第２９卷第２期２０１２年４月
特种结构
Ｖ０１．２９Ｎｏ．２
Ａｐｒ．２０１２
一起典型钢结构事故分析及处理措施
胡世强
（中国市政工程西南设计研究总院成都６１００８１）
（ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＭｕｎｉｃｉｐａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｓｉｇｎａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｉｎａ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００８１）
［摘要］本文案例是一起典型的钢结构失稳事故，首先就事故发生的原因进行了分析，然后在分析结果的基础上采取了对应的处理措施。希望本文能引起结构设计人员对钢结构失稳的重视，从中汲取教训，引以为戒。［关键词］供水管
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｔｈｉｓｉｓ
吊架钢结构失稳
ａ
ｔｙｐｉｃａｌ
ｃａｓｅ
ｏｆｄｅｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇ
Ｏｉｌ
ａｃｃｉｄｅｎｔｉｎｓｔｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｆｉｒｓｔ，ｔｈｅ
ｃａｕｓｅ
ｏｆ
ｔｈｅａｃｃｉｄｅｎｔＷａｓ
ｓｈｏｕｌｄｂｅ
ａｎａｌｙｚｅｄ，ｔｈｅｎ，ｍｅｃ．１￥１ｔＦｅ￥ｗｅｒｅｔａｋｅｎｂａｓｅｄ
ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓ．Ｉｔ’ｓｈｏｐｅｄｔｈａｔｄｅｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｉｎｓｔｅｅｌ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
胆讨ｍｏｒｅ
ａｔｔｅｎｔｉｏｎ
ｆｏｒｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｅｓｉｇｎｅｒ
ａｎｄａｗａｒｅ
ｏｆｔｈｅ
ｉｎｃｉｄｅｎｔ．
Ｄｅｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ
ＫＥＹＷＯＩＣＪ】ｓ：Ｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｙ
１
ｐ枷Ｈａｎｇｅｒ
Ｓｔｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
工程概述
某幅００供水钢管在经过桥梁时，吊挂在桥梁
重合，在竖向力的作用下就不会产生扭转。
２．槽钢的竖向抗弯刚度与横向抗弯刚度相差较大（本案例采用［１０槽钢，两者比值达７．７倍）。一旦发生扭转，原来的横、竖方向立即转变，结果产牛比单纯扭转更为严重的弯扭组合变形。
３．水管上二设置３处伸缩节，在其转弯处又没有设置支墩，各吊杆与水管只是竖向点支承关系，水管纵向实际上处于无约束状态。在通水状态下，水管弯头处将产生推力Ｒ，为：
Ｒ＝１．５７Ｄ。ｑ。‘ｓｉｎ寺
厶
翼缘板下通过。钢管长度与桥梁长度一致，为８５ｍ，在桥梁两端及中部各设置了一个伸缩节，钢管在两个桥台处平面转４５。角至桥梁翼缘板下。每个吊架吊杆采用２根帕２Ⅲ级钢筋，横梁采用ｌ根［１０槽钢，吊杆上端锚固在桥梁翼缘板中、下端与槽钢锚栓连接，横梁ｆ二设置１根扁钢箍住钢管。吊架间距５ｍ，共１７套吊架。在建成试水时所有吊架的横梁全部发生扭曲破坏，供水管已不能正常使用。供水钢管架设情况如图ｌ所示。
（ｋＮ）
式中Ｄ一水管内径（１１１１１１）；ｑ。一供水管道压力（ＭＰａ）；ａ一管道弯头转角。
在此推力作用下，水管产生纵向位移，从而加
剧了横梁的扭转趋势。
４．横梁竖向抗弯刚度本身也不足。即使采
图１钢管架设情况
２
用相同高度的其他对称截面的横梁，在相同荷载下也会产生过大的竖向变形。
５．由于有纵向推力的存在，管道又没有纵向约束，即使吊架设计没有问题，在营运中管道本身也存在极大的安全隐患。
３
事故原因分析
经现场调查和深层分析，事故产生原因主要
为以下几点：
１．竖向作用力偏心产生扭转。横梁采用了截面不对称的槽钢，水管与横梁、吊杆与横梁的作用力作用在形心Ｌ，形心位置与槽钢的“剪心”位置并不重合，存在严重的偏心而产生扭矩，槽钢的抗扭能力又明显不足，造成典型的扭转破坏。如果采用截面对称的Ｈ形或工字形钢，由于“剪心”与“形心”受嘲强Ｌ辄跚四嚅塔Ｎｏ．２∞您
事故处理措施
针对以上存在的问题，采用了以下对应处理
措施。
３．１重新设计横梁及支撑（图２、图３）
１．横梁采用钢板焊接工字钢，钢板厚度均为
一９９—
特种结构
ｌＯｍｍ，顶、底板宽度２００ｒａｍ，高度１５０ｍｍ，任翼缘板处没置７对竖向加劲肋。吊杆连接孔采用ｄ９６０×８钢管焊接在』＝字钢断面Ｉｌｔ心。该断面形心位置ｕ－ｊ‘剪心”位置重合，不存在偏心产牛的扭矩。
ＬＤ
横梁立面
２０１２年第２期
蜀２００蔼＋＿２００封
图２立面示意
Ｌ，Ｅ
２．为保证供水管始终处在横梁中心，在营运过程Ｌ｛Ｉ／ｆｉ致横向移动，在支撑位置设置一对托架；
Ｅ
同时在托架Ｉ：放置橡胶垫块以减轻桥梁振动的影响。
Ａ．１
Ｅ剖面
图３横粱立、剖面示意
ｒＡ
两层ＢＩＯ钢板（靠紧）
３．原有吊杆端头已经严重变形，又不可能更换，故吊杆采用‘ｊ原设计相同的钢筋，采用帮条焊与原吊杆焊接。
３．２解决供水管纵向约束问题
在进水端左侧桥台，没置法兰盘与水管连接。法兰盘螺栓
图４两端桥台处法兰盘连接
采用柏筋方式植入桥
供水管杠桥台处将受到纵向约束不可移动，但容许桥梁范围内的供水管在温度作用Ｆ的纵向伸缩变形，从而避免了供水管纵向无约束而产生的滑动，保让了供水管的安全，如图４、５所示。
４
结语
图５建成后照片
钢结陶的失稳破坏是钢结构破坏的典型方式，钢结构设计一ｆｌＪ蕾ｆ－以充分认识和重视。本案例的结构虽然很小，但疏忽大意的结果同样会造成损欠。希望结构设计人员能从中汲取教训，引以为成。
参考文献
［１］钢结构设汁规范（ＧＢＳ００１７．２００３）：２］陈胜颐．钢结构设计于册
台，此处钢管被法芝盘拉住而不会ｌｈ］｛『ｎｆ心方向移
动。
在出水端桥台同样设置一个法兰盘，此处钢管被法兰盘托住而不会向河岸方向移动。同时保留桥梁一１，部位置设置的伸缩节。采用此措施后，一１００—
ｇ咂ⅡＡＩ．ＳＩＲＵＣＩＩ／ＲＥＳ
ＮＯ．２２０１２
一起典型钢结构事故分析及处理措施
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
胡世强
中国市政工程西南设计研究总院 成都610081特种结构
Special Structures2012,29(2)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_tzjg201202024.aspx
第２９卷第２期２０１２年４月
特种结构
Ｖ０１．２９Ｎｏ．２
Ａｐｒ．２０１２
一起典型钢结构事故分析及处理措施
胡世强
（中国市政工程西南设计研究总院成都６１００８１）
（ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＭｕｎｉｃｉｐａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｓｉｇｎａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｉｎａ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００８１）
［摘要］本文案例是一起典型的钢结构失稳事故，首先就事故发生的原因进行了分析，然后在分析结果的基础上采取了对应的处理措施。希望本文能引起结构设计人员对钢结构失稳的重视，从中汲取教训，引以为戒。［关键词］供水管
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｔｈｉｓｉｓ
吊架钢结构失稳
ａ
ｔｙｐｉｃａｌ
ｃａｓｅ
ｏｆｄｅｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇ
Ｏｉｌ
ａｃｃｉｄｅｎｔｉｎｓｔｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｆｉｒｓｔ，ｔｈｅ
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ｓｈｏｕｌｄｂｅ
ａｎａｌｙｚｅｄ，ｔｈｅｎ，ｍｅｃ．１￥１ｔＦｅ￥ｗｅｒｅｔａｋｅｎｂａｓｅｄ
ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓ．Ｉｔ’ｓｈｏｐｅｄｔｈａｔｄｅｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｉｎｓｔｅｅｌ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
胆讨ｍｏｒｅ
ａｔｔｅｎｔｉｏｎ
ｆｏｒｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｅｓｉｇｎｅｒ
ａｎｄａｗａｒｅ
ｏｆｔｈｅ
ｉｎｃｉｄｅｎｔ．
Ｄｅｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ
ＫＥＹＷＯＩＣＪ】ｓ：Ｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｙ
１
ｐ枷Ｈａｎｇｅｒ
Ｓｔｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
工程概述
某幅００供水钢管在经过桥梁时，吊挂在桥梁
重合，在竖向力的作用下就不会产生扭转。
２．槽钢的竖向抗弯刚度与横向抗弯刚度相差较大（本案例采用［１０槽钢，两者比值达７．７倍）。一旦发生扭转，原来的横、竖方向立即转变，结果产牛比单纯扭转更为严重的弯扭组合变形。
３．水管上二设置３处伸缩节，在其转弯处又没有设置支墩，各吊杆与水管只是竖向点支承关系，水管纵向实际上处于无约束状态。在通水状态下，水管弯头处将产生推力Ｒ，为：
Ｒ＝１．５７Ｄ。ｑ。‘ｓｉｎ寺
厶
翼缘板下通过。钢管长度与桥梁长度一致，为８５ｍ，在桥梁两端及中部各设置了一个伸缩节，钢管在两个桥台处平面转４５。角至桥梁翼缘板下。每个吊架吊杆采用２根帕２Ⅲ级钢筋，横梁采用ｌ根［１０槽钢，吊杆上端锚固在桥梁翼缘板中、下端与槽钢锚栓连接，横梁ｆ二设置１根扁钢箍住钢管。吊架间距５ｍ，共１７套吊架。在建成试水时所有吊架的横梁全部发生扭曲破坏，供水管已不能正常使用。供水钢管架设情况如图ｌ所示。
（ｋＮ）
式中Ｄ一水管内径（１１１１１１）；ｑ。一供水管道压力（ＭＰａ）；ａ一管道弯头转角。
在此推力作用下，水管产生纵向位移，从而加
剧了横梁的扭转趋势。
４．横梁竖向抗弯刚度本身也不足。即使采
图１钢管架设情况
２
用相同高度的其他对称截面的横梁，在相同荷载下也会产生过大的竖向变形。
５．由于有纵向推力的存在，管道又没有纵向约束，即使吊架设计没有问题，在营运中管道本身也存在极大的安全隐患。
３
事故原因分析
经现场调查和深层分析，事故产生原因主要
为以下几点：
１．竖向作用力偏心产生扭转。横梁采用了截面不对称的槽钢，水管与横梁、吊杆与横梁的作用力作用在形心Ｌ，形心位置与槽钢的“剪心”位置并不重合，存在严重的偏心而产生扭矩，槽钢的抗扭能力又明显不足，造成典型的扭转破坏。如果采用截面对称的Ｈ形或工字形钢，由于“剪心”与“形心”受嘲强Ｌ辄跚四嚅塔Ｎｏ．２∞您
事故处理措施
针对以上存在的问题，采用了以下对应处理
措施。
３．１重新设计横梁及支撑（图２、图３）
１．横梁采用钢板焊接工字钢，钢板厚度均为
一９９—
特种结构
ｌＯｍｍ，顶、底板宽度２００ｒａｍ，高度１５０ｍｍ，任翼缘板处没置７对竖向加劲肋。吊杆连接孔采用ｄ９６０×８钢管焊接在』＝字钢断面Ｉｌｔ心。该断面形心位置ｕ－ｊ‘剪心”位置重合，不存在偏心产牛的扭矩。
ＬＤ
横梁立面
２０１２年第２期
蜀２００蔼＋＿２００封
图２立面示意
Ｌ，Ｅ
２．为保证供水管始终处在横梁中心，在营运过程Ｌ｛Ｉ／ｆｉ致横向移动，在支撑位置设置一对托架；
Ｅ
同时在托架Ｉ：放置橡胶垫块以减轻桥梁振动的影响。
Ａ．１
Ｅ剖面
图３横粱立、剖面示意
ｒＡ
两层ＢＩＯ钢板（靠紧）
３．原有吊杆端头已经严重变形，又不可能更换，故吊杆采用‘ｊ原设计相同的钢筋，采用帮条焊与原吊杆焊接。
３．２解决供水管纵向约束问题
在进水端左侧桥台，没置法兰盘与水管连接。法兰盘螺栓
图４两端桥台处法兰盘连接
采用柏筋方式植入桥
供水管杠桥台处将受到纵向约束不可移动，但容许桥梁范围内的供水管在温度作用Ｆ的纵向伸缩变形，从而避免了供水管纵向无约束而产生的滑动，保让了供水管的安全，如图４、５所示。
４
结语
图５建成后照片
钢结陶的失稳破坏是钢结构破坏的典型方式，钢结构设计一ｆｌＪ蕾ｆ－以充分认识和重视。本案例的结构虽然很小，但疏忽大意的结果同样会造成损欠。希望结构设计人员能从中汲取教训，引以为成。
参考文献
［１］钢结构设汁规范（ＧＢＳ００１７．２００３）：２］陈胜颐．钢结构设计于册
台，此处钢管被法芝盘拉住而不会ｌｈ］｛『ｎｆ心方向移
动。
在出水端桥台同样设置一个法兰盘，此处钢管被法兰盘托住而不会向河岸方向移动。同时保留桥梁一１，部位置设置的伸缩节。采用此措施后，一１００—
ｇ咂ⅡＡＩ．ＳＩＲＵＣＩＩ／ＲＥＳ
ＮＯ．２２０１２
一起典型钢结构事故分析及处理措施
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
胡世强
中国市政工程西南设计研究总院 成都610081特种结构
Special Structures2012,29(2)
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