12.18湖北G50沪渝高速花湖互通匝道倾覆事故分析（湖北交通事故）苹果se2值得入手么，

自2009年以来，国内外发生多座独柱墩梁桥倾覆事故，它们都有一个共同的特征：脆性破坏，破坏前没有征兆，造成人员伤亡和较大的社会影响。随后交通部分也开展了大规模的独柱墩梁桥风险排查和改造。

2021年12月18日15时42分，位于湖北省大广高速与沪渝高速花湖互通枢纽匝道垮塌，3辆货车侧翻，事故造成4人死亡、8人受伤。从现场拍摄视频可知侧翻匝道桥为典型独柱墩钢箱梁桥，且在两侧桥台位置接纳了抗倾覆加固步伐。在此我们对这一事故深表痛惜，对事故遇难人员表现沉痛悲悼。

一、事故分析

1.1 桥梁尺寸信息确定

根据事故发生地点于地图中精准定位，并根据地图中相关比例尺信息确定桥跨长度。在全景地图中可以确定两道细线为伸缩缝位置，同为桥跨两端，且下方有两道宽阔绿化带可认定为桥梁独柱墩所处位置，见图5。根据以上位置信息，得失事故匝道桥为37.5m+50m+37.5m三跨连续独柱墩钢箱梁桥，见图6。

图5 全景地图相关信息提取（于Google Map截图修改）

图6 匝道桥大抵尺寸平面图（单元：mm，课题组成员绘制）

图7 残骸丈量尺寸（网络视频截图修改）

图8 换算后残骸实际尺寸（网络视频截图修改）

图9 箱梁横截面尺寸信息图（单元：mm，课题组成员绘制）

1.2 事故残骸分析

从湖北省交通运输厅、湖北省公安厅等部分获悉，死亡人员中有两名为现场施工人员，且事故发生后地面散落锥型警示筒，可知事故发生时该匝道桥正在进行桥梁养护维修等工作，并对超车道进行封道处置惩罚。根据货车老板回应，三辆货车装载的货物宽度有4.5m，为避让桥上工作人员车辆一定驶入应急车道并顺序驶入该匝道桥。其中首行的22轮货车（货车一：陕AN0257）装载了184吨换热器油箱，车货总质量198吨，后方还有两辆货车紧跟推进。当三辆货车完全行驶至匝道桥上时发生倾覆事故，事故后现场车辆位置如图10~图11所示。

图10 事故车辆位置图（网络视频截图修改）

图11 事故车辆位置信息（课题组成员绘制）

据悉，花湖互通匝道桥已进行抗倾覆加固，事故现场视频可明显观察到抗倾覆构造，如图12所示。从残骸发现，倾覆侧抗倾覆构造已从盖梁脱落，非倾覆侧与主梁梁底脱离，推测是箱梁与抗倾覆步伐连接处发生了焊缝的强度破坏。

从栗勇[1]等关于独柱支承梁式桥抗倾覆构造步伐研究中可知，C型抗倾覆构造步伐适用于独柱支承梁式桥的边墩、桥台，其对主梁抗倾覆能力贡献的巨细取决于抗震构造步伐自己的竖向承载力及其横桥向部署间距。C型抗倾覆构造步伐一端与预埋在混凝土箱梁的钢板连接或与钢箱梁底板焊接，另一端与桥墩（台）盖梁连接。C型抗倾覆常见构造步伐见图13。一般的情况下如果弯桥上述抗倾覆构造可以控制住箱梁刚体位移，是可以提升抗倾覆稳定系数，到达抗倾覆的效果。

图12 匝道桥抗倾覆步伐（在网络视频截图上标注文字）

图13 C型抗震构造步伐

综合上述信息对花湖枢纽D匝道开展数值分析。由于目前尚未掌握详细的结构质料、尺寸信息，结合以往倾覆事故调查经验对结构开展开端的抗倾覆承载能力评估，仅为事故原因调查提供参考。

接纳Midas建立倾覆事故案例桥模型，如图14所示。根据事故报道情况，桥梁上部结构为接纳钢箱梁，支座接纳盆式橡胶支座。根据设计经验，开端推断上部结构线重度在110 kN/m左右，支座按通例三跨梁桥部署，桥梁其他结构信息均接纳现场图像调查结果。

图14 Midas模型示意图

由于事故桥已进行抗倾覆加固，在支座脱空后抗倾覆步伐将作为结构抗倾覆宁静储备，为上部结构提供额外的竖向拉力，提升结构的抗倾覆性能。因此，将抗倾覆步伐所需提供的最小竖向抗拉力作为依据进行结构验算，计算结果如表1所示。其中规范车道荷载验算接纳《公路桥涵设计通用规范》规定的尺度车道荷载进行验算，事故荷载偏大考虑，按三辆车质量分别为198吨、30吨、30吨考虑，事故车辆根据车头宽度2.5m考虑，荷载均部署在应急车道。

表1 事故桥梁抗倾覆承载力验算

结果表明，当满足2.5的抗倾覆稳定系数时，加固接纳的抗倾覆构造需至少需要提供竖向抗拉承载力660 kN，而在实际事故荷载下支座竖向力约为410kN，即本桥若满足2018新规范抗倾覆规范条文，加固的抗倾覆构造应能抵抗根据当前搜集到的事故车辆轴重分布和总重产生的作用在抗倾覆构造上的拉力荷载效应，可能存在加固步伐并未完全实现倾覆规范条文所需预定功能。根据事故现场痕迹（图12），C型抗倾覆结构与钢箱梁底板接纳焊接的形式连接，侧面角焊缝施工难度也大，应确认连接有效性是否存在问题，或是构造的抗拉承载力设计是否满足规范要求，尚需要更详细的事故调查。

三、对于控制倾覆破坏的思考

如何从根源上制止倾覆问题的发生，进行合理的抗倾覆设计与加固是值得思考的问题。课题组在多年桥梁倾覆事故调查的基础上，提出了强倾弱弯梁桥设计准则[2]，制止脆性的倾覆破坏发生在延性的强度破坏之前。本次花湖互通枢纽匝道垮塌，上部结构钢箱梁完全没有发生破坏，也进一步说明该桥加固后上部结构的强度和抗倾覆承载力不匹配。

首先，什么是强倾弱弯？

这是基于结构抗弯承载力与抗倾覆相匹配的思路，在同样任意随机不确定的车辆超载作用下，如果发生破坏应使梁桥受弯破坏先于倾覆破坏，即抗倾覆承载力大于抗弯承载力。

对于通用的曲线梁桥，需要计算曲线梁的空间扭转后进行变形体滑动验算，考虑到直线桥一侧支座脱空发生在上部结构滑动之前，且滑动时上部结构横向转角较小。本研究以直线梁桥为例，以远离荷载侧支座脱空为临界倾覆状态，偏宁静的按连续梁计算非脱空侧支座反力，进而计算抗倾覆承载力，具体抗倾覆承载力如下：

倾覆的荷载效应计算公式如下：

抗弯承载力：为钢筋超配系数与典型截面弯矩设计值的乘积，对于某些重要桥梁的关键截面可取实际抗弯承载力的尺度值，具体计算公式如下：

式中：F、G、Y——弯矩荷载常数；

g0——结构重要性系数；

gG——永久荷载作用分项系数；

gQ——汽车荷载分项系数；

n——车道数；

1.1——钢筋超配系数；

qGk——上部结构自重集度，考虑铺装、栏杆等；

qQk——公路—I级车道荷载均布荷载尺度值；

P——公路—I级车道荷载集中荷载尺度值。

那么，如何实现强倾弱弯？

（1）定义超载系数：桥梁发生破坏时实际所能蒙受的规范尺度车道荷载倍数。倾覆破坏时的超载系数记为k，由计算公式MO≤MRO得到；发生强度破坏时的超载系数记为χ，由计算公式MCk≤MRC得到。

（2）强倾弱弯设计准则：不确定的车辆超载作用下满足如下关系：χ≤k。

具体计算流程如图14所示，在倾覆最倒霉工况下分别计算超载系数。若满足强度超载系数小于倾覆超载系数，则结构满足强倾弱弯设计准则；不满足时考虑调整桥梁结构，提高结构抗倾覆承载力后重新验算。

图14强倾弱弯设计流程图

四、结论和建议

此次花湖互通匝道桥坍毁是首例在接纳抗倾覆构造步伐之后仍发生倾覆的桥梁坍毁事故，值得系统总结以为后续的抗倾覆加固步伐的评判提供依据，由于没有去现场，我们无法对事故的原因给出较为准确的结论，以下几点建议供事故调查组和桥梁管养部分参考。

（1） 倾覆步伐与钢梁的连接采用侧面角焊缝连接，加上施工难度大，焊接承载力不易得到包管，建议检查此类抗倾覆加固步伐的焊接是否到位，确保连接有效性。

（2） 关注此类抗倾覆加固步伐钢结构及其连接焊缝的疲劳性能，在静力荷载作用下满足结构的抗倾覆性能，不意味在钢结构发生疲劳损伤后，强度仍能满足抗倾覆的要求。

（3） 建议加强抗倾覆构造步伐接纳实时监测，及时发现部门构造步伐强度退化后导致抗倾覆的功能不能正常发挥。

（4） 由于钢箱梁结构自重相对于混凝土箱梁更轻，在曲线梁桥中，更容易发生支座脱空和倾覆，需对独柱墩钢箱梁结构加倍关注。

（5）此次事故2个偶然事件叠加的结果，首先是在桥梁养护维修导致车辆进入应急车道，其次进入的是载重量较大的大件车，形成了梁桥抗倾覆最倒霉的荷载部署，并最终导致桥梁倾覆。

参考文献：

[1]栗勇,刘一平.独柱支承梁式桥横向抗倾覆构造步伐研究[J].世界桥梁,2014,42(01):50-54.

[2]彭卫兵,朱志翔,谭超,李翠华,万华平,袁万城.强倾弱弯梁桥设计准则研究[J].中国公路学报,2021,34(02):155-161.

以上工作由浙江工业大学彭卫兵教授、浙江工业大学青年教师李翠华博士以及9位研究生朱志翔、杨利斌、金瑞雨、章宏辉、徐梦喆、徐猛梁、黄晨露、张明见、李珉合作完成。限于本团队的认知水平，文中可能有很多不妥之处，敬请批评指正。