2.1.3 拱桥

2.1.3 拱桥

通过文献、图书、网络等渠道收集了近20年全球拱桥垮塌事故的资料(见图2-8)。通过对近20年来世界26座有公开资料标明事故成因的拱桥垮塌事故(不含建设期)的统计与分析,发现就拱桥事故的具体原因来说,设计、施工等先天原因占27%,船撞、超载、洪水冲击、材料疲劳和老化等外部因素占73%。因此,总的来看,桥梁运营阶段的管养不善是造成拱桥垮塌事故的最主要原因,轻则会对桥梁结构的长期性能埋下安全隐患,重则可能会导致重大桥梁工程事故,造成巨大伤亡和损失。

图2-8 世界拱桥事故原因数据分析

从1779年英国的第一座现代拱桥成功修建以来,垮塌事故就常有发生,尤其是进入21世纪以来,垮塌事故数量明显上升。通过对我国21世纪以来发生的部分拱桥运营阶段垮塌事故的统计和分析,发现桥梁在运营期常年受到河流冲刷、冰雪冻融、高温日晒等环境因素的侵蚀,同时结构还面临着交通荷载和材料性能退化等的影响(见图2-9)。

图2-9 我国21世纪以来拱桥事故原因数据分析

2019年10月1日,中国台湾宜兰县苏澳镇南方澳跨海大桥发生倒塌事故,在跨中靠右侧第一根吊杆断裂后,剩余吊杆连续断裂,导致主梁变形,主拱圈脱离,桥梁倒塌(见图2-10)。该桥的坍塌很可能是由吊杆的腐蚀疲劳所导致的。腐蚀自身的不均匀性及点蚀等局部腐蚀现象的发生,会显著降低材料的断裂韧性,并在局部位置造成严重的应力集中,进而加快疲劳裂纹的成核与扩展,导致结构的腐蚀疲劳破坏。因此,对于现代大跨度拱桥来说,仅仅通过简单的养护措施和技术手段显然不能满足其安全运营要求,必须将拱桥的养护工作作为独立的领域进行单独处理。

图2-10 南方澳跨海大桥倒塌