警钟长鸣!在建钢管混凝土系杆拱桥垮塌事故调查报告

学术   2024-05-26 20:54   广东  
桥梁垮塌现场视频

2021581757分,在建杭甬运河桥左幅桥上部结构发生垮塌,直接经济损失901.52万元,无人员伤亡。

事故桥梁概况

杭甬运河桥左右幅分幅布置,采用下承式钢管混凝土系杆拱桥形式,吊杆构件设计采用挤压锚固钢绞线吊杆。截至事发时,该路段(长约28km)总体进度约94%,垮塌桥上部结构已实施完成拱肋、系杆、横梁、桥面板以及混凝土桥面铺装、护栏、5道风撑钢管A和吊杆索力第二次张拉;风撑钢管B安装、桥面沥青铺装施工及吊杆索力最终调整尚未完成。

桥梁设计效果图

事故分析及检测情况

事发时天气情况良好,无灾害性天气,桥址区地质稳定,无灾害性地质因素。

1.事故视频分析:事故调查组调取了航道监控系统视频,视频显示5月8日17时57分09秒垮塌桥西侧拱肋9#吊杆对应位置有物体落水,几乎同时西侧拱肋中部的多根吊杆脱出并落入水中,西侧系杆跨中下挠,桥面跨中向西侧倾斜,西侧系杆最先接触水面,此时西侧吊杆索体全部脱离拱肋;至17时57分13秒,西北拱脚脱离墩顶,东侧系杆下挠,两侧拱肋均向东倾倒,随后东侧系杆下水,东侧拱肋折断;17时57分15秒,因线缆被拉断,监控视频中断;整个垮塌过程历时约6秒。桥梁上部结构垮塌过程的视频截图见下图。

桥梁上部结构垮塌过程的视频截图

事故发生时,桥上无施工作业人员,桥下无船只过往,停放在桥面上的汽车起重机随桥面一同坠落。

2.现场勘查情况:事故现场,垮塌桥上部结构平面北端向东侧移,南端平面基本维持原位;东侧拱肋向东倾倒,约在跨中位置处折断,南北拱脚钢混结合部未明显分离;西侧拱肋也向东倾倒,南北拱脚钢混结合部明显分离;东侧系杆折断后落入河中,南北端尚在河岸上;西侧系杆折断后落入河中,南北端也在河岸上;桥面板随系杆下坠;东侧吊杆与拱肋、系杆维持连接状态,张拉端锚具组件(以下简称“上锚头”)均位于拱肋上;西侧吊杆与拱肋完全分离,索体均与上锚头脱离,除跨中上锚头已与拱肋脱离,其余上锚头尚在拱肋上;所有支座均已破坏;未发现桥墩明显变形和位移。垮塌桥现场情况见下图。


垮塌桥现场情况照片

另外,现场发现系杆及横梁部分预应力孔道局部压浆欠密实,钢管拱肋个别对接接头存在错边。经分析论证,这些施工缺陷不会导致桥梁上部结构垮塌。

3.设计复核情况:本项目施工图设计文件审查采用双审制,并组织了会议审查,修改完善后报主管部门进行了审批。事故发生后,事故调查组开展设计复核,认为在采用设计文件中的参数、施工方案等的情况下,结构受力满足规范要求;在风撑B管未安装的情况下,结构稳定系数仍满足规范要求。

4.应急检测情况情况:

(1)事故调查组委对事故现场提取的样品进行检测,检测结果为:

①对垮塌桥东侧2#、3#、4#吊杆上锚头组件进行静载锚固性能试验,锚具效率系数不满足《挤压锚固钢绞线拉索》(JT/T 850-2013)技术要求;2#、3#吊杆索体整体自锚固套中滑出,4#吊杆张拉端密封筒与锚杯连接螺纹处拉脱,破坏形式不符合《预应力筋用锚具、夹具和连接器》(GB/T 14370-2015)规定。抽测的2#吊杆索体预应力钢绞线最大力满足《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T 5224-2014)技术要求。

②普通钢筋屈服强度、抗拉强度和预应力钢绞线最大力试验结果均满足国家有关技术标准要求;

③抽测的钢管拱肋焊缝无损探伤结论合格。

(2)建设单位对跨塌桥下部结构进行检测,检测结果为:

①桥墩立柱、盖梁混凝土回弹法强度推定值均大于强度设计值,强度合格;

②通过取芯孔摄像检查,抽检的桩基孔壁光滑,无明显裂痕。

5.吊杆专项调查、检测、分析情况:

调查发现,4月15日采用同批次吊杆的右幅桥东侧4#吊杆张拉时索体与上锚头发生滑脱,锚固失效;4月23日垮塌桥西侧9#等多根吊杆索力实测数据偏差严重超监控预警值。事故发生后,对右幅桥吊杆索力进行监测,5月10日发现东侧9#吊杆实测索力较5月8日下降约80%,西侧6#吊杆当天索力下降约40%。同时,结合对吊杆的检测情况,事故调查组委托第三方对吊杆进行了推演分析和专项质量检测,情况如下:

(1)计算推演分析。为分析桥梁上部结构垮塌过程,事故调查组委托第三方进行了计算推演:根据4月23日监控单位实测索力值,西侧9#吊杆索力为147kN,与理论值差异达82.18%,其承载力已大幅下降,不能承受护栏、混凝土桥面铺装及汽车起重机产生的索力增加,引起该吊杆完全失效,如其他吊杆存在类似的缺陷,将引起吊杆系统失效连锁反应,从而导致桥梁上部结构垮塌。

(2)同批次吊杆检测情况。杭甬运河桥左、右幅桥使用的72根吊杆为同一批次生产。事故调查组委托国家金属制品质量监督检验中心对右幅桥吊杆进行检测,送检吊杆共11根,其中6#索4根、9#索4根(东侧9#、西侧6#在吊杆更换前索体与上锚头已发生滑移),4#索3根(在公证处公证下随机抽取)。检测内容包括外观、静载锚固性能、化学元素、硬度、剖面检查,并依据《挤压锚固钢绞线拉索》(JT/T 850-2013)和《预应力筋用锚具、夹具和连接器》(GB/T 14370-2015 )进行评价。主要检测结果如下:

对9根吊杆张拉端进行静载锚固性能试验,其中8根锚具效率系数小于0.95,均出现索体滑移,且有2根在密封筒与锚杯连接螺纹处拉脱,静载锚固性能已不能满足标准要求;1 根静载锚固性能仍满足标准要求;

对3根吊杆固定端进行静载锚固性能试验,静载锚固性能仍满足标准要求;

对1根未经静载锚固性能试验的吊杆张拉端和固定端进行剖面检查,张拉端分丝板破裂,上端填充物松散且内部钢绞线出现了锈蚀;固定端内部完好,填充密实;

④外观、化学元素等其他检测内容满足标准要求。

事故直接原因

事故调查组通过综合分析,认为导致事故发生的直接原因有以下两个方面:

1.杭甬运河桥使用的吊杆不符合标准:

索具生产厂家未对该型号吊杆进行型式检验,且该批次吊杆未按标准进行出厂检验;结合第三方检测结果,表明该批次吊杆不符合标准,是桥梁局部垮塌的最直接原因。

2.各参建单位项目管理不到位:

(1)施工单位未按规定对吊杆进行采购,并报监理单位审批、建设单位备案,建设、监理单位未按规定对吊杆采购进行管控,施工、监理单位未按规定对吊杆进场进行检验,直接投入使用,是桥梁局部垮塌的直接原因之一。

(2)施工、监控单位未将吊杆索体与上锚头滑脱情况通知监理、建设单位,未查明原因且擅自更换吊杆,导致未能及时分析发现该批次吊杆质量问题,是桥梁局部垮塌的直接原因之一。(4月15日采用同批次吊杆的右幅桥东侧4#吊杆张拉时索体与上锚头发生滑脱)

(3)监控单位未按监控方案实施监控,未将吊杆索力异常情况通知施工、监理和建设单位,导致未能及时分析发现该批次吊杆质量问题,是桥梁局部垮塌的直接原因之一。(4月23日垮塌桥西侧9#等多根吊杆实测数据偏差严重超监控预警值)

(4)监理单位未按要求开展巡视,未按要求检查构配件批准情况,未按要求对吊杆张拉过程开展旁站,未能及时发现右幅桥东侧4#吊杆索体与上锚头发生滑脱,导致未能及时分析发现该批次吊杆质量问题,是桥梁局部垮塌的直接原因之一。

事故防范和整改措施建议

针对事故暴露出的问题,为深刻汲取事故教训,举一反三,有效防范和坚决遏制类似事故发生,提出以下建议措施:

1.切实提高政治站位,进一步贯彻落实习近平总书记关于质量安全重要指示精神。

2.严格落实主体责任,防范化解质量安全风险。

3.严抓隐患排查治理,加大监督执法力度。

4.完善行业监管体系,构建“线上+线下”纵向一体化的监管格局。

杭绍台高速绍兴城区段在建桥梁
局部垮塌事故调查组
2021年10月11日

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