桥梁事故分析

路桥工程

CONSTRUCTION

第5卷　第6期2015年2月

桥梁事故分析

刘美铭

铁道第三勘察设计院集团有限公司　天津　300142

摘　要：在桥梁建造和使用的过程中，各种潜在的不确定性因素都可能引起桥梁事故。近年来我国桥梁事故频繁发生，造成了巨大的经济损失和社会负面影响。论文首先对桥梁事故的分类进行了简单的介绍，然后，论文对收集到的916起桥梁事故，进行了整理，从事故详细原因、事故损伤程度以及事故桥梁的时间与区域因素三个角度出发，深入分析了桥梁事故。

关键词：桥梁事故；统计分析；事故损伤；使用寿命

Analysis Of Bridge Accidents

LIU Meiming

(The Third Railway Survey and Design Institute Group Corporation LTD. Tianjin, 300142)

Abstract: During the period of construction and service, multiple uncertainties may cause failures of bridges. The increasing sudden bridge collapse reported recently has caused large economic lost and negative social impact. In this thesis, the classification of bridge accidents are introduced and through the collection of 916 bridge accidents at home and abroad, this thesis investigates bridge accidents by statistical analysis thoroughly from three perspectives which include accident cause, accident loss as well as occurrence time and regional distribution.

Key Words: Bridge accidents; statistical analysis; accidents injury; the service life中图分类号：TU473.1 文献标识码：A

1、研究背景

工程建设的任务是提供满足使用功能要求、安全、耐久、具有设计可靠性的工程服务。在正常的使用条件下，工程应能正常工作、安全可靠、不能失效而引起生命财产的损失[1]。18世纪70年代欧洲工业革命开始后，随着大工业以及交通运输业的发展，近代桥梁的建设进入了高速发展的阶段，至今已有200多年的历史。

随着改革开放所带来的经济高速发展以及经济的全球化，我国大力发展交通事业，建立四通八达的公路、铁路交通网，桥梁建设也进入了高速发展阶段，同时随着桥梁的增多以及众多桥梁的超期超荷载服役以及长期遭受暴雨、洪水、风沙、冰雪、日晒、冻融、地震等自然因素的影响，特别是我国交通量和重型车辆的增加，有些建筑材料的性质衰变，以及由于施工和设计中留下的一些缺陷和桥梁后期维护的懈怠，近年来我国不断发生垮桥、损桥事故，造成了很多人员伤亡和财产损失，也对国家的形象、经济的发展、社会的运行以及人们的生活带来了不利的影响。认真反思桥梁事故的发生，可以把这些一次次的灾难变成教科书，变成源源不断的精神财富，有助于避免类似事件的再次发生。

2、桥梁事故分类

桥梁事故可以从事故发生的基本原因、事故桥梁结构类型、事故桥梁的组建材料、事故桥梁所处阶段、事故桥梁的严重程度等多方面进行分类。分类的最终目的是方便对桥梁事故进行统计和研究，掌握其发生的规律。为了便于统计分析，本文对桥梁事故进行如下分类：

按照事故的基本原因分类，对桥梁事故进行分类，包括：人为失误和自然灾害；

按事故发生的严重程度分类，对桥梁事故进行分类，包括：基本完好、轻微损伤、中度损伤、严重损伤、损毁（倒塌）；

按事故发生的阶段分类，对桥梁事故进行分类，包括：桥

梁施工阶段、桥梁运营阶段以及桥梁拆除阶段；

其他可以考虑的桥梁事故分类方法包括：

按事故桥梁建设材料分类，如混凝土桥事故，钢（铁）桥事故，木桥事故，石桥事故，钢混组合桥事故等；

按事故桥梁结构形式分类，如斜拉桥事故、普通梁桥事故，连续梁桥事故、连续刚构桥事故和悬索桥事故等；

按照桥梁使用用途分类，如铁路桥事故、公路桥事故以及人行桥事故等。

为了更深入地研究桥梁事故发生的基本规律，结合收集到的桥梁事故的资料，笔者对桥梁事故进行了更详细的分类，本分类也将成为后续桥梁事故分析研究的基础。详细的桥梁事故分类共分13大类，27个小类，见表2-1所示。

表2-1　桥梁事故详细原因分类

大类

小类洪水冲刷

水利事故

堆积漂流物其他原因汽车碰撞

碰撞事故

船只碰撞火车碰撞

冰事故

冰荷载

过载事故疲劳设计事故基础事故大风事故施工原因大类

小类施工工艺脚手架坍塌机械伤害其他原因过载疲劳设计事故基础事故大风事故

其他原因火灾事故蓄意破坏腐蚀事故大类

小类钢腐蚀砼腐蚀其他腐蚀一般腐蚀火灾蓄意破坏其他原因维护不利年久失修

3、桥梁事故统计分析研究

本文研究中通过对文献、书籍、网络等渠道收集了国内外916例桥梁事故坍塌及损伤的资料（不包含地震造成的桥梁事故），并对这些数据进行了初步的统计分析；收集的916例事故

第5卷　第6期2015年2月

中，国内桥梁376例，占41％，国外桥梁540例，占59％；事故信息来自相关书籍、专著的480起，其中国内96起，国外384起；事故信息来自网络资料435起，其中国内279起，国外156起；

3.1事故详细原因统计分析按27个小类对事故原因进行详细统计的结果见表3-1。从表中可见，从统计结果来看，施工事故、碰撞事故、和水利事故占据事故总数的前三位，设计事故和过载事故分列四到五位。疲劳原因和腐蚀原因引起的事故相对较少，相比较于其他事故，这两类事故的发生比较隐蔽，不易察觉。冰事故、蓄意破坏事故数量上最少，这主要是因为此类事故发生受季节性和偶然性因素的影响，发生事故的概率较低。同时比较国内外桥梁事故的差异，区别较为明显的是国内事故中施工工艺引发的桥梁事故较多，比例达到19.1%，而在国外同类型事故比例只有5.0%，两者差别比较明显。笔者认为，产生这种现象的原因是国内一些地区对于桥梁建设的监管不到位，管理混乱，对工程项目层层转包，使得一些不具备施工资质的人员对桥梁进行基础性建设，同时，在施工过程中追求速度忽略质量，未按照相应的规范程序进行施工，采取野蛮施工的态度，这些现象的存在导致了施工过程中桥梁事故发生。

表

3-1　桥梁事故详细原因统计

大类

小类中国国外

总计事故数百分比事故数百分比事故数百分比

洪水5314.1%417.6%9410.6%冲刷

133.5%112.0%242.7%水利事故

堆积41.1%----40.4%漂流物51.3%40.7%91.0%其他原因----30.6%30.3%汽车碰撞

112.9%275.0%384.3%碰撞事故船只碰撞

5314.1%6612.2%11913.4%火车碰撞

----142.6%141.6%过载事故

过载359.3%427.8%778.7%施工工艺

7219.1%275.0%9911.1%施工原因

脚手架坍塌4512.0%8615.9%13114.7%机械伤害102.7%30.6%131.5%其他原因

102.7%91.7%192.1%冰事故冰荷载30.8%30.6%60.7%疲劳

疲劳

41.1%91.7%131.5%设计事故设计事故82.1%7413.7%829.2%基础事故基础事故143.7%122.2%262.9%大风事故大风事故41.1%295.4%333.7%火灾事故

火灾10.3%254.6%262.9%蓄意破坏蓄意破坏

20.5%30.6%50.6%年久失修

20.5%10.2%30.3%其他原因其他原因

82.1%285.2%364.0%维护不力133.5%112.0%242.7%钢腐蚀

41.1%61.1%101.1%腐蚀事故

砼腐蚀20.5%----20.2%其他腐蚀----50.9%50.6%一般腐蚀

----10.2%

10.1%

路桥工程

CONSTRUCTION

3.2结构损伤程度分析

对各种事故原因引起事故的损伤程度统计如图3-1、3-2。可以发现，在统计到的事故中，在设计原因和大风原因引起的事故，倒塌事故占50%以上，严重损失事故和倒塌事故总比例在80%左右；水利和施工原因引起的事故以及过载事故的事故基数较大，破坏性较为严重，倒塌和严重损伤的事故在90%左右；碰撞事故和疲劳事故的破坏性也较为严重，倒塌和严重损伤的事故比例占80%。同时，本次统计中的中度损伤事故主要集中在碰撞事故。相比之下，腐蚀事故、火灾事故和冰事故引起的事故中，倒塌事故所占比例略低。综合分析认为，虽然倒塌事故在所统计事故中总体比例较高，在一定程度上影响了统计规律，但设计、施工和碰撞可能引起严重事故概率较高的总体规律是正确的，在事故控制和安全管理时，着重考虑这几个特点是很必要的。

图3-1　事故损伤程度与事故原因相关统计（1）

图3-2　事故损伤程度与事故原因相关统计（2）

图3-3　事故损伤程度与结构类型相关统计

对各种损伤程度的详细事故原因统计如图3-3。可以发现，

路桥工程

CONSTRUCTION

在统计到的事故中，在悬索桥和拱桥事故，倒塌事故占50%以上，严重损失事故和倒塌事故总比例接近90%；普通梁桥和连续梁桥发生的事故破坏较为严重，倒塌和严重损伤的事故在80%左右；连续刚构桥和斜拉桥倒塌和严重损伤的事故比相对较少，不足70%，这一类型桥梁事故收集的资料较少，规律并不明显。从桥梁事故基数方面考虑，普通梁桥和拱桥是本次统计事故中数量较多的桥型，二者对比可以发现，拱桥发生事故时桥梁结构的破坏比重大于普通梁桥，通过倒塌事故的比例对比可以看到，拱桥事故倒塌的比重明显大于普通桥梁，笔者认为造成这一现象的原因主要是由于拱桥结构受力特点决定，其拱脚位置更容易造成破坏，进而引起桥梁结构的坍塌和严重损伤。同时，从表中可以看到悬索桥结构的倒塌事故比例最高，接近70%，造成这种现象的原因主要是由于悬索桥属柔性结构，主缆作为主要受力部分，在风荷载及超重荷载的作用下，往往最先破坏，进而导致整个桥梁结构的坍塌。

3.3事故桥梁的时间与区域因素统计研究

本文从桥梁事故出发，讨论桥梁的设计使用寿命将基于技术使用寿命层面，以在正常使用情况下不需要经过大修、加固或更新的承载能力极限状态作为设计寿命终止的条件。图3-4中给出了桥梁事故使用寿命和事故发生之间的关系图，从表中可以了解到，欧洲和美国地区在20世纪之前发生的桥梁事故的使用寿命主要集中在前二十年，笔者分析这主要是受当时对桥梁理论及管理维护方面的限制，对桥梁结构的使用寿命有了限制。随着技术的进步及管理经验的提升，20世纪以后，欧洲及美国桥梁发生事故时的运营时间有所提高，20年至50年的使用寿命占了很大的比重。从图中可以了解到，本次统计到的中

图3-4　事故桥梁使用寿命与事故发生时间相关统计

第5卷　第6期2015年2月

国桥梁事故的发生始于1940年以后，在2000以后进入了一个高潮阶段，2000年以前，国内桥梁发生事故时的运营时间集中在前30年，这主要是受国内桥梁的发展有关，随着新中国的成立，国内公路及铁路事业发展推动桥梁建设的增多，故在2000年前后使用寿命时间大多不会超过50年。进入21世纪，既有桥梁出现了老化以及承载能力下降加之我国经济快速发展，一些外部原因造成了桥梁事故频发，出现了30至60年的运营时间。

4、结语

现阶段我国桥梁正处于高速发展阶段，桥梁事故时有发生，在设计、施工方面监管部门的重视程度有待提高。同国外相比，我国在桥梁运营维护以及检测加固方面具有相当差距，主要表现在运营桥梁管理粗放、检测手段落后、欠缺对运营桥梁检测理论与实践的研究、预测和判断精度不高、对影响桥梁安全因素研究不透、还未建立一套完整的安全保障体系。因此加大对运营桥梁检测和加固理论的研究，研制更加实用、合理的检测软件以及更加精确方便的监测设备，建立完整的桥梁安全保障系统和技术系统是当前迫切需要进行的工作。

桥梁事故的分析和研究是一项系统而复杂的工作，古今中外桥梁史上有数不数的桥梁事故。政府部门与桥梁学者应当联系起来，建立更加详细的桥梁事故数据资源，系统全面的总结桥梁事故经验，为未来的桥梁设计、施工和运营提供一些参考。

参考文献：

[1]李亚东.桥梁工程概论（第二版）[M].成都：西南交通大学出版社，2006

[2]王毅娟.从桥梁事故中得到的警示[J].北京建筑工程学院学报，2003年03期

[3]周履.桥梁耐久性发展的历史与现状[J].桥梁建设，2000年04期

[4]胡汉舟.叶梅新.桥梁事故及经验教训[J].桥梁建设，2002年03期

[5]范立础.桥梁工程安全性与耐久性—展望设计理念进展[J].上海公路，2004年01期

作者简介：

刘美铭（1988~），男，黑龙江省大庆人，铁道第三勘察设计院集团有限公司桥梁处，助理工程师，2013年毕业于西南交

大，硕士研究生。

文章被我刊收录，以上为全文。

此文章编码：2015F　 　

6560