2025-04-24 3691 0
01 事故概況 彩虹橋位于北京市順義區(qū)城區(qū)東南部的順平公路上，跨越潮白河，連接順義與平谷，是順義的地標(biāo)性建筑及重要交通樞紐。 圖2 事故橋位置示意圖 彩虹橋是北京唯一的中承式大橋，全長(zhǎng)640.22m。兩端引橋?yàn)?3孔35m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支T形梁。其中，主橋是柔性系桿、剛性拱的中承飛燕式鋼管混凝土系桿拱橋，通過(guò)張拉系桿、利用兩端飛燕式邊跨的重量來(lái)平衡中間大跨徑拱橋的水平推力。主橋全長(zhǎng)180m，其中中跨長(zhǎng)108m，兩側(cè)邊跨長(zhǎng)均為36m。根據(jù)公開(kāi)資料，主橋兩側(cè)拱肋共設(shè)有18根吊桿，每根拱肋9根，其中每根吊桿采用127根φ7平行高強(qiáng)鋼絲；系桿采用27×7φ5高強(qiáng)低松弛鋼絞線，共12束，每根拱肋處6束。彩虹橋結(jié)構(gòu)示意圖如下，為表述方便，主拱圈分別記為A和B，橫梁及對(duì)應(yīng)吊桿編號(hào)分別記為1# ~ 9#。 圖3 橋梁結(jié)構(gòu)示意圖 彩虹橋始建于1999年10月，至事故發(fā)生時(shí)已通車(chē)近26年。根據(jù)公開(kāi)資料該橋的重大病害及維修情況如下： 2006年：橋梁檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)該橋出現(xiàn)較為嚴(yán)重的橋梁病害，包括主橋橋墩豎向裂縫、橋面鋪裝縱向開(kāi)裂、主橋空心板開(kāi)裂、吊桿銹蝕等病害。針對(duì)上述問(wèn)題，采取了鋼結(jié)構(gòu)防腐、補(bǔ)強(qiáng)裂縫和更換吊桿系桿等措施解決一般病害防治，并安裝健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)性病害防治； 2015年：由于順平路交通量逐漸加大、重載車(chē)輛日益增多，引橋病害凸顯，坑槽、裂縫、車(chē)轍等均已出現(xiàn)，人行步道及欄桿局部破損嚴(yán)重。2015年7月，彩虹橋斷路大修1個(gè)月，包括更換橋面鋪裝、封閉裂縫等； 2020年：北京順義公路分局在對(duì)彩虹橋進(jìn)行日常檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，西引橋伸縮縫異常、梁體整體向西滑移，橋臺(tái)處伸縮縫間距變小，梁端與背墻頂死，經(jīng)論證后明確橋梁主體未發(fā)生結(jié)構(gòu)性病害，并在不中斷交通、不破壞橋梁的前提下采用160臺(tái)200噸超薄大噸位千斤頂開(kāi)展頂推復(fù)位、橫向糾偏，為北京首例大型橋梁同步頂推技術(shù)應(yīng)用。 02 事故現(xiàn)場(chǎng)分析 據(jù)報(bào)道，4月23日4:40分左右彩虹橋橋底景觀電纜出現(xiàn)火情，4:59分周邊群眾報(bào)警，相關(guān)部門(mén)第一時(shí)間趕到現(xiàn)場(chǎng)組織開(kāi)展滅火、交通管制等處置工作。在處置電纜火災(zāi)過(guò)程中，橋梁結(jié)構(gòu)受火災(zāi)影響逐步發(fā)生倒塌，直至上午11:09明火撲滅。結(jié)構(gòu)殘骸如下圖所示，可以看出彩虹橋A拱圈吊桿均完好，B拱圈吊桿與主梁連接除1#梁位置外均斷開(kāi)，各吊桿對(duì)應(yīng)橫梁一端落入潮白河，主拱圈表面留有有明顯的火災(zāi)痕跡。 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)公開(kāi)視頻，彩虹橋倒塌經(jīng)歷了多個(gè)過(guò)程： 第一階段，5#、6#橫梁處吊桿發(fā)生斷裂，主梁坍塌； 第二階段，火勢(shì)擴(kuò)大，7#橫梁處吊桿發(fā)生斷裂，主梁坍塌； 第三階段，火勢(shì)蔓延，2#、3#、4#、9#橫梁處吊桿發(fā)生斷裂塌； 圖5 彩虹橋倒塌過(guò)程示意圖 現(xiàn)有研究表明，平行鋼絲束在火災(zāi)下的抗拉強(qiáng)度和彈性模量顯著減小，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生溫度膨脹和高溫蠕變，極大降低結(jié)構(gòu)承載力，如下圖所示。 圖6 平行鋼絲應(yīng)力-應(yīng)變曲線[1] 結(jié)合倒塌前彩虹橋火災(zāi)警情，推斷結(jié)構(gòu)是由于拱圈B位置電纜起火，導(dǎo)致系桿及縱向多根吊桿鋼束承載力下降，進(jìn)而引發(fā)結(jié)構(gòu)倒塌。 03 中承式拱橋結(jié)構(gòu)型式發(fā)展 中承懸吊式鋼管混凝土拱橋根據(jù)橋面系構(gòu)造特點(diǎn)，主要可分為以下三類，如圖7所示。 （1）整體橋面系。此類橋面系強(qiáng)健性較好，雖構(gòu)造復(fù)雜、施工難度大，但近年來(lái)的應(yīng)用呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。 （2）無(wú)縱梁橋面系。早期中承式鋼管混凝土拱橋橋面系以無(wú)縱梁橋面系為主，吊桿連接橫梁，橋面板支承于橫梁上，未設(shè)置加勁縱梁。 （3）有縱梁橋面系。目前多采用有縱梁橋面系，冗余度相對(duì)較高。
根據(jù)《交通運(yùn)輸部關(guān)于進(jìn)一步提升公路橋梁安全耐久水平的意見(jiàn)》（交公路發(fā)[2020]127號(hào)），無(wú)加勁縱梁吊桿拱橋結(jié)構(gòu)冗余度明顯不足。同時(shí)，《鋼管混凝土拱橋技術(shù)規(guī)范》（GB 50923-2013）中明確提出了“中承式拱橋的懸吊橋面系應(yīng)采用整體性結(jié)構(gòu)，以橫梁受力為主的懸吊橋面系必須設(shè)置加勁縱梁，并應(yīng)具有一根橫梁兩端相對(duì)應(yīng)的吊索失效后不落梁的能力”的規(guī)定。
彩虹橋建于90年代，屬于無(wú)縱梁橋面系，在當(dāng)年較為常見(jiàn)。由于缺少抗火能力相對(duì)較強(qiáng)的縱梁分擔(dān)橋面荷載，荷載通過(guò)吊桿直接傳遞給拱圈，一方面吊桿抗疲勞性能降低，另一方面，吊桿遇到失火等突發(fā)狀況導(dǎo)致而溫度升高引起吊桿平行鋼絲強(qiáng)度降低，極易發(fā)生倒塌破壞。
04 橋梁火災(zāi)案例
（1）2024.10.26深中通道，汽車(chē)行駛中突發(fā)起火。
圖8 橋梁火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)示意圖（深中大橋） （2）2025.04.02廣東江門(mén)濱江大橋，2號(hào)橋墩因施工時(shí)掉落火星引燃防撞明膠著火。 （3）2023.11.05河北石家莊滹沱河大橋，因2#斜拉索亮化線路電線接頭短路導(dǎo)致起火燃燒淬斷。 圖10 起火現(xiàn)場(chǎng)示意圖（河北石家莊滹沱河大橋） 05 纜索防火
對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)，橋面以上承重構(gòu)件包括主纜、拉索、吊桿等，一旦破壞將導(dǎo)致巨大損失且修復(fù)困難，且強(qiáng)度對(duì)溫度非常敏感，應(yīng)是橋梁防火的重點(diǎn)，傳統(tǒng)吊桿的PE套筒在高溫下也易于燃燒，難以達(dá)到防火功效。
纜索防火近年來(lái)受到越來(lái)越多的重視，以深中大橋、西堠門(mén)大橋等典型橋梁纜索防火為例，較多的做法是索體外纏包防火材料，以保障主纜鋼絲在持續(xù)火燒狀態(tài)下短時(shí)間不降低強(qiáng)度，如復(fù)合氣凝膠防火材料等新型防火隔熱保護(hù)體系，實(shí)現(xiàn)1000℃火場(chǎng)環(huán)境下（油罐車(chē)燃燒），持續(xù)60min，纜索鋼絲束表面溫度不超300℃的使用要求。
《安全科學(xué)與應(yīng)急管理研究》分析：順義潮白河大橋坍塌的直接原因是溝槽敷設(shè)電纜起火導(dǎo)致橋梁系桿斷裂。具體原因初步分析可能為以下三點(diǎn)：
1.電纜起火引發(fā)高溫
橋梁外掛電纜溝槽內(nèi)線路異常起火，產(chǎn)生的高溫直接作用于鋼管混凝土系桿。鋼材在400°C以上時(shí)強(qiáng)度開(kāi)始顯著下降，當(dāng)溫度達(dá)到600°C時(shí)，鋼材強(qiáng)度會(huì)損失約50%，導(dǎo)致系桿無(wú)法承受原有荷載。
據(jù)了解，該橋?yàn)橹谐惺较禇U拱橋，系桿是維持拱肋水平推力的核心受力構(gòu)件。系桿斷裂后，原本由系桿承擔(dān)的拉力瞬間轉(zhuǎn)移到吊桿上，造成吊桿過(guò)載斷裂，最終導(dǎo)致橋梁主跨結(jié)構(gòu)失穩(wěn)坍塌。
3.外掛電纜隱患
通報(bào)特別提到"全市將開(kāi)展橋梁外掛電纜排查"，暗示此次電纜敷設(shè)可能存在設(shè)計(jì)缺陷：電纜溝槽與系桿結(jié)構(gòu)距離過(guò)近，或未設(shè)置有效防火隔離層，導(dǎo)致火災(zāi)直接波及主體結(jié)構(gòu)。
目前事故調(diào)查組已介入，正在對(duì)電纜起火原因（如短路、過(guò)載、老化等）、系桿材料耐高溫性能等展開(kāi)檢測(cè)。此次事件也暴露出橋梁附屬設(shè)施與主體結(jié)構(gòu)安全聯(lián)動(dòng)的隱患，后續(xù)全國(guó)橋梁或?qū)⒓訌?qiáng)外掛設(shè)施防火標(biāo)準(zhǔn)。
特別感謝橋梁技術(shù)專家李老師正高級(jí)工程師參與指導(dǎo)。以上工作由浙江工業(yè)大學(xué)研究生張明見(jiàn)、張嘯鑫、壽浙坤、鄭騫、袁子順、岳昱含合作完成，文本由研究生祝瑜婷編輯。本工作僅僅是學(xué)習(xí)事故分析的練習(xí)資料，如有不當(dāng)之處，敬請(qǐng)批評(píng)指正。注：部分視頻及圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)公開(kāi)報(bào)道，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系我們及時(shí)刪除。
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在校的中專，高中，大專生可申請(qǐng)——青島理工大學(xué)全日制本科
①報(bào)考大學(xué)本科(高中起點(diǎn))考生應(yīng)具有高中畢業(yè)文化程度。
②報(bào)考大學(xué)本科(大專起點(diǎn))考生必須已取得經(jīng)教育部審定核準(zhǔn)的國(guó)民教育系列高等學(xué)校、高等教育自學(xué)考試機(jī)構(gòu)頒發(fā)的專科畢業(yè)證書(shū)及以上的人員。
培養(yǎng)人數(shù)：預(yù)計(jì)2025年招生人數(shù)280人
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