搜索

复制

2021年12月19日，航拍G50沪渝高速湖北鄂州段引桥桥面侧翻事故现场。图｜中新社

据了解，事发桥梁为独柱墩桥，而这并不是独柱墩桥首次发生事故。

2019年10月10日，江苏无锡，312国道上海方向锡港路上跨桥路段出现桥面垮塌。图｜人民视觉

独柱墩桥为什么会屡次垮塌？它安全吗？

一、

倾覆频发

1995年，日本大阪神户都市圈发生7.2级地震。因日本建筑物抗震设计较好，地震中倒塌的房屋数量不是很多，但阪神高速公路神户线独柱墩桥却发生整体倾覆——600多米的独柱墩桥整体向一侧倒塌，桥墩根部混凝土完全压溃，钢筋屈服。

1995年1月17日，日本阪神大地震震后航拍图。

不仅在日本，近十年来，我国也发生多起独柱墩桥倾覆事故。

2009年7月15日，津晋高速公路港塘收费站800米外匝道桥坍塌，5辆载货车坠落，造成6人死亡、4人受伤。后经初步查明，5辆载重货车逆行进入桥体，遇车右拐使桥体重心偏移，导致该桥坍塌。

2012年8月24日, 哈尔滨机场高速由江南往江北方向、即将进入阳明滩大桥主桥的最后一段倾覆，4辆货车冲下桥体。后经调查，事故直接原因是4辆超载货车在121.96米的长梁体范围内同时集中靠右侧行驶，匝道钢混连续叠合梁一侧偏载受力严重超载荷，导致匝道倾覆。

在这次事故中，超载的确是大桥倾覆的原因——4辆货车过秤总重量达482吨，远超桥梁承载能力（197吨）。但也有专家认为，不应规避桥梁的其他问题，其中最主要的是设计上的问题。独柱墩的设计结构导致桥梁平衡性差，事发时4辆车的重量压在一侧，桥梁失去平衡进而垮塌。

2015年6月19日，粤赣高速广东河源城南出口匝道桥突然倾覆，事故造成1人死亡、4人受伤。事故直接诱因是：3辆大货车在进入收费站时，缓慢行驶在一跨桥梁的同一侧，导致梁体发生扭转，进而发生落梁事故。

【注：落梁即梁从原来的墩柱支座上方脱离并滚落到地面，从当时视频和照片来看，梁的整体性完好。】

2019年10月10日，一辆装载6捆钢卷的货车经过江苏省无锡市锡山区312国道上海方向K135处时，屹立于此达15年之久的跨桥桥面轰然侧翻，锡港路上的3辆汽车被掩埋。

据警方介绍，还有一辆大货车装载7卷，大货车荷载只有30多吨，而一卷钢卷板重量就达28吨多。两辆大货车累计超载300多吨。而记者从附近路面的交通指示牌获悉，该路段的限重只有40吨。

最终，事故造成3人死亡，2人受伤。

【注：从无锡各大钢贸市场出发的运输车，必经过312国道，将钢贸生意做向全国；而对于无锡锡山区东湖塘居民来说，国道跨桥下方的锡港路是他们进入城区的最便利线路。无锡高架桥侧翻事故涉事路段，是他们的“必经之路”。】

根据流传的现场视频来看，此次事故桥面整体发生侧翻，桥面和桥柱完好，桥面车辆和人员被翻至桥底。这与过往类似案件没有太大差别，均与超载偏载耦合作用下引起梁体转动有关。

二、

一条“腿”，是原罪吗？

独柱墩桥屡屡倾覆，独柱墩是原罪吗？

33年前，一张照片曾轰动广州，乃至全国。

1987年9月20日，国内第一座城市高架桥——广州人民路高架桥正式落成。开通那天15万人涌上高架桥参观，时任《羊城晚报》摄影记者朱穗风从新亚酒店天台往下拍摄，捕捉了这一历史瞬间。

在那个年代，城市高架路便是现代化城市标志。广州人民路高架路改善了通车情况，加大了可通行车辆的数量，当时通车数量超过5万辆。它正是用一个桥墩来支撑整个高架桥的。

20世纪80年代开始，独柱墩桥的理论逐渐形成，到90年代开始初步应用，进入到21世纪后开始在国内外城市立交、公路跨线等领域得到普遍应用。

在公路桥梁建设过程中，受地形、地物、占地面积和景观等因素影响，下部墩往往采用独柱支承方式，以减少土地占用、改善下部结构布局、缓解桥梁基础与地下建筑位置冲突、增加视野及桥型美观度。而且独柱墩桥梁工程量相对较小，特别是跨线斜交时可采用较小跨径跨越，较为经济。

在基建条件有限的情况下，这类桥梁往往成为唯一选择。

不过，随着我国经济不断发展，交通流量、车辆载重不断增大，特别是大型货车车辆超载现象频发，独柱墩桥梁倾覆事故也渐渐增多，近几年，独柱墩桥的安全问题也受到了学者的广泛关注。

在2019年初召开的北京力学会第二十五届学术年会上，中国矿业大学学者彭世魁、罗穿云就提交了《独柱墩桥梁倾覆稳定性分析》论文，明确表示，“独柱墩桥梁横向稳定性较差，容易发生整体倾覆事故。”横向抗倾覆稳定性不足，是独柱墩桥的先天劣势，虽然独柱墩桥的上下部结构受力性能可满足桥梁设计规范要求，但其桥墩横向支承体系为单支点支承，在偏载作用下，结构的横向抗倾覆非常不稳定，导致桥梁整体抗倾覆稳定性的安全储备不足。这就好比一个人单腿独立很容易摔倒，双腿站立就没问题。超载车辆偏载通过只有一条“腿”的独柱墩桥时，就存在桥梁整体侧翻和墩柱被破坏的安全隐患。倾覆无征兆、难以预防，也是独柱墩桥的劣势。支座对梁体没有拉结作用，一旦桥梁在突发的超限荷载作用后发生扭转，梁体就会发生侧滑。在桥梁设计中，为防止梁体侧滑，一般会在盖梁两端增加2个混凝土挡块。但在梁体硕大的重力作用下，混凝土挡块起的作用非常有限。

【注：支座，梁身与桥墩之间起缓冲作用的构造物。】

实际上，面对以上问题，全国各省市都开始了对独柱墩桥的自查，独柱墩桥应用逐渐减少，多使用双柱墩或者多柱墩。

三、

历史遗留问题如何解决？

我们首先来看看国外经验：

美国自1971年开始，逐渐在公路桥梁建设中使用限位器，以防止相邻桥梁之间产生过大的相对位移，以及防止地震时桥跨发生落梁；

日本在1972年的《道路桥耐震设计指针解说》中便引入了防落梁的规定；2002年3月，日本发布《道路桥示方书同解说·耐震设计篇》，要求特别考虑桥梁系统整体的抗震性能, 把支座、连梁装置作为主要结构构件来设计。

为解决独柱墩桥的问题，中国也做出了诸多努力：

我国旧版桥梁设计规范明确要求，“公路桥涵的持久状态设计应按承载能力极限状态的要求，对构建进行承载力及稳定计算，必要时应进行结构的倾覆和滑移的验算……”2018年，《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》实施，明确要求进行横向抗倾覆设计。

旧版规范对桥梁抗倾覆亦有设计要求，2018年行业规范修订后，行业规范做了更细致的规定，冗余设计量、对超载的承载能力大大提高。

还有一些城市颇具先见之明，对已有独柱墩桥梁进行抗倾覆性能加固。

【注：抗倾覆性能加固主要是对独柱墩桥梁下部结构进行改造加固，增加横桥向支撑点的数量，以提高独柱墩桥梁整体抗倾覆稳定性。】

武汉光谷软件园附近一座高架桥，因降雪道路封闭。图｜视觉中国

以武汉为例。武汉有16座独柱墩桥梁，共有277根独柱墩。从2013年起，武汉决定对独柱墩桥梁进行加固。经过前期论证，最终拿出了加钢盖梁和辅助支座的方案，实施加固。随后，加固工程陆续铺开，给独柱墩装上“蝴蝶”托翼。目前，武汉已完成16座独柱墩桥梁加固改造，给桥梁安全上了一道保险。此外，武汉在每块梁下安装传感器，及时掌握桥梁的“身体状况”，防患于未然。今年11月，传感器发回的数据显示，三环线琴断口桥两块并排的梁，承受力一大一小。这说明存在安全隐患，要及时排除隐患。

数据分析发现，这可能是超限超载车辆造成的。两块桥梁需要重新加强横向联系，达到平均受力，才能消除隐患。按照这一思路处置后，琴断口桥很快恢复健康。

2019年，南京市交通运输局亦对城市桥梁独柱墩桥梁进行摸底，开展城市桥梁独柱墩抗倾覆专题研究。经摸排和抗倾覆验算，城市桥梁29座独柱墩桥梁合计308联跨中，165联跨抗倾覆性能满足最新规范要求。针对囿于各种因素而不能满足安全要求的桥梁联跨，南京计划通过减小基础负荷、增设抗拉拔装置或支座、增设钢牛腿、增大桥墩截面等加固手段提高桥梁抗倾覆性能。

四、

不能承受之重，压出“内伤”

当前，部分货车司机出于运输成本考虑，仍然会超载运输，一些货车甚至超载至其最大总质量的2倍甚至3倍。

2018年7月30日，江苏镇江交警在夜查重型货车。图｜IC photo

在我国过去发生的独柱墩桥倾覆事故中，多少都有超载的身影。中国工程院外籍院士、美国工程院院士邓文中曾指出，车辆超载对桥梁安全有明显危害。

如果超载过度，使得桥梁的应力或者倾覆系数超过设计的安全系数，桥梁可能立即倒塌；如果超载尚未大到能把桥梁压倒，引起的应力仍会对结构的使用寿命产生很大的影响。长此以往，一座符合标准的桥梁服役十多年后，可能就会被压出“内伤”。例如，钢结构的疲劳寿命一般可以假设与应力幅的3次方成反比。如果车辆超载100%，应力幅就大了1倍，那么原本100年的桥梁使用寿命就减少为12.5年。此外，据测算，车辆每超限超载30%，公路养护费用就要增加200%。

无锡事故中的312国道（链接跳转），是无锡市区最主要的一条干线公路，承担了往来于上海、苏州、常州、南京的大量过境交通和货运交通，事故路段周边聚集大量物流货运停车场。截至高架倾覆，其通车已有14年左右。附近群众表示，超载运输在这里是常态。“大型货车实在太多，而且许多都严重超载，睡在床上连床都是摇晃的。”当地一位市民说：“超载的大货车真是马路杀手。晚上很多大货车呼啸而过，大家一直议论迟早出大事。”

本次湖北事发大桥路权方称，引发此次事故的货车从陕西临潼入站上高速，载重198吨，超载400%，不排除进站口收费站有失职的可能。对此，陕西高速临潼站方面表示，涉事超载货车有道路运输部门的超限审批手续，经检测入站，已将数据报湖北交管部门，但不排除货车有假报审批数据违规进站的可能，具体情况正由两地高速交管部门调查。既然是超载车辆导致桥梁破坏，那能否提高桥梁设计等级，使得桥梁即便在超载车辆的重压下依然不坍塌呢？

对此，专家表示，提高设计标准意味着工程造价的大幅提高，再坚固的桥梁也无法承受无限制的超载。因此，加强桥梁的监控与维护、治理超载才是根本。

（文章源自瞭望智库，本文由瞭望智库上传并发布，此文系转载，仅用来学习及交流，版权归属原作者及原刊载媒体所有，侵权删）

52监测网——专业、共享、开放的检测、监测信息交流平台，以自动化监测技术交流为主，为广大检测/检测从业人员提供行业资讯、招投标信息、硬件产品展示、技术资料下载等服务。同时也是监测人员交流经验、分享资料、吐槽灌水的平台。关注52监测网，获取更多实时资讯。