2022-05-17 井盖如何设计能避免西安男童悲剧
1、引言
这几日,西安一名三岁儿童牵动了大家的心。5月12日21点左右,这名儿童不慎掉入下//www.czybx.com水管网,失联已超80小时,搜救工作仍在进行中。根据媒体的报道,事发
井口是个长矩形
,井口盖有铁板,四颗固定螺丝已脱落三颗,第四颗螺丝将铁板直接钉在水泥地上,井口部分暴露在外。
事发下水道
下水道吞人,并不算是偶发事故。随手搜了一下,从19年8月至今,已发生6起类似事件。
据最高人民检察院统计,仅2019年,
全国因窨井施工、管理、养护不当致人伤亡案件有155件,造成16人死亡
。当然,这里面的统计可能不仅仅是人员掉落事故。表1中的不完全统计结果显示,人员掉落后,能够及时救出的,仅占33%。
表1 近几年下水道吞人事件(不完全统计)
时间 | 地点 | 人物 | 原因 | 结果 |
2022.5 | 西安 | 3岁儿童 | 井口裸露 | 仍在搜救中 |
2022.2 | 宜宾 | 一对祖孙 | 井盖突然破裂 | 及时救出 |
2021.11 | 衡阳 | 6岁男孩 | 未交付,仅盖木板 | 救上来已经死亡 |
2021.4 | 沈阳 | 3岁儿童 | 未知 | 抢救无效 |
2019.11 | 武汉 | 10岁男孩 | 施工工地 | 救起时已无生命体征 |
2019.8 | 遵义 | 3岁儿童 | 破损的井盖 | 得救 |
从表1的原因,也可以看到,问题就出在井盖上。要么是井盖破裂,要么就是缺失没盖住。实际上,这次西安的井盖,就是一个临时性质的铁板,根本不能称之为井盖。事故过后,这个简易铁板被重新安装。如下图所示。
事故过后的真井盖
2、井盖的选择——力学的分析
井盖的设计都有标准可查,我搜到有一各标准GB/T23858-20www.czybx.com09《检查井盖》,它把井盖按照承载能力分成了6个等级。最低级的(A15级)适用于人行道、绿化带区域内,没有车辆进入,承载能力较小。最高级的(F900)适用于机场跑道,需要承受飞机的碾压之力。
按承载能力分级
实际上,井盖的标准有很多种,包括不同材质、不同层数等。常见的井盖分矩形和圆形两种,同样的形状,尺寸的大小也不相同,有大有小。作为使用方,在选择具体井盖的时候,主要是根据使用环境,确定它的承载能力,然后根据尺寸和形状,选www.czybx.com取合适的井盖。井盖的设计和使用很大程度上已经非常的成熟,根据相关的标准,选型即可。可能(请注意我用的是可能)已经同螺栓之类的标准件一样,不存在设不设计的问题。
圆形的井盖
但是,类似于标准件的井盖,显然是需要经过力学的计算分析的。从井盖的选型过程就可以发现,最重要的一个因素就是载荷。最低级的井盖,只需要承受人体的重力即可。而最高级的井盖,则需要承受飞机的重量。井盖的承载能力从5t-80t不等。承载能力越大,井盖就需要设计得越结实,通俗点说就是会越厚。必须指出,准确的力学分析,绝不仅仅是越厚那么简单,就像上图,加强肋的存在可以显著提升整体的性能。
方形的井盖
在分析井盖载荷的时候,不仅仅是车辆的正压力,这种正压力一般都是静态载荷,相对比较容易满足。复杂的是车辆碾压的这种动态载荷,由此会导致整体振动、局部疲劳,大大缩短了井盖的使用寿命。所以,井盖标准中规定的尺寸,通常都是安全系数取得比较大的,以确保安全。
3、井盖维护的缺失——悲剧的主因
虽然,从力学上,我们可以设计出给定载荷下、符合条件的结实的井盖。这一点,在力学上其实并不难。我们甚至还可以设计出更加结实的井盖,只要经费充足。实际上,标准中规定的井盖尺寸就已经是非常结实的了,有着非常大的结构强度富余。但www.czybx.com是,任何一个结构,都有自己的使用寿命。现在高级一点的设计中,包含着全寿命的设计,它把结构的使用寿命算的准准确确的(大体上)。特别是在航空航天领域,使用寿命如果设计的是100天,那么可能就是100天这个结构就会失效。这里面,主要是疲劳寿命的预测,分析起来难度还是挺高的。
飞机的维护
算准结构的使用寿命,目的就是防患于未然。在一些比较严格的场景中,比如民航领域,每一次的飞行之前,都需要机务人员根据标准严格白熊资讯网检查,排除一切安全隐患。除此之外,一些零部件也需要定期维护。人命关天,马虎不得。井盖的维护虽然没有必要像飞机那么严格,但是不代表可以缺失。实际的情况,可能是相关的管理部门对此认识不够。
井盖所处环境恶劣
长期车辆碾压造成的井盖局部疲劳损伤,长时间日晒雨淋对结构的侵蚀,这些都在缩短着使用井盖的寿命。而这些,都可以在维护阶段及时发现端倪,避免悲剧发生。
4、总结
力学虽然可以设计出更加结实耐用的井盖,但是任何结构再结实也是有其使用寿命的。如果缺乏日常的维护,再结实的井盖也会变得破烂不堪,甚至会加剧其破坏,缩短预计的使用寿命。悲剧本可避免,希望相关管理部门能够吸取教训。
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