从多起汽车坠桥事件揭秘桥梁护栏设计

2019-03-06 21:34:24 40

重庆万州长江二桥公交车坠江事故目前仍在搜救中。30日凌晨,哈尔滨又发生了松花江公路大桥北水泥罐车坠桥事故。两起事故有一个共同的特点,都是撞断大桥护栏冲入桥下。

本文主要从建筑安全的角度来分析一下这些事故暴露出的大桥工程辅助设施设计问题。我们要研究的是,当公交车、泥罐车等车辆,无论什么原因导致突然偏离正常线路并冲撞护栏的情况下,桥梁护栏能否将机动车拦下,从而避免车辆坠江导致二次伤害。

事故发生后,有些网友质疑桥梁护栏的防护性能,并认为其防撞性能低是造成事故影响扩大的一个原因。那么,桥梁护栏的防撞性能到底是否符合标准呢?

从桥梁设计的角度来说,对桥梁栏杆和护栏有明确要求的有两本规范《城市桥梁设计规范》CJJ11-2011、《公路交通安全设施设计规范》JTGD81。

从上方万州长江二桥事故现场图片可以看到,事实上,万州长江二桥上存在两道护栏。挨着红色轿车的是安装在路沿上的防撞护栏,用来将车行道与人行道隔开,并防止撞击;图片右侧桥梁边缘上被撞开一道豁口的是桥梁护栏,用来视觉诱导,并防止行人坠桥。

通过照片可以清晰看出,大桥的防撞护栏不仅因为强度不够而被撞毁,而且高度也明显偏低(路沿大概有十几公分的高度,路沿加上防撞栏还不到小轿车的轮胎高度)。当然,这并不否定其符合设计规范。

桥梁上车行道与人行道(自行车道)之间是否可以直接通过设置路缘石来进行分割?

这个问题主要取决于所在道路的等级和设计车速。《公路交通安全设施设计规范》规定:设计速度小于或等于60km/h的公路桥梁设置人行道(自行车道)时,可通过路缘石将人行道(自行车道)和车行道分离;设计速度大于60km/h的公路桥梁设置人行道(自行车道)时,应通过桥梁护栏将人行道(自行车道)与车行道隔离。用图简单示意如下:

不锈钢护栏

根据万州二桥网上的公开资料显示,该桥梁的行车速度:60km/h,所在道路为主干路,其人行道和车行道分开的形式是可以直接借助设置路缘石来实现的,即上图中a)示意的形式。但这并不意味着这种情况下路缘石可以起到防撞护栏的作用(人行道路缘石兼作防撞栏杆的作用仅适用于设计时速小于等于60km/h且防护等级为二级的桥梁)。

那么在这种情况下对路缘石的高度是否有要求呢?

《城市桥梁设计规范》中关于桥梁人行道路缘石的论述,有如下规定:按照《城市桥梁设计规范》的要求,跨越大河、深谷时,其路缘石高度取较大值,但取多少才算较大?规范并没有给出明确的数值,这就要靠桥梁设计师的经验和主观判断——重庆主城的很多跨江大桥路缘石的高度取值为0.3m~0.5m。

公交车在与小轿车碰撞后,撞断防撞护栏、跨上路沿,驾上人行道,撞开外围护栏,最终坠入江中。防撞护栏和路沿阻止了小轿车车身的继续旋转。但防撞护栏、路沿、人行道护栏,都没能阻挡住公交车坠江。

现行设计规范中各防护等级的护栏设计要求,均是基于各安全性能评价指标,经特定条件的碰撞试验验证后得出的。而试验碰撞条件中有一个很重要的参数,即碰撞角度。我国规范中关于碰撞角度的取值,是根据交通事故调研资料,借鉴美国、日本、欧盟的最新相关标准和研究成果,确定为20度(欧盟EN1317制订的为15度)。

根据网上的影像资料分析,本次事故中的公交车与护栏碰撞的角度应该远大于20度,且按照车速和车重很难推算其撞击的能量是否会在护栏应有的设计防护能量范围之内。在详细调查资料出来之前不宜直接认定桥梁的栏杆就一定存在设计安全问题。

万州长江二桥于2000年开工,2003年6月建成通车,是一座特大型子母塔悬索桥型,位于重庆万州主城区下游聚鱼沱河段,全桥长1148.86米,桥宽20.5米。

这起事故暴露出桥梁设计方面存在的一些缺陷。此前,我国的桥梁建筑规范对地震、台风、风化等自然灾害的预防考虑较多,而对车辆发生突发情况下的撞击考虑并不充分。但随着上路的车辆越来越多,大型车辆也越来越多,重载甚至超载汽车也不少见,交通事故时有发生,一些早期建设的桥梁的本质安全性受到一定挑战。

因此,此次事故的教训警示我们,在桥梁承载力允许的前提下,对早期设计的桥梁采取增设防撞护栏等措施显得十分必要。事实上,就在前两个月,万州长江二桥刚刚对大桥的桩基进行了加固,只可惜没有整固防撞护栏

同时,我们更有必要进一步提高桥梁建设辅助结构的设计标准,在新建桥梁时充分考虑偶发事件对桥梁及使用者的影响,适当加高路沿,增强防撞护栏的抗撞击能力,做到更大的安全冗余。

本人始终倡导以最严苛的标准看待建筑安全问题,多次呼吁建筑工程的本质安全,强烈建议工程建设、设计、施工单位为建筑工程本身赋予给多的安全冗余。所谓建筑工程安全冗余,就是指通过提高建筑工程的安全标准、增加安全防范的技术设施、优化建筑工程的使用规范等,增加建筑工程的安全系数,使得建筑工程的使用者和相关者,即使在出现严重错误的情况下,也不至于付出生命的代价。

最后需要强调的是,无论多么坚强的防撞护栏,多么强大的防护设施,多么大的安全冗余,都无法完全避免所有意外事件的发生。只有遵守规则、安全驾驶,才是主动防范、确保安全的根本保证。


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