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【行业资讯】国外著名的结构工程事故

【行业资讯】国外著名的结构工程事故转自:【行业资讯】国外著名的结构工程事故


世界基本每年都会有一些大型工程发生事故的,而事故的原因也多种多样,天灾加人祸都有,下面列举一些著名且大型的工程事故吧。

1、美国斯卡吉特河大桥垮塌事件

【行业资讯】国外著名的结构工程事故

事故时间: 2013.5.23


【行业资讯】国外著名的结构工程事故

事故地点:美国华盛顿州


【行业资讯】国外著名的结构工程事故
伤亡人数: 13人死亡,145人受伤


事故的发生及原因


        位于美国华盛顿州的斯卡吉特河大桥,垮塌发生于当地时间2013年5月23号下午7点许,出事桥梁位于美国5号州际公路在华盛顿州境内的路段,横跨斯卡吉特河,事发地处于华盛顿州最大城市西雅图和加拿大西南部最大城市温哥华之间的中间位置。

        垮塌由一辆从加拿大方向来的载着特大号货物的拖车引起,当时它正驶往温哥华,超重的车身直接剧烈摇晃着桥身的支撑,间接摇晃着最北跨桥顶钢结构体系的受压上弦杆。从路面到拱开梁之间的垂直净高是4.45m,所有载着特大号货物的货车只允许在净高5.2m的净高内行驶。这辆货车却行驶在了最外道,当时有一辆中型货车和一辆宝马汽车在内道和它并驾齐驱。这辆货车载着4.8m高的货物,垮塌发生后,拖车上货物存在清晰可见的凹陷上角和剐蹭的痕迹。一辆导向车曾被雇来确保车辆能够安全通行,导向车也从未警示过货物可能无法通过斯卡吉特河大桥,也并没告诫司机应该使用内车道。

        斯卡吉特河大桥最近被评估为是运营状况良好且安全的,即使它已经历时58年之久,它在结构设计上并不存在缺陷。这座桥被认为功能上已经淘汰了,在此次事件中,桥梁未能满足现行设计规范对公路桥梁净宽和净高的要求。这座桥并未进行加固或者重建,而是完好无损的保存了下来。

事故照片:

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工程背景:


        斯卡吉特河大桥横跨于美国华盛顿州的芒特弗农与柏林顿之间,位于西雅图北部的约96公里处。它是西雅图、温哥华和不列颠哥伦比亚(加拿大)三地之间一条运输主干线。在垮塌之前,每天要通过71000辆左右的机动车。

        桥修建于1955年,在州际高速公路系统开始的前一年。桥有四车道,每个方向各两车道。斯卡吉特河大桥总共有四跨,每跨长约49m。每跨用三角形钢梁制造,采用了贯通桁架结构设计方法,其中巷道位于左右桁架和上下桁架之间的开放通道中。由于桥顶上弦杆的原因,桥上是禁止通行高于上弦杆的机动车。相邻的桥跨作用于一个桥墩上从而组成一个连续的桥体,实际上这四跨是各自独立的。


2、孟加拉国萨瓦区大楼倒塌事件(2013 Savar building collapse)—-死亡人数最多的结构工程事故

事故时间

2013.4.24


事故地点

孟加拉国达卡市萨瓦乡


伤亡人数
 1100+人死亡,2500+人受伤


事故的发生及原因

这栋楼发生倒塌事故的直接原因有以下四点:

1、未经许可擅自建在一个池塘上,


2、未经许可擅自把商业建筑当做工业建筑来使用


3、未经许可擅自加高三层


4、擅自使用不符合国家标准的建筑材料(由于发电机产生与楼体的共鸣振动,加剧了楼层的过载效应)

        事故原因之一是工人没有足够的权利来拒绝在不安全的环境下工作,官方相应的建筑安全评估程序并不公开透明,以及工人组织在评估程序中的混乱和不作为。

        综上所述,灾难发生的原因可以归结为萨瓦市政府监管的失职和腐败。有些人把萨瓦市政府称做“一个无赖的暴徒”。


事故照片


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工程背景


萨瓦区大楼归属于Sohel Rana,据称他是当地Jubo联盟的领导成员,是正处于执政地位的人民联盟政党的青年羽翼。这栋楼被分割成了很多独立的工厂作坊,一些商铺,一个银行,雇佣了大概5000人左右,他在顶部擅自加盖了四层楼并用于工业生产。


 3、新加坡新世界酒店倒塌事件(Collapse of the Hotel New World)

【行业资讯】国外著名的结构工程事故

事故时间: 1986.3.15


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事故地点:新加坡


【行业资讯】国外著名的结构工程事故
伤亡人数: 33人死亡


事故的发生及原因


       1986年3月14日星期五晚上7点,设计平面图编号为26号的柱子突然开裂,修补后正常使用。

        1986年3月14日星期五晚上9点15分,设计平面图编号为32号的柱子突然开裂,墙体前面的镜子一角碎裂,并未引起注意。

        1986年3月15日星期六上午10点10分,地下停车场碎石下落,设计平面图编号为30号的柱子突然开裂,工人完成修补。墙上出现大量裂缝和裂纹,并迅速蔓延。

       1986年3月15日星期六上午11点26分,大楼失控摇晃,柱子断裂,墙体坍塌,不到一分钟,整栋楼坍塌。

        调查组先后进行了爆炸、建筑材料质量、地基不稳或受损等事故原因的推测,都一一被否定了。当调查人员翻阅平面图,检查制图员计算的大楼自身重量(静荷载)时,发现了事故的原因是因为制图员忽略了大楼自身约6000吨的静荷载,只考虑了100多吨的动荷载。也就是说,这15年来,微裂缝一直在宾馆大楼的混凝土柱子内延伸,许多柱子早已到达承载能力极限值,大楼随时可能倒塌。


事故照片


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工程背景


        新世界宾馆位于新加坡,也被称作联谊大厦,完工于1971年。它是一栋6层带地下车库,高24m,由36根钢筋混凝土柱子支撑着的框架混凝土结构。新世界宾馆是联谊大厦的主要承租人,它占据着大厦顶上四层,而一层是工商银行在当地的一家分行,二楼是一家名为海神环球夜总会的俱乐部。联谊大厦曾因为一氧化碳泄露而在1975年8月30号被各大媒体所披露。


4、提顿坝溃坝事件(Teton Dam collapse)

2014年
事故时间: 1976.6.5


2015年
事故地点:美国爱达荷州


2016年
伤亡人数: 11人死亡,10亿美元左右的经济损失


事故的发生及原因

        在MDT时间1976年6月5日早上7点30分左右,一道泥泞的口子出现了,水里伴随着大量的沉积物,但是工程师们都不相信这会导致什么问题。到了早上9点30左右,坝体下游朝向已经发展为一个渗漏口,这个口子以每立方米0.57~0.85的速度涌水并且堤防表面防护材料开始被冲刷。带着推土机的工作队已经被派去堵住漏洞,但是未能成功。本地媒体抵达现场,在11点15分时政府官员命令州长办公室估计下游居民数。工作人员被迫只身逃离于作业现场,因为一个比泳池还大的缺口,已经把他们的设备吞没了,并且仍然在不断扩大。两名困于侵蚀路基里的推土机操作工,靠绳索拉到安全地带。

       在MDT时间11点55,坝顶塌陷于水库中;两分钟以后,剩余坝体的1/3瓦解。坝体中带有泥沙沉积物的浑水,以超过57000的速度,全部流入了长约10km的提顿河峡谷中,这股洪水直到斯内克河平原才逐渐消散。到了晚上8:00,水库的蓄水完全流干,尽管2/3的坝体尚在。

        事故原因众说纷纭,有研究表明,溃坝是因为渗透性黄土被大量用于坝体核心和坝肩流纹岩的裂隙中,从而导致水渗入坝体周围,并通过填土渗满坝体。这些可渗透黄土被发现是产生漏洞的主要原因,这些缺陷的组合,导致水渗过堤坝并使坝体内部侵蚀,产生管涌破坏,并最终导致溃坝。


事故照片


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图中左边那条位于黑色基岩边上的,有一条深褐色的带子(箭头标出),这是泄露的最早期。而圈中两台D-9推土机正试图填补坝体漏洞。


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图中箭头可看出,D-9推土机的作用似乎并不大,下游的泥浆明显比第一幅图大了很多,而下游用于排水的建筑物也正被泥浆吞没(红圈标出)。

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图中可看出坝体已经破坏(红圈),泥浆正迅速朝坝体表面涌入。



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坝体已完全破坏(红圈)。



工程背景


        提顿坝是位于美国爱达荷州提顿河上的一座土石坝,它由美国垦务局建造,是八个被授予建造大坝的联邦机构之一,它坐落于爱达荷州东部,菲蒙市和麦迪逊市之间。提顿坝长940m,宽520m,高93m,总需水量355550000m3正常水位1620m。最初被用于控制斯内克河平原的春季径流以及在夏季提供更加稳定的水源供应,因为这片区域曾经于1961年发生严重干旱,而在1962年洪灾紧随其后。


5、韩国三丰百货整体垮塌事件

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事故时间:1995年6月29日


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事故地点:韩国首尔区三丰百货


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502人遇难,937人受伤

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事件描述


       1995年4月,5楼的天花板开始出现裂痕。

        6月29日清晨,三丰百货店设施经理来到他的办公室,他的桌子上有一张守夜的保安留下的字条,内容大致是在昨夜守夜的保安发现楼顶忽然出现了裂缝,但是店长却认为该裂缝是两年前不当移动楼顶的冷气机所致,因此并未理会。

        6月29日上午,顶楼的裂痕数量急剧变大,同时顶层的“春园餐厅”向设施经理报告了地板上出现了大裂缝,编号为5E的柱子开裂,餐厅暂停经营。在此期间,李鐏(三丰集团会长)和其他管理层对此的唯一对策就是将顶楼的货物和商铺移至地下室。不久后三丰百货里的人发现楼体发生震动,管理层认为是冷气机震动所致,因此关闭了顶层并关闭了冷气机,但为时已晚。土木工程专家也被邀请前来检查建筑结构。在简单的检查过后,得出的结论是,整栋建筑有垮塌的危险。但是,管理层却没有下达关闭百货大楼或进行疏散的命令,而原因仅仅是因为当天的客流量非常大,管理层不想损失潜在的巨大收益。

        下午4时许,三丰百货大楼楼顶传来“轰”的一声巨响,但在地下室的人们和管理层对此毫不知情,而此时由于冷气机长期以来对5E号柱子施加压力和传导震动,使得5楼的地板、天花板和5E号柱子开裂,4楼、5楼的天花板开始慢慢下陷。

        下午5时,4楼的天花板下陷愈发严重,百货大楼工作人员因此封闭了这一楼层。大约5点50分,楼上又传来一声更大的巨响并伴随着“噼哩啪啦”的断裂声,大楼开始剧烈摇晃,工作人员拉响了警报,并开始疏散顾客。6点05分左右,5E号柱子在5楼天花板的连接点再也支撑不住了,它终于崩溃了,楼顶开始垮塌,上面的楼板连同冷气机掉在了超载的第5层的地板上。而起支撑作用的承重柱,由于为自动扶梯腾出空间早已变得不堪重负,此时也开始一个接一个倒了下去,楼板一层一层地掉落,致使整栋建筑有一大半几乎在瞬间就全部垮塌,填满了4层的地下室,韩国曾经的标志性建筑在20秒内夷为平地。

        共有502人在此次事故中遇难,另有937人受伤,财产损失高达2700亿韩元(约合2.16亿美元)。


事故原因

改变用途 解雇承包商


        曾是首尔地标的三丰百货店,由三丰集团兴建,位于今日首尔副都心的黄金地段、今日的韩国会计学院大厦旁。1987年,集团开始在这片位于瑞草区,原本用作垃圾掩埋场的开阔地上建设百货大楼。按照最初的设计,大楼将被建设成一栋4层的办公楼,但是三丰集团会长李鐏却在建设工程中,将其重新设计成一栋百货大楼。这一改动,导致了很多承重柱被取消,以腾出空间来安装自动扶梯。原先的建筑承包商,拒绝按照新的设计继续施工。李鐏因此解雇了他们,并让自己的建筑公司进行施工。


增加楼层 移动冷气机


         不久,第5层楼面又被添加到了这栋建筑物上,原计划将其作为滑冰场,但中途改变了用途,取而代之的是八家韩朝美食店。由于韩国人有吃饭时席地而坐的习惯,这些餐馆的混凝土地面下添加了一层加热设备,这极大的增加了承重结构的负担。此外,整幢大楼的空调设备(水冷式冷气机)现在都被安装在了楼顶之上。3台大型冷气机共重29公吨,加上冷气机注满水时,总重量更高达87公吨,达设计标准的承重负荷4倍之多。

让情况变得更糟的是,在1993年,由于周围居民对冷气机噪音的抱怨,大楼后部所有的冷气机都被移到了前部。这一移动本应使用起重机,但结果是所有的设备都是直接在楼顶上利用滑轮被推拽到位的,使整个楼顶结构大受损伤,冷气机所及之处充斥着裂痕,再加上冷气机运作时产生的震动使冷气机附近的5E号柱子和楼顶的连接点出现裂痕,支柱不能发挥其作用。


偷工减料 装错钢筋


        在之后的调查中,调查人员发现,根据建筑物的安全标准计算结果,三丰百货大楼的柱子直径应该是80cm,而实际测量却发现其缩减到了60cm,中间的钢筋也从16条减少到8条。在4楼用于强化混凝土楼板的钢筋也装错了位置,本应与地面相差5cm,而实际测量发现其与地面相差了10cm之多,这相当于把楼板厚度变薄了,也导致了楼板与柱子之间的强度减少了20%。这两个变化,虽不能直接导致大楼倒塌,但为倒塌铺下了一条捷径。


后续调查


        外界最初认为事故的原因是由于大楼松软的地基。但是随着调查的深入,很快人们便发现事故发生是由于李鐏和其建筑公司对设计的随意改动。后来对废墟的调查显示,混凝土本身并没有问题,但支柱的直径却比原来的要小。

        调查也揭示了首尔市的地区官员在也涉嫌在三丰方面改动建筑的过程中接受贿赂。结果,许多官员,包括前瑞草区行政官被控玩忽职守而遭起诉并被判入狱。 1995年12月27日,韩国首尔地方法院根据《特定犯罪加重处罚法》及业务过失致死罪的罪名判处李鐏有期徒刑10年6个月,其子李汉祥被判有期徒刑7年。

有关当局继续对三丰集团作进一步的调查时,揭发了三丰更多涉及贪污及诈骗等的罪行,结果总共有21人被判有罪,其中12人是市政府官员。

事件视频



6、魁北克大桥(Quebec Bridge)


魁北克大桥是一座宽29m,高104m的桥。因其177m的悬臂支承着195m长的中间段构成主跨,迄今为止,该桥仍保持着世界第一的悬臂梁桥跨径记录。


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但是谁曾想这座现在被建筑界论为材料力学,钢结构使用典范的大桥在设计建造过程中经历了两次坍塌才有了今天的模样。


第一次坍塌发生在1907年8月29日下午五点半,工人收工后朝岸边走去,突然一声巨响,桥梁南段和中段共计一万九千吨钢材相继垮塌,事故共造成75位工人罹难。


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事后调查委员会给出的事故原因是:


1.下弦杆失效,设计存在缺陷;

2.工程规范不适合该桥的情况;

3.设计高估了结构的承载能力;

4.多个部门及公司有监管责任。


事故后政府接手了施工工作,1913年,这座大桥的建设重新开始,新桥主要受压构件的截面积比原设计增加了一倍以上,然而不幸的是悲剧再次发生。


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第二次事故发生在1916年9月,由于悬臂安装时一个锚固支撑构建断裂,桥梁中段在此落入圣劳伦斯河中,并导致了13名工人丧生。


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为了让大家记住这两次的坍塌教训,1922年大桥正式竣工后加拿大七大工程学院合资将建筑残骸全部买下,并决定将事故钢材打造成尾戒以警示人们不忘教训,可是局限于当时的锻造技术,事故中的钢材无法使用,只有找了其他钢材来代替。


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如今的魁北克大桥安全而美观,但事故发生的经验和教训却不能忘。



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7、塔科马海峡大桥(Tacoma Narrows Bridge)


塔科马海峡吊桥是位于美国华盛顿塔科马的两条悬索桥,全长5000英尺(1524米),通航净高195英尺(59.4米)。


大桥于1940年7约1日通车,却在4个月后戏剧性地被微风吹毁了。


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而且更戏剧性的是风把大桥吹成蛇形的场景正好被一支摄影团队给拍了下来。


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桥被风吹垮事件发生于美国时间1940年11月7日上午11时,原因是气弹颤振。


万幸的是这次坍塌没有出现人员死亡。


大桥的倒塌以一个此前从未见过的扭曲形式发生当时的风速大约为每小时40英里。这就是力学上的扭转变形,中心不动,两边因有扭矩而扭曲,并不断振动。这种振动是由于空气弹性颤振引起的


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颤振的出现使风对桥的影响越来越大,最终桥梁结构像麻花一样彻底扭曲了。在塔科马海峡大桥坍塌事件中,风能最终战胜了钢的扭曲变形,使钢梁发生断裂。拉起大桥的钢缆断裂后使桥面受到的支持力减小并加重了桥面的重量。随着越来越多的钢缆断裂,最终桥面承受不住重量而彻底倒塌了。


现在沉没的大桥残骸,被登记在国家历史地点记录册中;水下的残骸已经作为一座人工礁石被保护起来。


这是要人们永远记住这些教训和痛苦,不再重蹈覆辙。



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百密皆有一疏,但有些错误,

是我们生命承受不起的痛;


如何做到万无一失,

是所有设计师应该思考的问题。


结语


这样的工程实例,历史上有很多很多的,在查找相关资料时,看见的各种问题工程事例所造成的人员伤亡和财产损失都是触目惊心的,在为遇难者默哀的同时,也警示着每一位结构工程师和建筑行业相关从业者肩上的责任重于泰山。


-THE END-



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作者: ganggouren

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