2025年8月6日18时18分,新疆伊犁哈萨克自治州昭苏县夏塔旅游风景区内,一座吊桥发生绳索断裂,导致桥面严重倾斜,多名游客被困其上,另有部分游客从桥上跌入下方湍急河流中,该事故造成共5人死亡,20余人受伤。
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图1 桥梁倒塌图
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桥梁地理位置以及破坏情况
事故桥位于位于西天山主脉北麓的新疆昭苏县夏塔景区,景区占地65平方千米。夏塔古道是古代丝绸之路上最为险峻、高危的一条著名古隘道,又名唐僧古道,夏塔古道翻越天山主脊上海拔3600米的哈塔木孜达坂,沟通天山南北,全长120千米,是伊犁通南疆的捷径。
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图2 桥梁地理位置示意图
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图3 桥梁跨径推算图
根据事故桥所在的卫星地图,如图1-图3所示,通过比例关系算事故桥总跨径约125m,单跨为约41.3m,桥宽4.4m,桥高约5m,跨中吊杆高差约2.3m。
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图4 桥梁结构示意图
在2024年6月19日,将军桥一侧主绳已发生过损坏,导致桥面倾斜,引发游客惊慌摔倒,所幸未造成严重伤亡。事故发生后,景区方面迅速封闭桥梁区域进行维修。经过搜集整理现场资料,初步可以判断2024和今年断裂的缆索分属两侧,维修后的缆索本次没有发生断裂,如图4所示。
02
桥梁倒塌原因分析
根据事故现场视频分析,桥梁坍塌的可能的直接性原因是两座中支座处的缆绳节点发生断裂。结构单侧缆索失效导致吊桥1#跨与2#跨出现显著倾斜;1#跨缆绳末端完全脱离支座并坠落至桥底,其桥面板呈现约30°的初始倾斜角,而跨中区域倾斜角进一步增大至约50°;2#跨结构表现出相似的破坏模式,其前端缆绳同样发生断裂,桥面倾斜情况与第一跨基本一致,如图5所示。
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图5 绳索断裂图
梁坍塌前桥上约有29名游客,根据网上视频及其作者描述,桥梁坍塌时桥上许多游客在拍摄视频时,吊桥摇晃,吊桥产生一定幅度的横向摇晃。
遇难者均坠入桥下夏塔河(冰川融水,水温近0℃,流速达1.2m/s),其中4人因溺水、1人因撞击乱石而死亡;伤者多为骨折、头部外伤及失温症。
03
摇晃对受力的影响
将桥梁主缆简化为单摆,视作周期性的做部分圆周运动。周期的计算公式如下,L为单摆臂长,g为重力加速度。
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根据现场的参数,摆长L为2.3m,由于现场数据不十分确切,摆动过程中,缆索拉力主要取决于桥面系和人群荷载质量,摇晃过程中增加了上述质量的惯性力,在同样摆动转角θ的情况下,增加摆长将引起更大的惯性力,因此摆长L偏危险取为5.0m。为了说明人群晃动对缆索受力的影响,对一作为单质量块的缆索晃动前后索力对比分析。
假设人群在桥面静止时,缆索拉力为T0,人群摇晃导致桥梁晃动时缆索拉力为T,假设缆索横向摆动时候,缆索在摆动平面内投影与竖直方向的夹角为θ ,绳长为r,如图6所示,则根据受力平衡推导出公式(2):
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在单摆达到最低点时,势能转化为动能,速度达到最大,夹角为0,因此绳拉力T达到最大值,如公式(3):
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图6 缆索摆动模拟图
T和T0相对大小计算结果如表1所示。
表1 单摆最大拉力数据表
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从表1可以看出,即使是达到35°的摆动角度,初步推算缆索拉力约增加了约20%。实际工程中,桥面自重和人群荷载可以看成是均布荷载,最大的惯性力发生在跨中速度最大的地方。因此,用跨中加单质量块分析可能会放大晃动前后索力变化,因此可以偏安全的估计晃动的影响。在实际设计中,建议使用完善的结构动力学模型计算二者差异。由于实际公路工程中,吊索安全系数取值大多不低于3.0,若人行吊桥缆索安全系数也取3.0以上,如果桥梁服役性能没有显著退化,可以初步判断符合设计规定人数的桥上人员的摆动应该不会引起结构倒塌。
04
小结
近年来,我国各地景区建设了很多人行吊桥和玻璃栈道等景区设施,为保证景区游客安全,有以下3点建议:
(1) 与传统公路和市政桥梁具有相对明确的养护养护责任主体相比,应明确景区人行桥等旅游设施责任主体,确保有效的养护。
(2) 结构设计时,综合考虑风和人的动力行为,给出符合景区人行桥运行特点的主要受力构件安全系数。
(3) 适度的人行晃动一般不会引起符合设计规范且承载力没有退化人行吊桥倒塌。
以上工作由浙江工业大学研究生余振源、项伟耀、祝庆辉、黄子涵和张灿合作完成,文本由研究生郭辛瑶和张灿编辑。本工作仅仅是学习事故调查分析的练习资料,如有不当之处,敬请批评指正。
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