浅析独柱墩桥的加固方案

刘 阳

(河北衡德高速管理处)

独柱墩桥梁已被广泛应用于我国城市立交、高速匝道桥梁。该种结构具有减少占用土地、改善下部结构布局、视觉通透、线条流畅和桥型美观的优点。但近年来，随着交通流量的不断增大及车辆超载现象的不断出现，国内该种结构形式的桥梁在使用过程中已经多次发生桥梁倾覆事故这些事故造成了重大的经济损失和极其恶劣的社会影响。

为了最大限度降低安全隐患，河北省高速公路管理局下发了《关于对高速公路独柱桥梁采取防倾覆措施的通知》，结合现行的公路桥梁规范在抗倾覆性能方面的规定与要求，考虑超车荷载的影响，衡德高速公路对跃进渠独柱墩桥进行了加固处理。

1 独柱墩桥结构作用机理

独柱墩就是一种单柱单支点的结构形式，用来支撑梁板等上部结构。采用独柱墩式结构，相当于在桥面中间只有一个支点，由于其截面下缘有部分弧线，且独柱墩墩顶较窄，使同一墩顶支座布置的横向间距不大，在汽车荷载作用下，对结构抗横向倾覆稳定非常不利。如果超载车辆没有沿桥梁中线行驶，桥梁结构的各主要部件受力不均，像是成了一个“跷跷板”。容易出现桥梁外侧超载，内侧卸载的偏载情况，在车辆活载、离心力等荷载效应下有的引起主梁开裂，有的引起墩柱开裂，还有的引起主梁向外偏转或向内偏转，而导致“支座脱空”现象，最终使得梁体有倾覆失稳的可能。

2 衡德高速加固技术方案分析

2.1 衡德高速公路跃进渠独柱墩桥工程概况

K79+790跃进渠大桥桥位处平曲线半径R=7000m，竖曲线半径R=27600m，本桥斜跨跃进渠，该渠道正宽37m，与衡德公路交角25°。本大桥由上行桥与下行桥组成，上行桥与下行桥均为7孔，桥梁单幅宽度为11.5m净宽+2×0.5m 墙式护栏，上部结构采用20.55+5×25+20.55m单箱双室预应力连续箱梁，箱梁顶宽12.5m，底板宽7m，高1.2m，腹板铅垂，顶板，底板斜置以形成桥面2%的横坡，主梁纵向为等高截面。桥台为Ф110cm桩柱式桥台，1-6#墩均为Ф150cm钢筋混凝土圆截面独柱墩，柱顶均设高度1m厚10mm钢板箍。两侧桥台盖梁设三个GJZF4300×600×60mm 四氟滑板式橡胶支座，1、2、5、6号桥墩墩顶设GPZ8000DX盆式支座，中间3、4号桥墩墩顶与箱梁固结，独柱墩下设550×550cm承台，承台下设四根?Ф120cm钢筋混凝土灌注桩。桥梁设计荷载为汽车-超20，挂车-120。

2.2 衡德高速公路跃进渠独柱墩桥加固技术方案

为有效提高桥梁防倾覆能力，提高结构的安全储备，采用增加横向支撑的方式进行加固治理。对主渠道外的1、2、5、6号桥墩增加横向支撑。在原承台横向新增两根直径为Φ80cm的钢筋混凝土墩柱，柱顶设GPZ(Ⅱ)1.5SX型双向盆式活动支座。

2.3 加固技术方案验证

使用桥梁结构计算常用软件MIDAS/CIVIL2006进行建模，计算支座在偏载下反力采用梁格模拟计算。验算标准采用4辆165t载重汽车进行偏载验算，验算结果如下。

4-165t汽车偏载情况下0、7号桥台边支座反力情况

4-165t汽车偏载情况下3、4号固结墩承力情况

由计算结果可知，增加支撑以后，该桥在一列特殊载重车队(4辆载重车)的偏载作用下，桥台边支座不出现脱空，固结墩承载力满足要求。因此，加固后桥梁的防倾覆安全储备有了一定的提高，该方案在很大程度上提高了桥梁的防倾覆能力。

3 衡德高速公路跃进渠独柱墩桥加固技术建议

(1)墩柱应采用整体钢模板，每节高度应不小于2m，应注意接缝处的质量。

(2)钢筋混凝土柱的浇筑采用泵送顶升浇灌法结合现浇法进行浇筑。泵送顶升浇灌法采用混凝土输送泵将混凝土从低处往高处顶升一次泵送完成。若泵送顶升浇灌法施工困难，可考虑配合现浇法进行施工，为防止混凝土离析，要求浇筑混凝土自由倾落高度不超过2m。

(3)新增桥墩施工完成后在其表面刷防腐油漆。

4 结语

对国内近几年发生的独柱墩桥梁倾覆倒塌事故，即使最终责任认定是超载严重，为了安全起见也有必要对桥墩进行一定的加固。这对于全国的桥梁养护都有借鉴意义。应该呼吁全国独柱墩桥梁“都进行加固处理，防患未然”。

:

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［2］汪海涛.独柱墩桥匝道桥抗倾覆研究［J］.科技信息，2011，(9):334-336.

［3］吴宏晓.连续独柱墩桥梁抗倾覆安全评价及加固设计方案［J］.城市道桥与防洪，2010，4(4):88-90.