桥塌 科学菌：天津铁路桥坍塌，简单的桥枕更换为什么会引起坍塌？

天津南环铁路桥梁养护过程中，临港铁路K4+300m处更换桥枕发生事故。当坍塌事故发生时，救援人员紧急派遣水下机器人和蛙人进入水中，定位被困人员进行救援。

桥梁轨枕是铁路敞开式桥面中用于直接支撑钢轨的方木。轨枕不仅要支撑钢轨，还要保持钢轨的位置，将钢轨传递的巨大压力传递给道床。列车通过时，可以适当变形以缓冲压力，但必须在列车通过后尽可能恢复原状。因此，它必须具有一定的灵活性和弹性。

木材具有良好的弹性和绝缘性，受周围介质温度变化的影响较小，重量轻，易于在线加工和更换，有足够的抗位移能力。所以枕木材料一般都是木质的。

更换枕木时，一般用撬棍放入枕木箱内，然后用枕木钳或枕木起重钳由压载舱拉出。拉出轨枕后，应将轨枕垫平，其深度应比新轨枕的厚度深25毫米左右。如果枕下道床严重污染或硬化，应在找平前清理干净。用轨枕钳或轨枕吊钳穿入新轨枕，按标准要求对齐，放置垫板或扣件，吊起道碴，一人撬轨枕，一人紧固。新轨枕应及时捣实，第二次捣实应在当天结束前进行。也就是捣固机捣两次。

最后，将道碴回填到钢轨两端枕垫和轨枕底边，然后用道碴叉将道碴回填到轨枕箱内，整平夯实，清理枕面和钢轨上的灰尘

一般来说，枕头的更换是在桥面上进行的，不会造成桥梁坍塌。桥梁，尤其是铁路桥，要承受动荷载，要满足挠度和变形的极限要求，所以设计承载力比较高，在使用阶段不太可能出现材料承载力不足等安全问题。而且铁路桥现在还在正常使用，火车经常经过。

事故可能是由施工设备或设备材料放置不当引起的桥梁共振引起的。

你可能听过这样的故事。1906年的一天，在俄罗斯彼得堡丰塔克河上的一座桥上，当一队骑兵以整齐的步伐到达桥的中心时，这座桥突然分成几段，掉进了河里。而这就是共鸣造成的悲剧。

什么是共鸣？如果用钳子夹住钢锯条的一端，用手将另一端弹起，它就会来回振动。虽然振动幅度越来越小，但每秒振动的次数始终不变。这个振动频率叫做物体的固有频率。每个物体都有自己的固有频率。附近有振动源，其频率接近物体的固有频率。物体在外界振动源的影响下，振动会越来越剧烈。这种现象叫做共振。如果超出物体的方位范围，就会断裂。

在更换轨枕的施工过程中，一般使用打夯机和稳定车。捣固机能使混凝土零件越来越坚固。振动方式一般有两种:一种是旋转偏心块产生离心力，带动挑板振动；一种是利用偏心轴旋转，通过曲柄连杆机构带动拨片振动(即所谓的强迫振动)。可能是施工过程中捣固机导致桥梁共振坍塌。这种谐振可能是高频谐振，也可能是低频谐振。这取决于施工过程中机械设备的使用。

此外，可能存在材料和设备放置不当的情况，水平桥面与竖向桥墩不是刚性连接，一般是通过两者之间的支座连接在一起。

简单来说就是梁体直接放在桥台上。特别是开敞式桥面，也就是钢梁桥段，要考虑到缠绕程度，轨道的热胀冷缩，梁的热胀冷缩不同步。桥墩支座一般是活动或半活动支座。也就是说，梁放在有“轮子”的板上，就像积木一样。

举个简单的例子，就像把桌面放在桌腿支架上，如果你坐在桌面旁边，桌面就会翻过来。相信很多人应该都有类似的经历。

我们可以看到场景图中有一只倒下的鹤。施工单位为了方便夜间施工，有可能将需要更换的轨枕堆放在桥边。导致桥侧负载严重不平衡。另外，吊车换轨枕时位置偏，导致吊车倾翻。

当然还有其他的可能，比如因为水土流失，桥墩的约束力降低，导致坍塌。也可能是桥的质量问题等等。

这些都是基于物理知识的合理猜测。至于桥梁坍塌的原因是什么，这些都需要桥梁专家仔细研究和调查。最后，希望伤亡率能降到最低。

文章来源:百度知道日报