事故概况
当地时间6月11日,美国宾夕法尼亚州费城附近95号州际公路高架路段上一大型油罐车起火,导致一座桥梁倒塌。
宾州州长夏皮罗在记者会中表示,有辆商用油罐车在95号州际公路的费城高架桥下发生事故,结果引发猛烈火势,而 大火可能不慎引燃了附近的天然气管道,才导致整个高架桥坍塌 ,但详细事故原因仍在调查当中。 美国宾夕法尼亚州交通官员称,这段公路“可能是该州最繁忙的州际公路”,每天通行的车辆约16万辆。
对于本次发生燃烧或爆炸的油罐车,事发位置位于小半径弯道,且通视条件不好,油罐车行至桥下时,可能撞击桥台,发生燃烧或爆炸,在燃烧高温下,上部梁板材料发生破坏,导致桥梁垮塌。
油罐车火灾
桥梁火灾事故绝大多数为 油罐车 火灾所致,油罐车发生翻倾、碰撞泄露后,一旦闪燃,罐内储存的危化品因压力释放会迅速膨胀,体积暴涨,加之油罐车前行的惯性,燃烧面急剧扩张,形成几十米甚至上百米的火墙,产生巨大的热量,温度瞬间升至1000℃,热辐射极强,所涉及物体的温度急速升高。
所以,油罐车火灾一般为串联式或并联式速燃,亦称连续爆燃或一次性爆燃,即极短时间内所有燃料同时急速燃烧。尤其钢结构桥梁遭遇油罐车火灾后,由于钢结构的热敏感特性,其整个钢结构部件的温度会在几分钟内达到近千度,在巨大的桥梁自重荷载和部分活荷载作用下,钢结构会发生热屈而导致结构失效,甚至大幅度失稳而导致结构垮塌。
类似事故
2022年9月21日上午,安徽六安往武汉方向613公里+300米处(金寨站以西约4公里)一辆货车 (运输硅油) 追尾另一辆货车(空车)后着火。受事故影响,金寨入口往武汉方向临时封闭。
G42沪蓉高速金寨往武汉方向船板冲大桥处,胡某中驾驶载 有硅油(非危险品)的重型半挂牵引车 与丁某明驾驶的重型自卸货车(空车)发生追尾碰撞,造成硅油外溢两车起火,一人轻微受伤事故发生后,公安、消防、高速管理公司等部门立即赶赴现场,迅速展开救援处置工作。截至到10时,事故现场明火已扑灭。该路段经高速道路养护单位组织检测后已恢复通车。事故正在进一步调查处理中。
2011年浙江金丽温高速青田往温州方向的剑石隧道出口外,一辆山东牌照的重型半挂牵引货车在高架桥上燃起大火,浓烟冲天,猛烈的火势不仅把整条高速路封死,还烧着了20米开外对向高架桥上的电缆。高架桥桥墩的表层混凝土被烧至脱落,大片钢筋网都露了出来。
法国Mathilde大桥是一座位于塞纳河上的桥梁,修建于1977-1979年,其钢挂孔长度为115m; 2012年10月29日,一艘油轮撞上了浅滩,导致了火灾,桥梁严重损坏,经过详细的探查,2013年开始了大桥换梁维修,2014年11月26日恢复通车,修复历时22个月。
2007年4月29日,一辆载有32吨汽油的油罐车在美国洲际公路I-80/880立交桥处发生翻倾事故,导致汽油泄漏,引发大火,大约22分钟,该两跨立交桥发生垮塌,砸坏下层桥梁,单侧混凝土桥柱也损伤严重。 虽然消防部门14分钟赶到并进行灭火,因火势过大,也无法阻止火灾的继续燃烧。
该桥上部结构为钢板-混凝土组合梁,横桥向由6片钢板梁支撑混凝土板组成。 垮塌的立交桥阻止了多个方向的交通,经济损失惨重,桥梁修复的费用昂贵,联邦政府花费900多万美元修复,其中拆除费用430万美元,交通恢复期间,每天经济损失600万美元。
2002年1月5日,伯明翰市中心65、20和59号州际公路交汇处,一辆汽油罐车撞上了I-65南行桥。 火和热导致钢梁一侧下垂达 3 米 。 事情的起因是,一辆汽车为避免错过出口,将车停在一辆汽油卡车前,卡车为避免撞上汽车,转弯撞向I-65南行线下的桥墩。 这辆拖着37,475升燃油的卡车爆炸成火球,估计温度一度达到1,093℃以上。 热量导致该桥的几根钢梁下垂约2至3米(7至10英尺),结构倒塌。
案例简析
由以上案例可知,桥址、结构体系、跨度和宽度对桥梁破坏程度影响不大。但是因油罐车火灾而倒塌或遭受严重破坏的桥梁, 大多是在结构中采用工字梁建造的 ,因此这种类型的桥梁在桥梁火灾的研究中值得特别关注。这一事实可能是由于采用这种结构体系的桥梁较多。
桥梁历来将防震、防风、防洪列入防灾对象, 但比较少将防火列入 ;这是因为常规桥梁结构防火问题不突出,一般采取被动防火技术即可。但桥梁防火有几个方面的问题: 首先是火灾虽然发生概率不是很大,但一旦发生火灾其危害严重,轻则损毁结构,严重的则导致梁垮塌事故。 其次是相应的技术储备与研究比较少,公路隧道在这一方面研究相对成熟,其救灾防灾已经成为体系,可供借鉴。主动管控、防治火灾难度大,尤其是管理比较松散的国省道与一般公路。 目前我国尚未未将桥梁防火纳入桥梁设计范畴,防范等级、设计标准尚未确定。
无论国内外,桥梁防火问题是一个棘手的难题,过高设防则代价过高,不予设防,则后果严重。 在我国,公路货运量比例居高不下,危化品运输管理难以全面到位,桥梁防火问题更加值得关注。
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桥梁工程
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