為什么用單柱 單柱是什么


為什么用單柱 單柱是什么

文章插圖
湖北高速橋梁側翻以后,關于側翻的原因是什么,以及責任在誰,網友們有很多的思考和不同的意見,有的說橋梁是設計方的問題,有的說是施工的問題,有的說是貨車的問題等等,但核心問題有幾個:比如為什么要用單柱呢?這個橋為什么不建造得更加結實一點,余量為什么不多做一些?換成5輛載重40噸的卡車是不是也會側翻呢?那網友們的這些質疑合理嗎?
側翻現場
單柱設計是不是錯?單柱設計到底有沒有問題?我先提一個建議,大家判斷下是否合理:
我發現生活當中高空拋物現象越來越多,一枚小小的雞蛋從幾十層樓下來就把行人砸成重傷,甚至致人死亡,所以我提一個建議,國家強制規定,所有人只要出門走到高層樓下,就一定要戴上安全帽,這樣子就能夠避免絕大部分高空拋物,大家覺得這個建議合理嗎?
高空拋物
很明顯,如果真的實施的話,高空拋物對人的傷害絕對會大幅度的減小,但問題是我們很容易就能判斷出這樣的建議不可以,因為這是相當于為了千萬分之一,甚至于更低的概率來讓每一個人增加了巨大的成本,包括物力成本和人力成本 。這里的單柱橋也是 。
單柱橋確實安全系數并不高,只需要簡單翻一下新聞,就知道因為單柱的設計,我們的高速已經出現過多次情況了:
單柱橋事故
但在安全性存在一定問題的情況下,單柱橋巨大的優勢讓它一直受到路政的歡迎 。
在1980-1990年的時候,我國的基建越來越多,同時單柱橋的設計在中國廣泛地被采用,它的優勢很明顯 。
1、占據橋下的空間少,對于道路的設計和通行有著巨大的好處,比如這一次側翻的湖北高速,大家稍微一看就能發現下面的設計難點:
單柱橋下的路面
從圖中大家可以看到下面有幾條公路直接穿過去,而且是連續穿過了左右兩個橋梁,而且是彎曲的橋梁,如果做成雙柱橋,請問一下下面的公路要怎么修呢?是不是公路也必須隨著這個橋墩進行彎曲?在高速上這么大的彎曲,還要連續通過兩個雙柱橋,我估計會扭成麻花樣的S型,這種公路完全就不可能投入使用,真的投入使用了,那出事的幾率會更高 。而單柱的設計就會讓下面的公路變得筆直,并且節約了大量的設計成本和建造成本,汽車也會變得更加的安全 。
這樣的高速敢開嗎?
2、單柱橋的設計和建造成本更低 。有句俗語:金橋銀路銅建筑,橋梁在高速公路修建上需要的成本是很高的,高速公路本身價格就高,平原地區一公里造價高達3000萬,山地地區高達4000萬,如果是遇到特殊地形,那造價更是沒有上限了 。
而橋梁則是更加的昂貴,橋墩不僅僅只是一個柱狀混凝土墩子 。橋墩下部有承臺,承臺下部有樁基礎 。橋墩上部有蓋梁或者墩帽,墩帽上部有緩沖座墊 。橋墩價格要包含:人工、材料、機械費用還要包含措施、管理、利潤、稅金費用 。所以有時候一個高速公路的橋墩價格就高達100萬甚至幾百萬,這是一筆巨大的成本,而單柱橋可以節約大量的成本,為什么不采用?
高速橋墩
3、單柱橋只要管理到位并沒有安全隱患
從圖中可以看出,單柱橋確實更容易因為兩邊失衡造成側傾,但問題是對于單柱橋,它的設計承載是規定好了的,只要是按照規定運輸,不超過橋梁能夠承受的范圍,那么就不會出問題,使用起來和雙柱的也沒有任何區別,畢竟平時的小汽車的質量和普通卡車的質量,對于單柱橋而言也根本沒有問題,便宜還好用?為什么不用呢?
橋梁為什么不設計得更加結實一點?橋梁為什么不設計結實點?我還是舉個例子,請大家幫我判斷下:根據數據,中國2020年因為交通事故死亡的人數就達到了1.66萬人,是一個巨大的數字 。
中國交通死亡人數
我現在提一個建議,所有的車子必須做得和坦克對撞不會出事情,才能夠允許上路,所有的玻璃全部采用防彈玻璃,所有的車子加裝彈射逃生裝置才可以出廠,這樣子的話一定能夠將車車碰撞時,事故致死的幾率降到最低,大家覺得這樣一個提議合理嗎?很明顯,不可能,因為成本高 。
按照現在中國的設計和施工能力,要把橋梁做得結實一點,根本就不是問題,但問題只有一個,那就是成本 。橋梁的設計載重是50噸,但如果我把它的設計限重增加到200噸的話,雖然承重只增加了4倍,但是成本可能增加的遠遠不止4倍,請問這增加出來的巨大成本如何去填補呢?有這個成本多修幾公里公路,他不香嗎?任何一個設計都是留有余量的,但余量不代表可以一直地增加 。
這個大橋設計承重50噸,100噸都沒有大的影響,因為這次通過的貨車是198噸,這是個什么概念?大家熟悉的波音747飛機里面,最重的才186噸而已,也就是這輛貨車現在比一輛大型客機還要重,直接開過去,什么單柱橋也著不住啊 。
龐大的飛機
198噸貨車就側翻了,那是不是5輛載重40噸的小卡車排隊也要翻?均布荷載和集中荷載是兩個概念,還是舉個例子,我穿平底鞋站在你身上,和穿高跟鞋站在你身上效果是一樣的嗎?當然不是,因為平底鞋壓力分散了,壓強變小了,而這個從力矩的角度講,分散開的車子產生的作用,比出事貨車這種集中產生的效果差遠了,而且如果真的遇到堵車排行的話,那也是所有車道都在擁堵,不可能貼近橋墩的兩個車道沒人走,大家全部堵車在最右邊車道吧?所以將這個貨車換成小的卡車出事的幾率會非常低的 。
貨車位置示意圖
本起事故的直接原因為:兩輛重型平板半掛車嚴重超載、間距較近(荷載分布相對集中),偏心荷載引起的失穩效應遠超橋梁上部結構穩定效應,造成橋梁支座系統失效;梁體和墩柱之間產生相對滑動和轉動,從而導致梁體側向滑移傾覆觸地 。
具體分析
問題到底在哪里?一個在錯誤時間(部分車道封路維修),錯誤地點(單柱橋),出現了一輛最錯誤的車(重達198噸的大件運輸車輛),多個巧合湊在一起,才造成了這次的事故 。
【為什么用單柱 單柱是什么】


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