高耸“入云”细桥墩,为何不设计的更加粗壮?

B站影视 内地电影 2025-06-24 21:33 1

摘要:今日(6 月 24 日),一则令人揪心的视频在网络迅速传播,将贵州三都桥梁垮塌事故推上热搜。视频中,G76 厦蓉高速格都线猴子河特大桥引桥发生垮塌,一辆红色大货车惊险地 “挂” 在断桥处。这是一辆拥有 10 个轮胎的货车,此刻,已有 2/3 的轮胎冲出高架,货

今日(6 月 24 日),一则令人揪心的视频在网络迅速传播,将贵州三都桥梁垮塌事故推上热搜。视频中,G76 厦蓉高速格都线猴子河特大桥引桥发生垮塌,一辆红色大货车惊险地 “挂” 在断桥处。这是一辆拥有 10 个轮胎的货车,此刻,已有 2/3 的轮胎冲出高架,货车头完全悬空在断桥之外,摇摇欲坠。尽管整车的重心靠后半部分,暂时维持住没有完全坠落,但这如同跷跷板般危险的姿态,让每一个看到的人都不禁倒吸一口凉气。

网传视频截图

据了解,该事故发生于 7 时 40 分许,事发地位于贵州省三都县境内的猴子河特大桥,因持续强降雨诱发山体滑坡,最终导致引桥垮塌。在此之前,5 时 51 分交通部门巡查时已发现桥体变形,当即对上行路段实施交通管制,7 时 11 分进一步对该路段实施双向交通管制 。幸运的是,经初步核实,桥梁垮塌时,桥上货车司机已被成功救出,现场无人员伤亡。桥下有 3 台附近村庄的施工车辆,通过无人机观察,车内也未发现司乘人员。关于桥梁垮塌的具体原因及后续工作正在进一步开展调查。

高耸的桥墩

从媒体流传出来的画面来看,高耸 “入云” 的桥墩,似乎略显单薄,根据地形分 2 - 3 节,承载了桥面的重量。画面中,能够明显看到高一节的桥墩要比低下的桥墩的更细一点。看到这里,不知道同学们有没有疑问:为什么把这么重要的桥墩设计的如此 “细长”?细长的结构,不是明显承载能力会大大减弱吗?

事发路段的桥梁顶部是桥面结构,主要通过横梁来承载路面载荷,底部则靠地基固定。一对立柱之间,通过横梁连接,以增强稳定性。正常情况下,立柱结构的受力主要来源于路面载荷、自身重力,以及地面的约束力

立柱的受力

值得说明的是,桥面与桥墩的连接一般情况下主要依靠自重,而非“锁死”结构。这主要考虑了桥面的热胀冷缩,避免结构锁死造成额外的受力。所以,现场看到断面处的桥面非常的平整,就是这个原因。

断面非常平整

细长桥梁立柱的设计,最重要的原因在于地形因素。当地地形复杂时,只能采取高架的形式。高架的高度,就需要结合地形整体来规划。既然高度无法避免,那为何不将立柱设计得更粗大一些?这样显然可以大大提升立柱的承载能力。

说到这里,就不得不提到结构设计的一个基本原则:在保证安全的前提下,降低成本。这一原则在我往期的内容中,不断地被提到。桥梁的设计,都有具体的标准可查。设计的过程是这样的:根据当地的条件,包括风载、地震情况、车流量等,确定桥梁的设计载荷;根据设计载荷,进行桥梁的结构设计,包括横截面的形状、钢筋的粗细和多少等。经过计算,满足标准,就认为设计是合格的。

从这个设计过程中,可以发现一个很大的限制:载荷的设计没有办法考虑全部的情况。比如,地震情况,可以根据当地的历史条件,确定一个抗震等级。但是,这并不代表更大的地震永远不会出现。比如,山体滑坡,同样可以根据当地地形条件,确定一个抗侧向的力。但是,这并不代表它能抗住任意大的山体滑坡。

意外,总是会到来。我们能做的,就是尽量降低这种意外带来的危害。这次事故最大的幸运就是没有出现人员伤亡,这得归功于巡查人员及时发现险情,提前进行了干预。

桥墩的立柱,不管高低尺寸究竟是多少,总能承受一定的侧向载荷,这是由其底部的固定端约束形式所决定的。显然,底部越大,抗侧弯的能力也就越大。桥梁的建筑标准对侧向力也有一定的规定,比如在河流中,河流的侧向冲刷力较为明显,必须规定一个限值。另外,风载也是侧向的,高度越高,风载就会越大。

事发的桥墩分2-3节,底部粗大,顶部细小。这种设计一方面满足了底部大,抗侧弯能力强的要求,也满足了顶部小,迎风面积小的要求,更加可以减轻结构自重。而两个立柱之间的横梁,将两个单独的立柱联合起来,更加可以增加抗侧弯能力和稳定性。

但是,桥梁结构最主要的受力都是垂直方向的力,抗侧弯能力虽有要求,但并非其主要的能力。当山体滑坡来袭,巨大的冲击力,让立柱底部发生倾斜,顶部发生的位移随半径(高度)而放大,最终导致桥面与桥墩脱离,发生坍塌。

来源:力学Nerd王小胖

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