10月10日（rì）18時10分許，江蘇（sū）省無錫市312國道K135處、錫（xī）港路上跨橋發生橋麵側翻事故。側翻橋麵上共有5輛車（chē）（其中3輛小車、2輛卡車），橋下共有3輛（liàng）小車被壓。事故造成3人死亡，2人受傷。這（zhè）種（zhǒng）因獨柱墩發生橋梁上部結構傾覆（fù）的事故，已不（bú）是第一次，2007.10.23包頭市民（mín）族東路高架橋坍塌、2009.07.15津晉高速公路匝道橋坍塌、2011.02.21上虞春暉（huī）立（lì）交橋坍塌、2012.08.24哈爾濱（bīn）陽（yáng）明灘大橋引橋坍塌、2015.06.19廣東河源粵贛高速匝道坍塌、2017.04.14杭州蕭山高架橋坍塌，此類事故的接連發生，給我們橋梁從業者（zhě）敲響了警（jǐng）鍾，也讓對其（qí）原因做了討（tǎo）論和深思。
對（duì）於（yú）我國近年出（chū）現（xiàn）的一些因獨柱墩發生橋梁上部結構傾覆（fù）的事故（gù）的原（yuán）因，各種聲音（yīn）均有，超載、設計、施工、管理等等，作為橋（qiáo）梁養護工作者，我們想從橋梁檢查、監測、加固（gù）措施（shī）等（děng）技術手（shǒu）段，來思（sī）考如何進行獨柱墩抗傾覆評估，降低這類事件的（de）發生概率。
獨柱墩（dūn）抗傾覆評估總體思路及工作內容
目前（qián）國內外的橋梁規（guī）範中，就偏載作用下結構側向傾覆（fù）失穩問題均沒有明確的定（dìng）義和要求，雖然與此類問題相關的（de）要求均有表述，但不盡相（xiàng）同。
中國公路橋梁規範（fàn）和鐵路橋梁規（guī）範均引入了按照剛體計算的抗傾覆穩定係數，公路橋梁規範中考（kǎo）慮密集55t車列（liè）的工況，將安全係數定為2.5；美（měi）國橋梁規範明確了多向活動支座的最小（xiǎo）豎向（xiàng）力不應（yīng）小於其承載（zǎi）能力的20％，這與中國鐵路橋梁規範中（zhōng）板式橡膠（jiāo）支座（zuò）的要（yào）求（qiú）基本相同，但前者更為全麵；日本橋梁規範中在計算（suàn）支座負（fù）反力時活載效應取用2倍的係數。本文結合國內現有設計、養護等相關（guān）規範及獨柱墩橋梁受力特（tè）點，提出以下工作思路及內容（róng）。
首先通過資料搜集對獨柱墩橋梁進行排查，對獨柱墩橋梁進行確認；其次（cì）對獨柱墩橋梁（liáng）進行特殊檢查及橋梁監測，對影響橋梁抗傾覆的構件應進行重點檢查，同時設置橋梁過橋稱重係統和橋梁傾（qīng）覆監測係統；然後結合現場檢查資料對（duì）獨（dú）柱墩橋梁進行安全評估，評估（gū）的手段主要有抗傾覆驗算以及荷載試驗；最後（hòu），對通過評估的橋梁進（jìn）行正（zhèng）常養護，對評估不（bú）通過的橋梁應進行加固處置，同時（shí）對加固後的橋梁進行再次評估。
具體（tǐ）評估流程如下圖。
獨柱墩抗傾覆評估總體（tǐ）思路及工作內容
特殊檢查
- 交 通 量 調 查 分 析 -
由於（yú）導（dǎo）致獨柱墩傾覆的原因大部分為車輛超載，那麽對掌握（wò）超載車輛軸載等信息尤為重要。主要可通過對稱重係統、現場實地調查（chá）等方式獲得。主（zhǔ）要（yào）方式有：
1.采用隨（suí）機抽樣（yàng）方法調（diào）查該路（lù）段典型重載（zǎi）、軸載車輛的（de）有（yǒu）關技術參數，如：軸（zhóu）數、軸矩、輪胎尺寸(接（jiē）地麵積)、輪壓、軸重（chóng）等。
2.按不同車輛類型分類，采用（yòng）人工統計日交通量情況，特別是重載車輛的流量（liàng）。
3.采用動（dòng）態稱重設備（bèi）（WIM）調查雙向行車道上實際通（tōng）過的（de）軸次和軸（zhóu）重，特別是重載軸載。
- 防 落（luò） 梁（liáng） 裝 置 現 狀 調（diào） 查 -
防落梁裝置可以防止在橋梁偏（piān）載時（shí）橋梁上部（bù）結構的下落，避免偏載對橋梁結構（gòu）帶來的損害。落梁（liáng）破損是獨柱墩橋梁傾（qīng）覆的主（zhǔ）要表現形式，所以對獨柱墩橋梁（liáng）防落梁裝置的調查非常有必要。防落梁裝置的主要形式有抗拉支（zhī）座、抗拉力裝置（zhì）、限製主梁（liáng）徑向位移（yí）裝置、橋梁擋塊等。防落梁裝置（zhì）現狀調查的方式主要有（yǒu）查閱施工圖（tú）設計文件、竣工文件並結合現場人（rén）工檢查來進行。
橋梁擋（dǎng）塊 橋梁防落（luò）梁裝（zhuāng）置
- 橋 墩：垂 直 度 檢 查（chá） 、裂 縫 檢 查 等 -
墩身在竣工初一（yī）般垂直度均能得到保證，但當梁體有發（fā）生傾覆（fù）或扭轉跡象時，墩身也將傾斜，尤其是在墩身剛度較（jiào）小的情況下（xià）。墩柱的傾斜往往會伴隨（suí）著並發症，例如支座偏壓及滑移、主梁滑（huá）移、墩柱根部有（yǒu）規律的環向裂縫等（děng）。墩身垂直度（dù）的調查，以墩頂相對與墩底的傾斜量（liàng）為準。偏移方向即墩頂傾斜方向，對於彎橋（qiáo）墩（dūn）身偏向以曲線內、外側為準。對於直橋墩（dūn）身偏向以左、右側為準。通過全站儀測量進行實際測量。墩身水平限值根據規範為小於（yú）（L/3000）mm且（qiě）小於30mm（L即墩身高（gāo）度）。
垂直度的（de）測量方法主要（yào）有：垂（chuí）線法、坐標法、平距法、形心法等。
形心法示意圖
-支座檢查：支座數量與間距、組件與功能（néng）、脫空、滑移、轉角等（děng）檢查-
對上部結構較輕，橋麵（miàn）較寬（kuān）且懸臂較長的箱梁，支點處設小間距雙支座獨柱墩（花（huā）瓶墩）。連（lián）續梁在支點處橫橋向采用兩（liǎng）個或多個支座，這種支承方式雖可以提高主梁的抗扭性能和橫向（xiàng）穩定性（xìng），但由於上部結構自重（chóng）輕，支座間距小，結構在橋麵汽車偏載作（zuò）用（yòng）下，支座仍然可能出現負反力。從交通現（xiàn）狀來看，目前國內部分地區的重車輛普遍存在超載現象（xiàng），個（gè）別車輛超載（zǎi）甚至達到（dào）200％～300％，若遇（yù）上堵車情況，大量重車停留在外側車（chē）道時，上部（bù）主（zhǔ）梁（liáng）便易（yì）發生“倒（dǎo）扣式”整（zhěng）體傾覆。
支座的偏移量檢查作為（wéi）梁與墩的結（jié）合點，支座的性能對結構受力起著（zhe）重要的作用，尤其適用於獨柱墩橋梁的單支座結構。現場在對支座組件的缺損、鏽（xiù）蝕情（qíng）況的調查的基（jī）礎上，著重觀測支座的橫橋向與（yǔ）縱（zòng）橋向的（de）偏（piān）移量以及（jí）轉角。檢查結構與支座偏移（yí）、轉角設計限值作比較。支座橫、縱向偏移值以及轉角的（de）設計值以（yǐ）實（shí）際采用支座型號參數為準。
對多跨預應力（lì）連續箱梁，中支點設（shè）多個單支座獨柱墩。由於獨柱墩中間支點（diǎn）抗扭能力（lì）弱，當橋麵汽車荷載按橫向最不利偏載位置布置時，主梁的扭（niǔ）矩和扭轉變形是不（bú）容（róng）忽視的。由於扭矩傳遞到梁端（duān）時，會造成端部各支座受力分布嚴重不均，甚至會導致支座出現負反力，發生支座脫空或梁體傾（qīng）覆（fù）。
支座的檢查主要采用人工目測結合遊標卡尺、水平尺等工具進行檢（jiǎn）測（cè）。
遊標卡尺（chǐ）檢查支座線位移 水平尺檢查支座角位移
-梁體（tǐ）檢查：橫向（xiàng）線形、滑移、裂（liè）縫等檢查-
梁體（tǐ）的橫向滑移在彎橋、獨柱墩橋中表現的尤其明顯。梁體以一聯為整體（tǐ），在偏載、離心力等作用下向一側“爬移”。竣工（gōng）初（chū），梁端的左右兩側擋塊（kuài）相距梁體（tǐ）的（de）空隙距離無較大偏差。實際檢查中，以此偏差值作為梁（liáng）體“爬移（yí）”梁的依據。梁端的偏移值，以梁端距離兩側擋塊的空（kōng）隙寬度的差值為準；偏移方向（xiàng）即梁體橫向偏移方向，對於匝道彎橋梁體偏向以曲（qǔ）線內、外側為準。對於直橋梁（liáng）體偏（piān）向以左、右（yòu）側為準。
對於（yú）墩梁固結獨柱（zhù）墩。采用獨柱墩（dūn）與梁固結的方（fāng）式（shì），墩柱可承擔一部分主（zhǔ）梁扭矩，對主（zhǔ）梁的扭轉變形有一定約束。但（dàn）因墩（dūn）梁固結，橋墩參與上（shàng）部結構彎矩和扭矩分配，特別是在墩柱較矮的情況下（xià），墩柱剛度較大而分（fèn）配較大的內力，其截麵承載（zǎi）力（lì）難於滿足（zú）要求，若設計時忽略此影（yǐng）響（xiǎng），在超載（zǎi）車輛、結構收縮徐變和溫度（dù）荷（hé）載作用（yòng）下，結構通常會在墩梁固結處出現寬度超（chāo）過規範限（xiàn）製的裂縫，影響結構耐久性。
大曲率、較大（dà）跨徑的曲線梁橋中，主梁組合最大扭（niǔ）矩值（zhí）有時可達縱向最大彎矩值的50％以（yǐ）上，若結構設計（jì）時未考慮此扭矩的影響，後期營運時會導致主梁開裂的病害，裂（liè）縫走向與通常抗扭（niǔ）裂縫一致。
梁體的橫向線形、滑（huá）移、裂縫等檢查可采用人工目測（cè）結合水準儀、遊標（biāo）卡尺、鋼尺（chǐ）、裂縫（féng）寬度儀等進行檢查（chá）。
梁體滑移檢查
- 橋 梁 過 橋 稱（chēng） 重 係 統 -
橋梁過橋稱重係統一般可采用車輛動態稱重係統，即WIM（Weigh-In-Motion）是指在不停車情況下測量出（chū）車輛重量的過程。車輛動態稱重技（jì）術主要被用（yòng）於收集交通數據、高速公路收費和提高對超限（xiàn）超載車輛的監督執（zhí）法等。動態稱重係（xì）統是由一組傳感器和相應的硬件測量（liàng）設備組成。車輛（liàng）的動態稱重就是使用這些（xiē）傳感器（qì）和測量設備（bèi）一起工作，根據運行中車輛的輪（lún）胎對傳感器（qì）的壓力來（lái）測量通過車（chē）輛的重（chóng）量、軸數、速度（dù）等信息，並且存儲（chǔ）、處理和（hé）顯（xiǎn）示（shì）這個數據的過程。動態稱重主要是通過測量運動中車輛（liàng）的輪胎對地麵的動態壓力來計算（suàn）出車輛（liàng）靜態權重的過程。車輛動態稱重係統主要使用在高速公路的集（jí）中收費，治理超限超載和路橋保護等應用中。
車（chē）輛動（dòng）態稱重係統(WIM)的組成及工作原理（lǐ）圖
- 橋 梁 傾 覆 監 測 係 統 -
利用智能傳感技術、物聯網技術和雲技術（shù）通過在獨立墩橋的梁底兩側安裝沉降監（jiān）控傳感器，通過兩側傳感（gǎn）器之間的高度差對梁體的傾斜進行預警，對傾（qīng）覆的發生進行警（jǐng）示（shì），減少因（yīn）橋梁傾覆造成的人民生命財產（chǎn）的重大損失。
- 抗（kàng） 傾 覆 荷 載 試 驗 -
荷載試驗是評估橋梁承（chéng）載能力最直觀的方法，獨柱墩橋梁在（zài）進行荷載試驗時除按常規荷載試驗工況進行加載外，還應增加（jiā）偏載作用下的傾覆工況，分級測試梁體傾斜情況，評估橋梁抗傾覆能力（lì）。
- 抗 傾 覆 驗 算 -
采用空間分析模型，對主梁、蓋梁、橋墩和支座等結構的承載能力極限狀態和正常使用極限（xiàn）狀態進行驗算，並對橋梁抗傾覆穩定性進行分析，常用的方法主要有穩定係數（shù）法、支座反力法。
獨（dú）柱墩橋梁抗傾覆評估驗算流程圖
加固措施
對抗（kàng）傾（qīng）覆（fù）評（píng）估不通過的獨柱墩進行加固。可采用多種加固方法，包括增設蓋梁法、增設墩（dūn）柱法（fǎ）、增大墩柱截麵增設支座法、增設拉力裝（zhuāng）置法、限製主（zhǔ）梁（liáng）徑向位移法、采用抗拉支（zhī）座（zuò）技術、拉大（dà）支座間距等。
增（zēng）設蓋（gài）梁法 增設（shè）墩柱法
增大墩柱截（jié）麵增設支座法（fǎ） 增設拉力裝置法
其（qí）他方麵
以上從安全評（píng）估及加固處治方麵對既有獨柱墩橋梁傾覆危害的解（jiě）決方案進行了探討，但僅僅從後期技術角度進行“後天補救（jiù）”無法根治這種危害，應還要從以下幾個方麵（miàn）進行治理：
- 對 超 載 問 題 的 治 理 -
對超載車輛從生產源頭進行控製其裝載能力（lì）；橋梁（liáng）管理養護部門（mén）提出明確的限載標準；治超管理執法部門嚴格執法確保（bǎo）超限車輛的通行。同時從國家（jiā）製度層麵來考慮對於治超問題進行多部（bù）門聯動，采取（qǔ）多種管理措施並舉實施組（zǔ）合拳才能有效治理超載問題（tí）。
- 注 重 橋 梁 的（de） 科 學 管（guǎn） 養 -
橋梁的安（ān）全運營需要對橋梁結構的技術狀況進行科學準確的評價，並及時根據技術狀況等級對橋（qiáo）梁實施科學的管理養護。對橋梁進行科學的管理養護，需要（yào）加強橋梁科學化管（guǎn）理養護的製度建設、提升橋梁管理養護管理人員的管理水平、提升一線管理養護人員的技術水平。
-加強橋梁設計、施工以及檢測等方麵技術研究-
橋梁結構的（de）安全涉及橋梁設計、施工、檢測等方麵的技術，因此建議（yì）相關科研、從業人（rén）員根據（jù）行業的發展不斷進行相（xiàng）關技術研（yán）究，並（bìng）不斷完善其相關（guān）的標準和規範。
- 加大橋梁安全運營相關監（jiān）測（cè）係統的研究 -
橋梁監測技術也是保證橋梁安全運營的重要技術手段，同時對於（yú）橋（qiáo）梁結構的健康監測有正確的認識，其不能“包治百（bǎi）病”，檢測和監測都是橋梁健康狀（zhuàng）況評（píng）價的不同技術手段（duàn），兩者應該相輔相成（chéng），相互補充。
