程系曾对这座大桥进 行全面评估体检，结果发现大桥路面下方的钢筋结构存在早 期疲劳迹象，但当时并没有发现有裂缝存在。有关方面随即 认定认定，，这座大桥可继续服役这座大桥可继续服役，，不需不需 “提前退休提前退休”。。 垮塌前的大桥资料照片 垮塌后遗留的钢架 整体的结构在施工和维修期间往往存在机动变形的不稳定状态，当静定单 跨的结构局部失稳破坏时跨的结构局部失稳破坏时，整个结构将彻底垮塌整个结构将彻底垮塌。有经验的结构工程师对有经验的结构工程师对 静定结构部件维修是非常谨慎，必须采取可靠安全措施。 11.该桥梁整体结构巳通过该桥梁整体结构巳通过””全面评估体检全面评估体检，…并没有发现有裂缝存在并没有发现有裂缝存在。… 这座大桥可继续服役，不需“提前退休”。所以不存在强度破坏。 2.2.该桥梁跨河结构为单跨的静定桁架结构该桥梁跨河结构为单跨的静定桁架结构，，单个构件破坏后单个构件破坏后，，整个结构会整个结构会 失稳。 3.垮桥事故时间，正是桥面挤满车辆的满荷载状态，对维修阶段的桥梁是 非常不可行的非常不可行的，，如是单边受载更是可悲哀的如是单边受载更是可悲哀的。。  当静定单跨结构的某根杆(螺丝)被维修暂时破坏时，在荷载作用下整个结构将彻 底垮塌。有经验的结构工程师对静定结构部件维修是非常谨慎。 为避免静定单跨的结构局部维修时存在机动变形的不稳定状态，可将维修 局部结构暂时改造为超静结构，并且有经验的结构工程师还会做全跟踪的 安全监测安全监测，，控制施工期活载的增加与变化控制施工期活载的增加与变化。。确保绝对的安全确保绝对的安全。。  局部结构暂时改造为超静结构局部结构暂时改造为超静结构 超静定桁架结构 对大对大型桁架桁架 屋顶结构换 杆时耍特别 注意稳定状 态态。 风作用下桥的振动风作用下桥的振动 用计算机模拟 桥梁模型