广州九江大桥事故分析

广东九江大桥坍塌事故
徐超
110155018
工程简介
• 广东九江大桥是325国道上的一座特大型桥梁，位于广东 省佛山市南海区九江镇与鹤山市杰洲之间，跨越珠江水系 西江主干流，是广湛公路上一座特大型公路桥梁，全长 1675.2米，采用塔、梁、墩固结体系，桥面净宽16米，其 中：主桥由两孔160m（跨为2×160米）独塔混凝土斜拉 桥与21孔50m连续箱梁组成，全长1370m，引桥由20孔 16m先张法预应力混凝土空心板组成，全长320m，塔高 80米(自桥面起)。于1985年9月开工，1988年6月正式建 成通车。
事故背景
• 交警部门介绍，过去九江大桥每天的车流量是2万辆，主 要是往返九江鹤山两地的车辆和货运车，到了夜间，由于 江面雾大，司机驾车高速上桥后，一不留神到了桥面如果 不变道继续往前冲，就很容易发生碰撞事故。 • 据交警部门不完全统计，过去九江大桥每年均发生2~3宗 重大交通事故，多数是在桥中间会车时发生碰撞。
事故后思
20世纪人类明确提出防灾减灾的要求，在联合国已组成相 应机构，国内的研究结果明确提出桥墩防撞装置应满足下 列要求： (1)防撞装置能被桥梁、船舶运输和港航管理三方面共同接受。 (2)应少占地方，不碍航。 (3)应适应水位变化的要求：枯水、洪水；涨潮、退潮。 (4)吸能能力要大，但更重要的是将船的动能仍保留在船上， 最新的办法是防撞装置将船头拨歪，使船离开墩而不被镶 住，即不咬住船头。 (5)撞后应自行恢复，不需维修。 (6)该装置应安装、施工方便，成本低，便于桥梁方在建桥时 同时建设，现在一般可做到只占桥梁建设费用的5％左右。 (7)不因设置防撞装置而增加新的问题，如回流沉积、妨碍捕 捞养殖等。
三类防撞
●保护桥墩，防撞设施也不会撞坏。例如加大的承 台、抛石人工岛等，它的刚性很大，不变形，因而也不吸 收能量，撞上去的船必须吸收全部的碰撞动能，这样对 船损坏最大。 ●保护桥墩的同时防撞设施会损坏。例如欧洲内 陆河流使用较多的木板围栏、木桩围栏、压坏沉箱、浮 动吸能结构等。压坏变形就是吸能过程，防撞设施吸收 了一部分船的动能，船的压坏变形便相应少一些。 ●保护桥墩、保护船的同时防撞设施也不坏。例如 1995年提出的三不坏吸能防撞装置(以前有雏形)。
技术特点
• 1.采用3m大直径、变截面、深水钻孔嵌岩桩基础，最大桩 长70m； • 2.采用H型断面、带有水平隔板的塔柱结构； • 3.主梁施工采用浮吊逐段直接悬臂拼装； • 4.拉索采用热挤压聚乙烯防腐套； • 5.长达690m的连续箱梁，采用在柔性墩上多点顶推法施 工； • 6.采用伸缩量达56cm的大位移伸缩缝装置。
• 碰撞因素
• 2．1人为操作失误 包括有：(1)驾驶船舶时不专心；(2)由于醉酒、疲劳造成反应 迟钝；(3)误读仪器数据；(4)误读海图或注释；(5)违反航行 交通规则；(6)错误估计水流和风速等。 • 2．2船舶机械失效 包括有：(1)引擎机械失灵；(2)驾驶机械或电气失灵；(3)其他 由于设备老化引起的失灵。 • 2．3不利的通航条件 包括有：(1)能见度低(大雾，暴风雨等)；(2)船舶交通量太大。 • 2．4航道设计不合理等 以上是船撞桥事故的常见原因。一般的船撞桥事故是其中 的多种因素组合所致。
质量疑点
• 护律师还提出，根据资料建桥时水深是10米，而九江大桥 倒塌时，水深已经有33米，也就是说，有23米的底子不见 了。“据我所知，建桥的时候，桥底包着很厚的花岗岩， 为何会不见了23米？难道是水流将花岗岩冲掉了么？有关 单位的事故调查报告对于大桥的质量问题只字不提，这是 为什么？”辩护律师质疑。 • 如果是船撞桥，在如此大的撞击力之下，船舷应该会有破 损以及大量擦痕，但根据照片所示，两边船舷的油漆都没 有被刮掉。 • 船头至今也没有被捞起来。
主动防撞设施类型——侧面标（设置于航道侧面的航标）
浮 标
岸 标
广义地说，在桥梁前后，凡是帮助船舶在正确的航道中行驶的航标， 都起到防止船舶撞击桥梁的作用。
主动防撞设施类型——警示标志 按照交通部规定航线两侧的桥墩、梁的下弦和梁底标高，均应 按JT376-1998《内河通航水域桥梁警示标志》标准[22]的规定， 涂上红白斜道标志和绿字标高。（不同水位的实时标高）
相关数据
1.运沙船 一条长70米左右的运沙船满载2000吨左右河沙 2.桥墩防撞 在全球迄今没有统一标准的情况下，二十年前就已经把非通 航孔桥墩设计成可抵御四十吨力量撞击的九江大桥。 3.水速 事故现场的水流流速达到了1.8米/秒,钻入水里五六秒钟就被 水流冲到10米以外 4.两次修补 1996年8月桥面约有30%的水泥混凝土铺装层产生裂缝，甚 至碎裂 ；2000年近70%的拉索PE护层有不同程度的损坏， 索力与设计索力有较大偏离。
大桥修复
• 船撞桥事故发生后，斜插入江的那截桥面已于2008年7月 底、8月初拆除。按照九江大桥修复工作所分的三个步骤， 沉船打捞、断桥拆除前两个步骤已基本结束，施工进入了 断桥修复阶段。九江大桥修复工作于2009年6月10日恢复 通车。 • 修复后的九江大桥在功能上和规模上与原桥相同，但是在 桥梁的结构和桥面的使用材质上将有所变化。修复后的九 江大桥将在坍塌部分新建（100m+100m）斜拉桥加80m 连续箱梁与原桥相连接，届时新的九江大桥主桥由独塔斜 拉桥变为双塔斜拉桥，新建斜拉桥为钢箱梁加混凝土桥面 的叠合梁，80m连续箱梁为预应力混凝土结构，新建连续 箱梁与旧箱梁之间的接合处，增加体外预应力。
事故经过
• 2007年6月15日5:10，广东九江大桥遭运沙船撞击垮塌。 船途经佛山九江大桥附近时，江面出现取安全航速航行，也没有选择在安全地点锚泊，而是凭 经验冒险航行。船长石桂德驾驶船舶操作不当，造成4辆 汽车坠江，广东省佛山市九江大桥倒塌，造成8人死亡。
第二霍巴特桥的集群式护墩桩
挪威特朗索桥的桩群
间接构造——防撞桩群
湛江海湾大桥 原设计的防撞桩群方案
间接构造——漂浮篮网
钢丝绳变形耗能使船停下来
尼龙缆绳变形耗能使船停下来
直接构造——木质护舷
我国河网地区小桥的木质护舷
欧洲集层原木式护舷
美国新泽西州约翰比里船长桥的木质护舷
铁路规范第3.4.6条 “墩台承受船只或排筏撞击力可按下式计算[1] F=γV sinα[w/(C1+C2)]0.5 式中： F —撞击力， kN； γ—动能折减系数，s/m0.5 当船只或排筏斜向撞击墩台 （指船只或排筏驶近方向与撞击点处墩台面法线方向不一致）时可采 用0.2，正向撞击（指船只或排筏驶近方向与撞击点墩台面处法线方 向一致）时可采用0.3； V—船只或排筏撞击墩台时的速度，m/s。此项速度对于船 只采用航运部门提供的数据，对于排筏可采用筏运期的水流速度； α—船只或排筏驶近方向与墩台撞击点处切线所成的夹角， 应根据具体情况确定，如有困难[4]，可采用α=200； w —船只重或排筏重，kN； C1、C2—船只或排筏的弹性变形系数和墩台圬工的弹性 变形系数，缺乏资料时可设C1+C2=0.0005m/kN。”
a、桥墩（分道航行标志）
c、 梁底标高 b、 桥梁下弦
（不同水位的实时标高）
主动防撞设施类型——雾天黄灯
广州铁路珠江桥西桥的48盏雾天黄灯
主动防撞设施类型——雷达靶
湛江海湾大桥的雷达靶（正中）
间接构造——防撞桩群 防撞桩群： 在桥墩附近设置一些刚性桩，并通过防撞横梁连接起 来保护桥墩的一种方法。