重庆交通大学 土木工程学院 重庆 400074
摘要：由于近几年我国发生了多起城市独柱墩梁桥倾覆事故，为了消除这类严重的破坏问题，本文首先对现有独柱墩倾覆事故的原因进行了总结，然后对这些现有独柱墩梁桥加固措施进行了较为详细的综述，探讨了这些措施的优点和不足，并对独柱墩梁桥加固措施的发展提出了建议。
关键词：独柱墩；倾覆；加固措施
0前言
随着我国人民生活水平的不断提升，人们对城市交通量的需求逐年增加，为缓解交通压力，许多城市修建了大型立交桥，其中独柱墩梁桥因节省城市用地和外观优美而被普遍用于城市立交，如：重庆苏家坝立交、山东济南北园立交桥等。然而近几年，我国接连发生了多起独柱墩梁桥倾覆事故，造成了重大人员伤亡和经济损失，在社会上引起了严重的不良反响。由于多起事故的连续发生，国内已逐渐减少了该类梁桥在工程中的设计与应用。但目前现存的该类梁桥仍十分多，因此研究相应的加固措施便成为了一个重点课题。针对以上问题，本文首先对现有独柱墩倾覆事故的原因进行了总结，然后综述了目前工程上所采用的加固措施，探讨了各措施的优劣，并对独柱墩梁桥加固措施的发展提出了建议。本论文可以为城市独柱墩加固措施的选取提供指导。
1事故原因分析
从2007年内蒙古包头市民族东路高架桥主梁的突然倒塌，到2019年江苏无锡市锡港路高架桥的侧翻，据不完全统计，已经发生了7起独柱墩梁桥倾覆事故。从7起事故案例中，可以发现：各事故间存在一些相似的特征。经分析发现：发生倾覆的独柱墩梁桥大都是连续箱梁，其中仅有2个为简支箱梁；事故中既有直线桥也有曲线桥；从上部结构来看既有钢箱梁、钢筋混凝土箱梁也有钢-混组合梁；下部结构一般为单支座独柱墩或者小间距的双支座花瓶墩；除了浙江上虞春晖互通上引匝道桥是施工阶段中倾覆事故，其余均为正常运营阶段有重车偏载通行而导致的主梁倾覆，而施工阶段中倾覆主要是由于混凝土罐车在浇筑护栏时产生了偏心荷载；以上倾覆事故均为整体倾覆，梁体整体性保持基本完好，桥墩有部分倒塌，也主要是由于梁体在倾斜过程中使桥墩倾斜或倒塌。
经过以上分析可知，造成独柱墩梁桥的倾覆主要是由于：在车辆大量超载的前提下，结构受弯承载力可达设计荷载的3~4倍[1]；加上事故桥梁均未设置合理的加固措施，导致倾覆力远大于稳定力，从而引起上部结构发生倾覆破坏，与梁体和桥墩本身的强度无关。因此为了消除这类严重的破坏问题，下面将详细介绍工程中常用的加固措施。
2加固方法
2.1增设预制盖梁加固法
该方法是在原有墩柱上增设预制钢盖梁，通过螺栓与其连接，从而在增加的盖梁上增设更多的支座，可以有效增加结构的横向稳定性，并且施工时不会中断交通 [2]。但是该方法需要墩柱本身受力情况较好时才能使用，且预制钢盖梁需要在工厂预制，针对不同形式的墩柱，需要分别进行设计和制作。
2.2增设或拼宽墩柱加固措施
这两种方法对增强墩柱横向稳定性的效果类似，只是适用场地不同。增设墩柱在原墩柱横向两侧增加墩柱和桩基，适用于无承台的情况，拼宽墩柱直接在原墩柱墩身周围植筋浇筑混凝土，用于有承台的情况[3]。该类方法可以有效解决因桥墩强度不够而导致的横向稳定性问题，且能适应各种复杂地形，但施工周期长、难度大、十分影响交通，且对材料消耗较大，经济效益低。
2.3增设抗拔销措施
该方法是在支座易脱空侧设置钢拉杆，将上部结构与墩柱连接为整体[4]。陈雪芬详细研究了该方法，发现该方法能够提升横向稳定力，但仅适用于脱空小吨位情况，不能作为主要的加固措施[5]。同时这也提示了我们增设抗拔销措施对钢拉杆的要求高，应具有足够的抗拉强度储备。
2.4增加支座间距
支座受力情况随联端支座间距变化。曾燊平[3]研究了曲线桥联端双支座间距的影响，发现联端间距过小，内侧支座会出现拉应力，但抗倾覆稳定系数随间距的变化不大。文献[6]也到了相似的研究结果。这也提示了我们，若支座间距过小，会引起支座脱空，导致梁体内力重分布，可能使部分支座因受压而破坏。因此，虽然支座间距对横向稳定性的影响较小，但可以明显限制支座脱空，对目前现存独柱墩梁桥仍应及时调整支座间距，当横向稳定性不足时，可与前述方法相结合同时使用。
2.5墩梁固结加固法
该方法就是将墩柱和上部结构形成整体，改变原有的结构体系，让墩柱分担一部分扭矩，从而增加整体的横向稳定性。魏剑峰[7]发现可以有效提升横向稳定性。但该方法有明显缺点，首先是墩柱的强度影响了该方法的适用性，其次在应用时需要多次验算其承载力，从而导致该加固措施应用较少。
2.6 “横向爬移”增设限幅措施
除了以上几种方法外，文献[4]还提出了针对独柱墩曲线桥“横向爬移”病害增加限幅措施。“横向爬移”病害增加了曲线桥的偏心，从而使独柱墩梁桥更易发生倾覆破坏，目前虽然一些有些曲线桥应用了限幅措施，但目前大多数仍采用 “顶升纠偏”措施，这主要是由于限幅措施在限制了“横向爬移”的同时也阻止了梁体因温度和其他外力作用下的位移，容易使梁体因外力而发生损毁。
3总结
本文对独柱墩倾覆事故的原因和加固措施进行了概述，可以得出以下结论和建议：首先重车超载是引发独柱墩倾覆的重要原因，路政管理单位应加强对车辆超载的管理力度，同时加强桥梁正常运营中的检查与维护，包括可以采取物联网运维技术等；其次增设抗拔销措施、增加支座预留间距加固方法对横向承载力的提升有限，应结合其他加固方法一起使用；各种方法均有自身适用的局限性，但不同的方法相结合可以抵消各自的不足，今后的研究可以针对多种方法的结合来开展。
参考文献：
[1]彭卫兵,程波,史贤豪,谢波.独柱墩梁桥倾覆破坏机理研究[J].自然灾害学报,2014,23(05):98-106.
[2]李王辉,贾磊,张小刚.独柱墩连续箱梁增设钢盖梁加固设计[J].公路交通科技(应用技术版),2019,15(01):232-234.
[3]曾燊平. 独柱墩箱梁桥抗倾覆影响因素分析及加固方法探讨[D].华南理工大学,2018.
[4]杨洋.高速公路匝道桥独柱墩加固的实施及评价[J].中国水运(下半月),2020,20(08):124-125.
[5]陈雪芬.某高速公路独柱墩连续箱梁桥抗倾覆稳定分析与加固设计[J].广东公路交通,2018,44(04):119-125.
[6]魏剑峰.独柱墩连续箱梁桥横向抗倾覆加固方案对比[J].价值工程,2017,36(04):123-124.
[7]魏剑峰. 独柱墩曲线梁桥抗倾覆性能评估方法与加固方式研究[D].中国铁道科学研究院,2017.
作者简介：
訾鹏飞（1996-），男，汉族，山东菏泽人，重庆交通大学硕士研究生，研究方向：桥梁工程
TOD背景下城市轨道交通站点的周边用地开发
李佳源