独柱墩桥梁抗倾覆加固技术

潘宇翔

摘 要：独柱墩桥梁是一种单支点结构，在城市道路桥梁中应用相对广泛。随着城市交通压力增加，独柱墩桥梁倾覆现象时有发生，不仅影响了桥梁的合理使用，还威胁着人身安全及财产安全，因此提高独柱墩桥的稳定性，采取合理的加固技术势在必行。本文分析了独柱墩桥梁倾覆的原因，提出三种独柱墩桥梁抗倾覆加固技术，以提高桥梁自身的横向抗倾覆能力。

关键词：独柱墩桥梁;抗倾覆;加固

引言

隨着城市化进程的加快，城市交通线路较为繁忙，在桥梁道路的规划设计上要求节省空间，因此城市市政道路的跨线桥、立交、高架等多采用独柱墩设计，适用性较强。为了保证独柱墩桥的质量，增强其稳定性，减轻桥梁倾覆而产生的危害，对独柱墩桥梁进行抗倾覆加固十分有必要。

1 独柱墩桥梁倾覆的原因

综合近些年独柱墩桥梁倾覆事故来看，主要有主梁外侧倾覆、支座脱空、桥墩折断等的倾覆问题。虽然独柱墩桥梁符合桥梁设计规范，上下部受力性能满足桥梁承载要求，在城市市政道路体系中表现出明显的优越性，但是也存在一定的缺陷，导致独柱墩桥梁倾覆。

通过对多个独柱墩桥梁的实地调查及相关数据分析，其倾覆的主要原因体现在三个方面：第一，在车辆超载偏心作用下，桥梁下方的连接墩支点位置容易出现支座脱空现象，桥墩单支点难以为梁体提供足够的横向支持，导致梁体变形过大，引起脆性破坏，毫无征兆的发生梁体侧翻或倾覆，造成严重的人生伤害与财产损失。第二，独柱墩属于偏心受压的桥梁构造，桥墩过高或桥墩半径过小均容易在超载车辆的偏心作用下出现受力不均衡问题，过大的横向水平力超过了桥梁的整体承载力，导致独柱墩从根部或中部折断[1]。第三，部分桥梁的连接墩采取的是独柱墩与盖梁结合的构造，超载车辆在道路行驶中通过连接墩时，盖梁和独柱墩的弯矩达到极限，超载车辆稍微作用便将盖梁和独柱墩的极限状态破坏，导致梁体失去有效支承，出现梁体倾覆事故。

2 独柱墩桥梁抗倾覆加固技术分析

独柱墩桥梁的倾覆事故容易对桥梁、车辆及人身安全造成严重危害，因此对独柱墩桥梁采取结构加固措施是保证其抗倾覆设计效果的有效途径，在科学合理的加固设计下保证其稳定性与安全性。

2.1独柱墩两侧增设墩柱

独柱墩桥梁是一种单支点结构，为了保证其抗倾覆性能，可在原有桥墩两侧增设墩柱，将原有的单支点扩增为双支点，向上提供梁体的约束力，保持梁体的平衡与稳定[2]。新增墩柱可选用钢管柱或钢筋混凝土柱，结合桥梁本身的高度合理设计，在增设墩柱时须注意原承台的尺寸，必要时可对原承台进行扩大施工，以满足两侧增设柱墩的需求。增设两侧墩柱施工时，须将原墩柱上的支座拆除，在新增墩柱上增设支座，使得上部梁体作用于两侧墩柱，发挥支承作用。这种抗倾覆加固技术减小了全桥的活载扭矩设计值，降低连接墩出现反向作用力的可能性，提升了上部梁体的承载力，施工相对简单，加固效果较好，仅需针对众多桥墩中的一个桥墩进行处理，就能大幅提升独柱墩桥梁的抗倾覆性能，是当前较为常见的一种加固方案。

2.2增设钢筋混凝土盖梁或钢结构盖梁

对于桥面较宽，墩柱较高的独柱墩桥梁，以原有柱墩为基础，在支撑端增设增设钢筋混凝土盖梁或钢结构盖梁，将单支座体系转变为双支座体系，减轻结构自重。新增钢筋混凝土盖梁在独柱墩顶端横向扩大，并安装两个橡胶支座，利用后张预应力调整盖梁受力状态，整体的加工处理迹象不明显，结构加固后无需后期维护。新增钢盖梁的施工精度要求较高，利用植筋的方式与原墩柱连接，加工处理迹象相对明显，钢盖梁后期需做防腐维护。无论是新增混凝土盖梁还是钢筋钩盖梁均需保证原有支座与新增支座共同受力，一般采取顶升法来增设支座。另外，根据桥梁的抗倾覆要求可适当加大新增支座的承载力，使得上部梁体作用于新增支座，受力更为明确，抗倾覆性能也会提升[3]。这种抗倾覆加固技术将桥墩改为横向双支座体系，增强了上部梁体的承载力，施工规模相对较小，根据实际条件选择钢筋混凝土盖梁或钢结构盖梁，必要时可在中间多个柱墩中进行结构加固。

2.3独柱墩改为圆端形墙式墩

将独柱墩更改为圆端形墙式墩是将墩身的横截面面积适当扩大，通过顶升法撤去原有支座，并在墩顶安装两个橡胶支座，同样更改为双支座支承体系。圆端形墙式墩为钢筋混凝土结构，新增墩身截面与原墩身截面在连接时要做凿毛处理利用植筋、混凝土浇筑等方式与原承台连接起来。圆端形墙式墩的设计与施工应根据墩身高度采取不同的截面构造：实体墙式墩适用于上部梁体宽度小，墩身低的桥梁，综合考虑地基承载力、沉降度以及摩擦力等因素，在原有独柱墩基础上横向加宽为圆端形墙式墩，利用足够的墩身体量降低外力对梁体造成的影响。空心墙式墩适用上部梁体宽度大，墩身高的桥梁，它的自重本身较轻，通过增加墩身横截面面积降低地基负荷。空心墙式墩与实体墙式墩从外观上并无明显差异，可采用钢构模板进行施工，相对节省施工材料，对高墩桥梁体现出明显的优越性。

3 对独柱墩桥梁抗倾覆加固技术的思考

独柱墩桥梁倾覆的直接原因是车辆超载，可从设计的角度优化桥梁的抗倾覆性能，增强桥梁的承载力，提升其安全性与稳定性，从而减轻车辆超载对桥梁本身、社会公共安全造成的严重危害。在抗倾覆加固设计时须以桥梁的扭心倾覆轴为依据，以原有的独柱墩为基础对既有桥梁加固施工，综合考虑多方因素将单支承体系更改为双支承体系，保证原有支座与新增支座协同受力，在条件允许的情况下可将原有支座撤出，使得桥梁的抗倾覆性优化体现。上述三种加固方案的适用范围、施工难度以及后续维护存在明显差异，在方案选择上须结合实际情况与加固方案的优缺点，科学设计，规范施工。

结束语

综上所述，桥梁工程建设是推动社会发展的必要条件，保证桥梁工程的安全性与实用性尤为重要。因为车辆超载、桥梁设计不合理等原因导致独柱墩桥梁倾覆事故时有发生，因此加强独柱墩桥梁抗倾覆设计具有明显的现实意义，既能增强桥梁的安全性，又能促进社会和谐稳定，基于独柱墩桥梁的实际情况选择合适的加固方案式提升其抗倾覆性能的必然要求。

参考文献：

[1]周嫚，郭云涛.浅析独柱墩桥梁桥抗倾覆加固设计方案[J].建材与装饰，2018（24）：243-244.

[2]龙柏全.独柱墩桥梁倾覆原因分析与加固设计探究[J].四川建材，2019，45（7）：131-132.

[3]赵清杰.独柱墩桥梁抗倾覆研究及加固设计[J].交通世界，2018（7）：78-79.

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