独柱墩桥所占用的面积相对较小,桥下部的视线好,整体看上去更加美观大方,且独柱墩施工成本低,是目前很多城市立交和高速匝道都会采用的结构。独柱墩桥正常的设计施工,在正常启动与维护环境下,是可以保证结构和交通安全。
近些年,伴随着车流量的不断增长,超重和重型车辆的不断增长,梁体在独柱桥墩桥梁运行中扭转变形.支撑力不均匀、脱空,危及桥梁安全,乃至造成桥梁坍塌等安全生产事故,导致比较大的性命经济损失。
在超重和偏载的情形下,独柱墩桥容易造成桥梁抗倾覆能力下降,但超重没有上限。超重不能作为设计荷载值和抗倾覆验算的依据,必须明确的是,超重是违法的,超重不仅是独柱墩桥的杀手,也是路面.所有桥梁结构和交通安全的杀手。
1.独柱墩桥梁坍塌事故原因
许多严重超载卡车(一般是桥梁设计荷载水平的两倍以上)或重型车辆沿单柱墩桥梁单侧行驶,导致桥梁严重偏心荷载,桥梁支座脱空,导致桥梁横向翻转。
2.独柱墩坍塌性能
独柱墩桥梁坍塌的主要表现是支撑脱空.支座剪切损坏.主梁滑动或外侧坍塌。桥梁坍塌安全事故多发于连续独柱墩曲线连续箱梁桥上,通常是箱梁梁体翻转,导致桥墩或支架损坏,但箱梁梁体几乎没有损坏。
3.独柱墩桥梁原因
桥梁支撑在高负荷下会发生一定程度的扭转变形,导致应力不均匀。如果扭矩增加,支撑就会不均匀变形。独柱墩桥梁在荷载影响下一般会造成纵向弯曲,进而扭曲耦合作用,导致桥梁支撑内部卸载,外部严重超载并损坏。箱梁坍塌前无明显迹象,损坏瞬间造成。
4.独柱墩桥梁运行管理及加固方案
为避免桥梁坍塌安全事故,在设计阶段应加强桥梁的抗倾覆能力。对于已通车运行的独柱墩桥梁,应对独柱墩桥梁进行专项验算评估。根据验算评估报告结论,对存在安全隐患或不符合抗倾覆验算要求的桥梁,需及时进行加固设计和施工;对满足抗倾覆验算要求的桥梁,在后期运行过程中应加强监督管理。
(1)在经营管理方面,通常是超重整改。独柱墩桥梁应限载,设置高架桥,禁止超载车辆上桥。同时,独柱墩桥外护栏应设置交通标志。超过100吨的超重标准拖车必须从中间车道行驶,禁止重型车辆靠边行驶或停车;定期检查高速公路。
(2)独柱墩桥梁加固方案。根据各独柱墩桥梁的地形地貌.地质条件和施工条件有三种常规独柱墩桥梁加固方案:
A.为了改善梁的扭矩分布,提高横向稳定性,大大提高梁的抗倾覆能力,可以在独柱墩位置增加桥墩,使独柱墩变成三柱墩,或在独柱墩顶部增加盖梁,实现独柱墩从单支座向多支座的转变。
B.在偏心荷载和温度的作用下,独柱墩曲线桥在结构上容易横向爬行或向外扭曲。现阶段,独柱墩桥梁加固设计常用的方法是在独柱墩顶增加纵横限位和抗拉装置,通过整体连接减缓梁体外侧爬行或向外扭曲,保证梁体安全。如果梁体坍塌,该装置也可以起到一定的抗拉作用,避免梁体坍塌。
C.用球形抗拉支撑代替原支撑,有效解决支撑脱空问题,避免梁体支撑体系发生变化。