印度桥梁为何垮塌?结构工程师如是说

#印度桥梁垮塌#
6月22日,根据印度媒体视频,印度北阿坎德省靠近中印边境一处桥梁被一辆卡车压垮。当时重型卡车上面还载有一个挖掘机。据报道车上两人均已受伤,其中一人伤势严重。
根据印度警方消息,在卡车开上桥面之前,现场工人曾经提醒桥梁难以承受卡车和挖掘机的重量,可能会被压垮。但是司机还是执意开车上桥,终于酿成悲剧,桥毁人伤。
刚刚驶上桥梁时的情形
卡车靠近桥梁中央时(Uttarakhand bridge)桥梁垮塌
  • 桥梁的设计
桥梁的设计是个复杂的过程,需要前期地质勘查,概念设计(钢结构或者混凝土),详细设计。
印度这个出事故的桥梁,明显是钢结构桁架式桥梁。从图片看,桥梁的等级似乎不是太高。
要保证桥梁的安全,根本的一条就是桥梁的外加荷载,不能超过桥梁的承载力。
外加荷载设计值<结构承载力设计值
而桥梁的荷载有三种:
永久荷载(包括桥梁自重,土压力,水的浮力等等),就是基本不怎么变化的荷载;
可变荷载(汽车荷载,人群荷载,风荷载等等),就是变化比较大的荷载,可大可小;
偶然荷载(比如地震作用,汽车撞击等等),就是遇到的概率较低的荷载,100年也未必遇到。
  • 印度桥梁垮塌事故分析
印度桥梁垮塌时,
没有滑坡泥石流,和土压力无关;
水位没有上涨,和浮力无关;
没有群众在桥上集会,和人群荷载无关;
报道没有大风天气,和风荷载无关;
也没发生地震,和地震作用无关。
所以,唯一的事故原因就是汽车荷载超载。
小编不熟悉印度桥梁设计规范,但结构设计原理都是相通的,看看我国的规范,也能看出个八九不离十。
如果按照我国的桥梁标准JTGD60,桥梁的车道荷载分两部分,即均布荷载qk和集中荷载Pk。即便是最低等级(四级公路)的桥梁,均布荷载也有10.5*0.75=7.875kN/m,集中荷载大约360*0.75kN=270kN。
桥梁的均布荷载和集中荷载
通俗地说,就是假定桥面布满了重物,每米0.7875吨,还有一个27吨的重物,置于桥梁跨度中央。这种情况下,桥梁依然是安全的。
印度这个出事的货车和挖掘机型号未知,但根据图片判断,卡车自重当在6吨左右,挖掘机预计2吨左右。如果按照我国技术标准设计(27吨集中荷载,和0.7875吨每米均布)的桥梁,是绝对不可能垮塌的。
初步结论:印度桥梁设计荷载标准较低,挖掘机+卡车的荷载超出了印度标准的设计荷载,酿成悲剧。
当然也有可能是施工质量不佳,节点焊接/螺栓等等连接有问题,也未可知。
希望印度汲取教训,把精力放在基础设施建设上,为人民谋求更大的福祉。
感谢阅读~
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