摘要：弯桥独柱墩倾覆不仅会对行车人员安全带来威胁，还会造成严重的社会消极影响，威胁人类的生命和财产安全。降低独柱墩倾覆发生的风险，不仅要严厉控制重车超载，还要采取积极措施进行预防。本文阐述了独柱墩桥梁倾覆机理，以及防治措施。希望为以后独柱墩桥梁加固工程提供依据。
关键词：弯桥 独柱墩桥梁 稳定性
1.抗倾覆分析必要性
弯桥[1]的独柱墩在外侧偏心荷载作用下，联端支座易由于支反力分布极不均匀引桥内侧支座脱空[2]，而独柱墩桥梁因为中支点一般为点铰支承，导致横向抗倾覆稳定性差。若联端支座由于偏心荷载导致脱空时，失去扭转约束[3]，结构由几何不变体系转化为几何可变体系，桥梁自身无法达到平衡状态，从而导致主梁倾覆。独柱墩桥梁横向抗倾覆稳定性的研究一直没有得到重视，2007年10月包头市民族东路一孔高架桥倾覆事故、2009年10月津晋高速 C 匝道桥倾覆垮塌事故、2011年2月浙江 104 国道上虞春晖立交桥倾覆倒塌事故、2015年6月粤赣高速城南互通 C 匝道桥倾覆垮塌事故、2019年10月江苏无锡312国道高架桥垮塌事故，人们才渐渐意识到独柱墩桥梁抗倾覆稳定性研究的重要性。
2.倾覆原理
车辆行驶在单跨或是少跨结构的边侧时，由于联端支座横向荷载不均，导致汽车位于支座连线外侧的力矩大于恒载的回复力矩时，造成某些支座脱空，主梁形成很大的扭转位移[3]。同时伴随支反力发生剧烈重分布，独柱墩支座反力减小，端部一侧支座脱空，非脱空支座反力激增，当反力超过支座及盖梁承载能力时，引桥端部结构破坏，主梁整体滑落[4]。当梁体端支座发生脱空时，扭矩无外部抵抗梁体发生扭转。当梁体倾斜之后，转角增加导致中支座处水平反力增大。当主梁转角超过一定值时，梁体转动脱离，主梁倾覆。
3.独柱墩防治方法
独柱墩的抗倾覆状况一般从增大支座横向间距进行控制。增大支座横向间距，能够降低汽车荷载偏载作用下引桥的支座反应力，从而降低主梁的失稳效应，提高箱梁桥的抗倾覆能力。
从提高上部结构的稳定性[5]出发，针对特征状态1不满足的情况，可以通过设置冗余约束的方式进行防治。设置冗余约束的方式主要为增设限位构造，拉拔装置等。
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图1 增设冗余约束图
增设如上方法只能暂时保证支座不脱空，但是不能从根本上提高独柱墩的稳定性。
若从根本上解决此类问题，只有改变上部结构受力体系[6]。可以通过将跨中独柱单支座桥墩改造为墩梁固结，将上部结构与桥墩结合为整体来提高稳定效应，使上部结构的静力平衡[7]问题转化为强度问题，此种适用于高墩、且满足温度、收缩徐变等受力的情况。
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图2改变受力体系示意图
除此之外，还可以通过将跨中独柱墩单支座改造为多支座支承，特点是可以不显著改变结构受力体系，提高抗倾覆性能[8]。
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图3新增支点示例图
除此之外，还要增加对主梁、支座的监测次数。定期查看箱梁变为是否超过规定的限值，支座是否存在缺损-老化破坏、整体脱空、变位超过规定限值，箱梁的限位措施是否缺损等状况。凡出现上述病害的独柱墩桥梁，应采取必要管控措施。
4.结语
本文分析了独柱墩的倾覆的破坏机理，为提高独柱墩的整体稳定性应积极对独柱墩采取主动加固措施，在日常检测时，可采取定期查看支座是否存在缺损-老化破坏、整体脱空、变位超过规定限值，箱梁的限位措施是否缺损等方法进行监测预防，同时还有控制重车数量，并尽量避免重车同时出现在主梁同侧的情况。
参考文献
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