湖南凤凰县堤溪沱江大桥塌桥事故案例分析.doc

工 程 案 例 分 析 专 业： 建筑与土木工程 学 号： 姓 名： 湖南凤凰县堤溪沱江大桥塌桥事故案例分析 案例基本情况 1. 事故基本情况 2007年8月13日下午4时40分左右，湖南省湘西凤凰县正在建设的堤溪沱江大桥发生重大坍塌事故，桥梁将凤凰至山江公路阻断，当时现场正在施工，造成64 2. 工程项目基本情况 堤溪沱江大桥是湖南凤凰县至贵州铜仁地区大兴机场二级公路的公路桥梁。2003年11月开工建设，2007年7月15日开始拆架，原计划8月底竣工。 堤溪沱江大桥属于圬工拱桥，是一种没有钢筋，由石头、水泥、沙子等构成的桥梁。这种石拱桥是一种传统桥型，也是一种风险桥型，对施工工艺有很高的要求。 桥身设计长328.45米，宽13米，墩台高33米，桥高42米，设3%纵坡。 桥型为4孔65米等跨径等截面悬链线空腹式无铰连拱石拱桥。 基础设在弱风化泥灰或白云岩上，混凝土、石块构筑成基础，未设制动墩。 3. 工程项目参与单位基本情况 建设单位是湘西自治州凤大公路建设有限责任公司，其为国有独资公司，隶属于湘西自治州人民政府。 设计和地质勘察单位是华罡设计院，其具有公路行业乙级《工程设计证书》、甲级《工程咨询资格证书》和甲级《工程勘察证书》。 施工单位是湖南路桥建设集团公司，其为国有独资大型企业，具有建设部颁发的公路工程施工总承包特级、公路路基工程专业承包一级、公路路面工程专业承包一级、桥梁工程专业承包一级、公路交通工程专业承包交通安全设施资质和《安全生产许可证》。 监理单位是湖南金衢交通咨询监理有限公司，其具有公路工程甲级监理资质、交通工程临时乙级监理资质。 二、事故计算分析 1. 拱桥相关 （1）拱桥自重较大，相应的水平推力也较大 ，增加了下部结构的工程量。 （2）由于拱桥水平推力较大，在连续多孔的大、中桥梁中，为防止一孔破坏而影响全桥的安全，需要采用较复杂的措施，例如设置制动墩。 （3）拆除拱架时间必须待拱圈混凝土达到一定强度后才能进行，为了保证拱圈或整个上部结构逐渐均匀降落，以便使拱架所支承的桥跨结构重量逐渐转移给拱圈自身来承担，因此拱架不能突然卸除，而应按照一定的卸架程序进行。 2. 工程详细资料 （1）长328.45米，宽13米，墩台高33米，桥高42米，设3%纵坡。 （2）桥型为4孔65米等跨径等截面悬链线空腹式无铰连拱石拱桥。 （3）矢高8米，矢跨比1/8。 （4）本工程采用公路二级标准。 （5）主拱圈厚度为0.7米，采用C20小石子混凝土砌MU60块石，重力密度为25KN/m3。 （6）腹拱填料路面厚度0.6米，重力密度为20KN/m3。 3. 计算分析 （1）基础计算量 腹拱自重： G=65*0.6*13*20=10140KN 横墙承受拱上填料荷载： G/n=10140/7=1449KN 每米横墙自重： G=13*0.3*25=97.5KN 主拱圈集中荷载值： F1=97.5*7+1449=2130KN F2=97.5*3+1449=1742KN F3=97.5*1+1449=1547KN F4=1449/2=725KN （2）拱脚截面弯矩 1）半拱悬臂自重对拱脚截面弯矩： M1=(9.1*25*65^2)/4*0.52354=125805KN.m 2）半拱悬臂集中荷载对拱脚截面弯矩： M2=2130*4.6+1742*13.9+1547*23.2+725*32.5 =93619KN.m ∑M=M1+M2=219424KN.m （3）拱脚截面竖向截力 1）半拱结构自重对拱脚截面竖向截力 P=AγL*[系数] A为拱桥截面面积 γ为拱圈石材重力密度 L为跨度 系数从拱桥设计规范查得：0.55184 P1=9.1*25*65*0.55184=8160KN 2）半拱结构集中力对拱脚截面竖向截力 P2=2130+1742+1547+725=6144KN ∑P=8160+6144=14304KN （4）拱脚截面轴力计算 水平推力：H=219424/8=27428KN 竖向力：V=14304KN 截面轴力：N=30934KN （5）稳定性验算 事故中桥梁稳定性验算 砌体设计强度为：0.546*9.1*12.3*1000=61114KN 3186261114（设计合格） 事故中稳定性验算： 318620.546*9.1*6.3*1000=31329（不合格） （6）相关规范数据 1）数据取自《公路圬工桥涵设计规范JTGD63-2005》 2）C20小石子混凝土砌MU60块石砌体，轴心强度值：f=12.3MPa 3）本案例中砌体抗压强度值平均为6.3MPa,相当于C10小石子混凝土。 三、事故原因分析 1. 材料质量问题 （1）设计要求使用MU60块石（形状大致