土木工程事故案例

前言

　　建筑業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，就業(yè)容量大，產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高，全社會(huì)50％以上固定資產(chǎn)投資要通過(guò)建筑業(yè)才能形成新的生產(chǎn)能力或使用價(jià)值，建筑業(yè)增加值占國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值較高比率。土木建筑工程專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量直接影響建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，乃至影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。高等學(xué)校是培養(yǎng)高新科學(xué)技術(shù)人才的搖籃，同時(shí)也是培養(yǎng)土木建筑工程專業(yè)高級(jí)人才的重要基地，土木建筑工程類教材建設(shè)始終應(yīng)是一項(xiàng)不容忽視的重要工作?！　榱颂岣吒叩葘W(xué)校土木建筑工程類課程教材建設(shè)水平，由武漢大學(xué)土木建筑工程學(xué)院與武漢大學(xué)出版社聯(lián)合倡議、策劃，組建高等學(xué)校土木建筑工程類課程系列教材編委會(huì)，在一定范圍內(nèi)，聯(lián)合多所高校合作編寫土木建筑工程類課程系列教材，為高等學(xué)校從事土木建筑工程類教學(xué)和科研的教師，特別是長(zhǎng)期從事土木建筑工程專業(yè)教學(xué)且具有豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的廣大教師搭建一個(gè)交流和編寫土木建筑工程類教材的平臺(tái)。通過(guò)該平臺(tái)，聯(lián)合編寫教材，交流教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，確保教材的編寫質(zhì)量，同時(shí)提高教材的編寫與出版速度，有利于教材的不斷更新，極力打造精品教材?！　”局鲜鲋笇?dǎo)思想，我們組織編撰出版了這套高等學(xué)校土木建筑工程類課程系列教材，旨在提高高等學(xué)校土木建筑工程類課程的教育質(zhì)量和教材建設(shè)水平?！　⒓痈叩葘W(xué)校土木建筑工程類系列教材編委會(huì)的高校有：武漢大學(xué)、華中科技大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、湖北工業(yè)大學(xué)、汕頭大學(xué)、南通大學(xué)、江漢大學(xué)、三峽大學(xué)、孝感學(xué)院、長(zhǎng)江大學(xué)、昆明理工大學(xué)、江西理工大學(xué)12所院校?！　「叩葘W(xué)校土木建筑工程類系列教材涵蓋土木工程專業(yè)的力學(xué)、建筑、結(jié)構(gòu)、施工組織與管理等相關(guān)領(lǐng)域。本系列教材的定位，編委會(huì)全體成員在充分討論、商榷的基礎(chǔ)上，一致認(rèn)為在遵循高等學(xué)校土木建筑工程類人才培養(yǎng)規(guī)律，滿足國(guó)家教育部關(guān)于土木建筑工程類本科人才培養(yǎng)方案的前提下，突出以實(shí)用為主，切實(shí)達(dá)到培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)際工作能力的目標(biāo)。本教材編委會(huì)明確了近30門專業(yè)主干課程作為今后一個(gè)時(shí)期的編撰，出版工作計(jì)劃。我們深切期望這套系列教材能對(duì)我國(guó)土木建筑事業(yè)的發(fā)展和人才培養(yǎng)有所貢獻(xiàn)。　　武漢大學(xué)出版社是中共中央宣傳部與國(guó)家新聞出版署聯(lián)合授予的全國(guó)優(yōu)秀出版社之一，在國(guó)內(nèi)有較高的知名度和社會(huì)影響力。武漢大學(xué)出版社愿盡其所能為國(guó)內(nèi)高校的教學(xué)與科研服務(wù)。我們?cè)概c各位朋友真誠(chéng)合作，力爭(zhēng)使該系列教材打造成為國(guó)內(nèi)同類教材中的精品教材，為高等教育的發(fā)展貢獻(xiàn)力量！

內(nèi)容概要

　　《土木工程事故案例》介紹國(guó)內(nèi)外土木工程實(shí)踐中實(shí)際發(fā)生的典型失敗案例，以事故調(diào)查結(jié)果為依據(jù)，介紹事故發(fā)生、發(fā)展的過(guò)程，并對(duì)事故的原因、經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)進(jìn)行分析和評(píng)論。全書(shū)分為6章，第1章介紹國(guó)外著名案例，這些案例的調(diào)查處理后來(lái)都對(duì)土木工程的理論、實(shí)踐和法規(guī)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響；第2章介紹地基基礎(chǔ)事故案例；第3章介紹幾個(gè)大型隧道工程事故案例；第4章介紹水利工程事故案例；第5章介紹腳手架、模板支撐和地下開(kāi)挖臨時(shí)地下連續(xù)墻等施工臨時(shí)結(jié)構(gòu)的事故案例；第6章介紹兩個(gè)地震震害及其教訓(xùn)?！　“咐竺娓缴狭讼嚓P(guān)思考題，要求學(xué)生在進(jìn)一步檢索閱讀相關(guān)文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行討論，希望學(xué)生以這些案例為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行深入的思考。從這些實(shí)踐中吸取經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，成長(zhǎng)為成熟的有社會(huì)責(zé)任感的土木建筑工程工程師?！锻聊竟こ淌鹿拾咐房梢宰鳛楦叩仍盒Ｍ聊窘ㄖこ填惐究粕?、碩士生的教材，也可以供高等院校教師、相關(guān)工程技術(shù)人員參考。

書(shū)籍目錄

第1章 國(guó)外著名土木工程失敗事件§1.1 塔科馬大橋的倒塌§1.2 魁北克大橋的建造§1.3 羅南坊事故的啟示§1.4 新世界酒店的倒塌§1.5 紐約世貿(mào)中心大樓的倒塌與調(diào)查§1.6 豪晶酒店行人天橋倒塌第2章 地基基礎(chǔ)事故案例§2.1 地基軟弱下臥層的問(wèn)題§2.2 施工順序的影響§2.3 地基的變形協(xié)調(diào)問(wèn)題§2.4 軟土地基中的側(cè)向土壓力問(wèn)題§2.5 樁基的負(fù)摩阻力問(wèn)題§2.6 軟土地基中基坑開(kāi)挖對(duì)工程樁的影響§2.7 萬(wàn)亨大廈基坑的倒塌§2.8 地下結(jié)構(gòu)的浮起§2.9 杭州地鐵l號(hào)線湘湖站基坑事故第3章 隧道工程事故案例§3.1 南嶺隧道塌方事故§3.2 上海軌道交通4號(hào)線事故§3.3 希思羅機(jī)場(chǎng)快線隧道塌方事故§3.4 靠椅山隧道塌方事故§3.5 貓山隧道塌方事故第4章 水利工程事故案例§4.1 長(zhǎng)江口深水航道治理二期工程中的事故§4.2 弟頓壩的潰決事故§4.3 溝后水庫(kù)潰壩事故§4.4 柘溪水庫(kù)的悲劇§4.5 弄假成真的現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)災(zāi)害第5章 施工臨時(shí)結(jié)構(gòu)事故案例§5.1 腳手架事故§5.2 模板支撐事故案例§5.3 地下臨時(shí)擋土墻倒塌事故第6章 地震震害實(shí)例§6.1 臺(tái)灣省臺(tái)中縣石崗壩震害§6.2 汶川“5·12”大地震震害參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　1.1.3 事故原因　　事后，在該項(xiàng)目工作的一些工程師說(shuō)他們?cè)缰肋@座橋不可靠，他們認(rèn)為橋的倒塌完全是由于橋的形體不合理而不是材料強(qiáng)度不足。項(xiàng)目總工程師艾爾德里奇指責(zé)美國(guó)聯(lián)邦融資機(jī)構(gòu)堅(jiān)持采用莫伊塞夫的設(shè)計(jì)直接導(dǎo)致了橋的倒塌，他指出華盛頓州公路局的工程師曾提出實(shí)腹的鋼板梁不能像傳統(tǒng)的桁架體系能讓風(fēng)吹過(guò)而像船帆一樣受風(fēng)力。莫伊塞夫則將橋的倒塌歸根于工程師對(duì)空氣動(dòng)力性能認(rèn)識(shí)不足，外加缺少資金而不得不將橋建得太窄?！　∪A盛頓州收費(fèi)橋管理委員會(huì)委托一個(gè)調(diào)查組調(diào)查現(xiàn)場(chǎng)，查找事故原因并估計(jì)重建大橋的費(fèi)用。1941年6月26日，調(diào)查組發(fā)表他們的調(diào)查結(jié)論，調(diào)查組認(rèn)為，大橋倒塌的首要原因是橋梁超大的跨高比和跨寬比以及橋板和梁的形式。此外，鋼板梁的實(shí)心腹板使橋受風(fēng)力影響很大，而從前采用桁架設(shè)計(jì)橋梁時(shí)風(fēng)力并未被認(rèn)為是一種重要的因素。具體的破壞則始于北面懸索中部連接主纜和吊索的索夾滑移?！　×硪粋€(gè)由美國(guó)聯(lián)邦公用事業(yè)局（FwA）委托的調(diào)查組也認(rèn)為這項(xiàng)工程失敗是由于風(fēng)作用于過(guò)于柔性的結(jié)構(gòu)，而該結(jié)構(gòu)不能吸收足夠的動(dòng)能。北中跨索夾的松滑使得橋面產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)從而導(dǎo)致整個(gè)中跨破壞?！　『翢o(wú)疑問(wèn)，橋梁剛性太低、變形過(guò)大是橋梁的一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題。然而，大橋倒塌的真正原因長(zhǎng)期以來(lái)存在爭(zhēng)議，至少有三種流行的理論解釋大橋的破壞【1】：1.隨機(jī)擾動(dòng)；2.周期性脫旋；3.氣動(dòng)失穩(wěn)（負(fù)阻尼）?！　?.隨機(jī)擾動(dòng)理論　早期人們認(rèn)為由于風(fēng)壓的周期性變化恰好與大橋的自振頻率吻合而引起了橋的共振。這一理論的最大問(wèn)題是共振需要風(fēng)壓頻率與大橋自振頻率高度一致，而隨機(jī)風(fēng)壓的頻率總是隨時(shí)間變化的。所以，隨機(jī)風(fēng)壓不太可能使大橋幾乎在所有的風(fēng)中都產(chǎn)生穩(wěn)定的振動(dòng)。因此，這一理論似乎不太適用本案?！　?.周期性脫旋　著名的航空空氣動(dòng)力學(xué)專家西奧多·馮·卡門（Theodore von Kaman）相信渦旋脫落是導(dǎo)致大橋晃動(dòng)的主要原因。當(dāng)風(fēng)吹向一個(gè)非流線型的物體，如大橋的橋面時(shí)，其背風(fēng)面會(huì)產(chǎn)生卡門渦街，卡門渦街會(huì)對(duì)其前方的橋面產(chǎn)生周期性的負(fù)壓作用而引起振動(dòng)（渦旋脫落）。如圖1.1.4所示。這一理論的問(wèn)題是計(jì)算得到的頻率為1Hz，而法庫(kù)哈遜教授實(shí)際觀察到的大橋扭轉(zhuǎn)振動(dòng)頻率為0.2Hz。渦街頻率是實(shí)際振動(dòng)頻率的五倍，所以這一扭轉(zhuǎn)振動(dòng)也不太可能是卡門渦旋脫落引起的。除了卡門渦街外，風(fēng)氣旋還可能引發(fā)顫振，也有可能是顫振引發(fā)了大橋的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。

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