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来源：彭卫兵课题组 公众号
据陕西省委宣传部，7月19日20时左右，陕西省商洛市祚水县境内突发暴雨山洪，导致丹宁高速公路严坪村2号桥于7月20日凌晨2点局部垮塌。根据央视网消息，截至20日15时，已发现坠河车辆7辆、遇难者12人，1人获救。初步核查还有近18辆车、31人失联。在此我们对事故遇难人员表示沉痛哀悼。
严坪村2号桥位于水阳段山阳方向K46+200处，高速全长38公里，设计时速为100 km/h，通车地理位置如图2所示。根据事故后信息，高速分多段建设，其中事故段于2018年左右建成。桥梁上部结构为多跨简支变连续小箱梁桥，共4联，桥梁结构如图3所示。事故段为山阳至丹凤方向第2联，为方便表述，编号为0-11#。据网上公开资料，事故后桥梁残骸情况如图4所示。可观察到，事故后第8、9跨上部结构垮塌，8#号桥墩毁坏。其中，第8跨主梁及8#号桥墩已不可见，第9跨主梁在靠近9#号桥墩位置处发生断裂，桥身一部分落入水中，而靠近9#号桥墩部分翘起。基础冲刷是桥梁水毁的主要原因之一，一般为水流摩擦、碰撞导致基础附近河床被冲刷，引发桥墩基础边界发生变化或偏位，进一步导致结构整体垮塌。通常来说，冲刷直接引起重力式桥墩破坏及桥梁倒塌的案例较多，而导致桩柱基础桥梁倒塌较少，案例如下图所示。对于桩柱式桥墩，一般表现为长期冲刷导致桩基础裸露、桩基础表面被冲蚀等，结构破坏的情况如下图所示。本次事故中，严坪村2号桥建成时间较短，且仅8#桥墩在山洪下损坏，冲刷导致桥梁倒塌的可能性较小，基本可以排除。具体可通过退水后调查其他桥墩冲刷情况进行判断。![]()
图 7 桩柱式桥墩冲刷示意图本次事故中，严坪村2号桥建成时间较短，且仅8#桥墩在山洪下损坏，冲刷导致桥梁倒塌的可能性较小，基本可以排除。具体可通过退水后调查其他桥墩冲刷情况进行判断。在极端洪水灾害下，洪水对桥梁上部结构产生较大水平推力与竖向浮托力，通常会导致桥梁支座滑动、剪切破坏以及上部结构的整体滑移与倾覆。《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015）给出的流水压力计算公式如下，流水压力与水的重度、流速、桥墩阻水面积、和桥墩形状系数相关。本次事故中，由于桥梁走向与河流走向一致，水流压力和车辆制动力方向一致。桥梁设计中桥墩纵向水平力主要来自于车辆制动力和流水压力，二者不组合，考虑其中一种就可以。桩柱式桥墩的桥墩阻水面积及形状系数较小，流水压力一般比车辆制动力要小。因此，对于正常设计建造的桥梁，流水压力不会引起桥墩破坏，后续更多信息披露的情况下可以进一步进行检验。滑坡导致的桥梁倒塌近年来时有发生，近期典型事故如下所示。![]()
图9 滑坡致重庆驷步河铁路桥倒塌现场示意图严坪村2号桥贴近南侧堤岸。根据网络视频资料，20日上午洪水水位较高时可以观察到桥侧堤岸有滑坡痕迹，20日下午发布的清晰航拍视频可以清晰观察到路堤滑坡，如图12所示。推测事故发生时，由于山洪冲刷引起高差导致滑坡进而桥墩桩基损坏，进一步导致桥梁上部结构发生垮塌。截止目前，事故导致近25辆车辆从桥面坠落。根据事故后亲历者描述，从桥面掉落的车辆并非在事故发生第一时间坠落。事故发生后桥面没有路灯，行驶车辆速度均较快，未察觉桥面异常的车辆直接从倒塌位置掉落。发现桥梁倒塌后，现场人员自发对行驶车辆组织拦截和警告，但仍无法有效阻断交通，有部分车辆无法及时减速并突破拦截区域，导致出现更多伤亡。2月22日05时30分左右，一艘集装箱船空载从佛山南海开往广州南沙途中，航经洪奇沥水道时与沥心沙大桥发生撞击，导致主桥挂孔的25m预应力混凝土简支T梁发生落梁。由于事故发生在凌晨，桥梁倒塌后路面视野内难以观察到明显异常，导致桥面行驶车辆直接从主梁缺口位置坠落，如下所示。事故共导致4辆车和1辆电动摩托车从断裂处坠落。其中1辆空载中巴车、1辆货车和1辆电动摩托车坠落到“良辉688”船舱内，2辆小货车掉落水中。在该事故中，造成5人死亡（空载中巴车驾驶员1人、电动摩托车驾驶员1人、落水小货车3人）。2024年5月1日2时10分左右，梅大高速大埔往福建方向K11+900m（茶阳路段出口方向2公里左右）附近发生高速公路路面塌陷灾害。公路塌方路面长约17.9米，面积约184.3平方米。事件发生在午夜时分，由于高速路面突然崩塌，加之夜色深沉，路面上的情况变得异常难以辨识，使得过往车辆及行人难以在第一时间察觉到明显的异常或障碍，导致车辆纷纷高速落入坑中。广东梅大高速塌陷事故最终造成被困车辆23辆，30人受伤，48人遇难。（1）根据当前披露的相关信息，若桥梁正常设计并建造，推测可能事故原因为：突发山洪导致滑坡引起桥墩破坏。（2）桥梁倒塌后的次生事故是造成人员伤亡的主要原因。根据现场情况，大部分车辆并非在事故发生第一时间坠落。驾驶员高速行驶很难发现凌晨桥面倒塌，桥梁倒塌后刹车不及是事故伤亡的主要原因。（3）对于存在倒塌风险的桥梁应加强倒塌预警，在有条件的情况下加装桥梁倒塌预警装置，在桥梁倒塌后第一时间发出声音或闪烁警示信号，或在桥面安装示廓灯或连续反光条，方便驾驶员及时识别桥面异常，避免次生灾害的发生。（4）我国拥有世界上最大规模的交通基础设施，伴随大规模建设期的结束，应在机制上建立安全、高效和科学的制度，从资金、科技和专业养护队伍等几个方面保障基础设施安全运维。以上工作由浙江工业大学彭卫兵教授以及研究生朱志翔、张啸鑫、祝瑜婷合作完成。限于本团队的认知水平，文中可能有很多不当之处，敬请批评指正。点击下方“阅读原文”，即可访问 钢结构地图：gjgdt.com
