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摘要：独柱墩桥梁，汽车偏载所产生的扭转作用大部分传递到双支座墩台，所有中间孔的扭矩最终累积到梁端的双支座上。较大的扭矩将使另一侧的端支座产生上拔力，如没有特殊措施，将使支座脱空，继而发生倾覆事故。因此，对于独柱墩桥梁来说，必须探索科学可行的方法对其进行抗倾覆验算，保证桥梁工程的安全性。
关键词：桥梁工程；独柱墩；防倾覆；设计
1.独柱墩桥梁安全事故问题分析
独柱墩桥梁具有外形美观，节省空间等一系列优点，在公路工程中有着广泛的应用。但由于在独柱墩常布置一个支座，采用单支点支撑的方式对其横向抗倾覆能力不利，在桥梁建成后期运营的过程中，独柱墩桥梁倾覆事故时有发生，如：
2009年7月15日，在津晋高速公路港塘收费站外连续独柱墩匝道桥上，为避让前方逆行车辆，3辆严重超载车辆密集停置并偏离行车道，导致桥梁发生倾覆事故，5辆载货车坠落，造成6人死亡，4人受伤。
2011年2月21日，浙江上虞春晖互通立交桥引桥坍塌，现场匝道上有四辆货车侧翻，事故造成3人受伤。
2012年8月24日，哈尔滨三环路群力高架桥工程上跨洪湖路的上行匝道桥发生倾覆，致使4辆大货车坠桥，造成3人死亡、5人受伤。截止事故发生时该桥运营不足一年。
以上事故调查报告结论如出一辙，都是超载车辆引起的偏载导致桥梁倾覆，这些倾覆的直接原因就是独柱墩的失稳。
2.独柱墩桥梁的技术状况验算评估要求
2.1桥梁验算应根据竣工图设计文件，采用空间分析模型进行计算，墩梁连接和桥梁约束等边界条件应符合结构受力特性。
2.2桥梁应按照结构原设计依据的标准规范，进行主梁、盖梁、桥墩、基础和支座的承载能力极限状态和正常使用极限状态验算（如设计时已有计算书可略去此项工作，如桥梁加固改变了结构受力状态，应按照加固后的结构状态进行复核计算，桥梁极限承载能力应满足或采取加固措施满足现行标准的要求，正常使用极限状态应满足原设计标准的要求）。
2.3持久状况下，桥梁的结构体系不应发生改变，并应按以下两条规定进行横桥向抗倾覆性能验算：
2.3.1在作用基本组合下，支座应始终保持受压状态。
2.3.2在作用基本组合下，汽车荷载效應分项系数为3.4时，独柱中墩支座转角小于0.02rad。
2.4除公路独柱墩单支桥梁外，对上部结构采用大悬臂整体式箱梁，下部结构采用板式墩双支座或支座间距较小的，特别是上部结构为钢结构或组合结构桥梁，应进行结构抗倾覆核查验算。
3.独柱墩桥梁防倾覆验算设计实例分析
某高速公路桥梁采用独柱墩形式，因此需验算其横向的稳定能力。该桥梁跨径组合为16.9m+28m+28m+16.54m，第○26号、○27号、○29号和○30号桥墩采用双柱式桥墩，墩顶采用盆式支座，第○28号桥墩采用独柱式桥墩，支座采用盆式支座，支撑中心位于箱梁底中心处。箱梁采用单箱双室，支撑中心位于箱梁底中心处。箱梁采用单箱双室，梁高1.7m，顶宽由10.5m逐渐增大至12.47m，底宽由5.88m增大至7.85m，每侧挑壁端部厚20cm，根部厚50cm。梁体采用C50混凝土， =15.2钢绞线。
3.1横向倾覆安全系数验算
图1是支座的布置图，可以看出，跨中桥墩支座全部位于联端外侧支座连线的外侧，则倾覆轴线如图中所示为联端外侧支座连线。
按照相关公式计算横向倾覆安全系数，根据上图中的相关数据显示，活载作用在箱梁悬臂板上，按规范取值μ=0.30；按规范取值 =10.5kN/m；跨径28m，按规范内差计得 =272kN；并通过MIDAS有限元模型计算得出， =70269.6， =2071.6。
因此，综合相关数据， ，满足相关规定。
3.2支座脱空和支座转角验算
利用有限元模型计算支座反力和支座转角。引起梁体横向坍塌的直接原因是超载和偏载，为充分考虑其影响，计算时汽车荷载偏安全的取以下两个工况：
工况1：按规范规定，横桥向布置2个车道，但是车辆荷载布置于倾覆轴侧。
工况2：横桥向布置一个车道，布置于倾覆轴侧，将汽车荷载效应分项系数提高为3.4。
工况1和2下支座反力的计算结果如下图2、3所示。
根据分析可知，在两种活载工况下，最小支反力均是出现在联端支座，最大支反力均是发生在独柱墩支座。工况1联端左侧两支座反力分别是625.9kN和644.2kN，独柱墩支座反力是6408.1kN；工况2联端左侧两支座反力分别是92.6kN和296.7kN，独柱墩支反力是6354.5kN，都没有出现负反力，支座未脱空。
由图3可知，中间独柱墩支座是盆式支座， ，其最大转角<0.02rad，支座未失效。
综上上述分析可知，对该桥梁工程的在相关工况下横向失稳系数、支座脱空和支座转角计算得出，该桥抗倾覆能力满足安全运营要求。
结束语：总之，对公路桥梁工程中，为了减少出现桥梁倾覆事故的出现，新建桥梁中应尽量减少设计独柱墩支撑的桥梁，多采用双柱，或Y性墩或薄壁（或墙式）墩等。如在一些不得已使用独柱墩的桥梁工程中，也要采用科学合理的验算方法，对相关数据进行准确的验算，从根源处保障人们的行车安全问题。
参考文献：
[1]陈瑶，陈露晔等.独柱墩桥梁抗倾覆稳定验算方法及参数影响分析[J].浙江交通职业技术学院学报.2013.
[2]邢心魁，吴芳君，黄颖等.独柱墩梁桥倾覆稳定性研究[J].公路与汽运.2016.
[3]王瑛.独柱墩连续箱梁桥抗倾覆稳定性验算和分析[J].公路交通技术.2015.
[4]刘龙，时翠芳，黄蕊等.大型立交独柱墩匝道的抗倾覆验算及其技术建议[J].城市建设理论研究.2012.
关键词：桥梁工程；独柱墩；防倾覆；设计
1.独柱墩桥梁安全事故问题分析
独柱墩桥梁具有外形美观，节省空间等一系列优点，在公路工程中有着广泛的应用。但由于在独柱墩常布置一个支座，采用单支点支撑的方式对其横向抗倾覆能力不利，在桥梁建成后期运营的过程中，独柱墩桥梁倾覆事故时有发生，如：
2009年7月15日，在津晋高速公路港塘收费站外连续独柱墩匝道桥上，为避让前方逆行车辆，3辆严重超载车辆密集停置并偏离行车道，导致桥梁发生倾覆事故，5辆载货车坠落，造成6人死亡，4人受伤。
2011年2月21日，浙江上虞春晖互通立交桥引桥坍塌，现场匝道上有四辆货车侧翻，事故造成3人受伤。
2012年8月24日，哈尔滨三环路群力高架桥工程上跨洪湖路的上行匝道桥发生倾覆，致使4辆大货车坠桥，造成3人死亡、5人受伤。截止事故发生时该桥运营不足一年。
以上事故调查报告结论如出一辙，都是超载车辆引起的偏载导致桥梁倾覆，这些倾覆的直接原因就是独柱墩的失稳。
2.独柱墩桥梁的技术状况验算评估要求
2.1桥梁验算应根据竣工图设计文件，采用空间分析模型进行计算，墩梁连接和桥梁约束等边界条件应符合结构受力特性。
2.2桥梁应按照结构原设计依据的标准规范，进行主梁、盖梁、桥墩、基础和支座的承载能力极限状态和正常使用极限状态验算（如设计时已有计算书可略去此项工作，如桥梁加固改变了结构受力状态，应按照加固后的结构状态进行复核计算，桥梁极限承载能力应满足或采取加固措施满足现行标准的要求，正常使用极限状态应满足原设计标准的要求）。
2.3持久状况下，桥梁的结构体系不应发生改变，并应按以下两条规定进行横桥向抗倾覆性能验算：
2.3.1在作用基本组合下，支座应始终保持受压状态。
2.3.2在作用基本组合下，汽车荷载效應分项系数为3.4时，独柱中墩支座转角小于0.02rad。
2.4除公路独柱墩单支桥梁外，对上部结构采用大悬臂整体式箱梁，下部结构采用板式墩双支座或支座间距较小的，特别是上部结构为钢结构或组合结构桥梁，应进行结构抗倾覆核查验算。
3.独柱墩桥梁防倾覆验算设计实例分析
某高速公路桥梁采用独柱墩形式，因此需验算其横向的稳定能力。该桥梁跨径组合为16.9m+28m+28m+16.54m，第○26号、○27号、○29号和○30号桥墩采用双柱式桥墩，墩顶采用盆式支座，第○28号桥墩采用独柱式桥墩，支座采用盆式支座，支撑中心位于箱梁底中心处。箱梁采用单箱双室，支撑中心位于箱梁底中心处。箱梁采用单箱双室，梁高1.7m，顶宽由10.5m逐渐增大至12.47m，底宽由5.88m增大至7.85m，每侧挑壁端部厚20cm，根部厚50cm。梁体采用C50混凝土， =15.2钢绞线。
3.1横向倾覆安全系数验算
图1是支座的布置图，可以看出，跨中桥墩支座全部位于联端外侧支座连线的外侧，则倾覆轴线如图中所示为联端外侧支座连线。
按照相关公式计算横向倾覆安全系数，根据上图中的相关数据显示，活载作用在箱梁悬臂板上，按规范取值μ=0.30；按规范取值 =10.5kN/m；跨径28m，按规范内差计得 =272kN；并通过MIDAS有限元模型计算得出， =70269.6， =2071.6。
因此，综合相关数据， ，满足相关规定。
3.2支座脱空和支座转角验算
利用有限元模型计算支座反力和支座转角。引起梁体横向坍塌的直接原因是超载和偏载，为充分考虑其影响，计算时汽车荷载偏安全的取以下两个工况：
工况1：按规范规定，横桥向布置2个车道，但是车辆荷载布置于倾覆轴侧。
工况2：横桥向布置一个车道，布置于倾覆轴侧，将汽车荷载效应分项系数提高为3.4。
工况1和2下支座反力的计算结果如下图2、3所示。
根据分析可知，在两种活载工况下，最小支反力均是出现在联端支座，最大支反力均是发生在独柱墩支座。工况1联端左侧两支座反力分别是625.9kN和644.2kN，独柱墩支座反力是6408.1kN；工况2联端左侧两支座反力分别是92.6kN和296.7kN，独柱墩支反力是6354.5kN，都没有出现负反力，支座未脱空。
由图3可知，中间独柱墩支座是盆式支座， ，其最大转角<0.02rad，支座未失效。
综上上述分析可知，对该桥梁工程的在相关工况下横向失稳系数、支座脱空和支座转角计算得出，该桥抗倾覆能力满足安全运营要求。
结束语：总之，对公路桥梁工程中，为了减少出现桥梁倾覆事故的出现，新建桥梁中应尽量减少设计独柱墩支撑的桥梁，多采用双柱，或Y性墩或薄壁（或墙式）墩等。如在一些不得已使用独柱墩的桥梁工程中，也要采用科学合理的验算方法，对相关数据进行准确的验算，从根源处保障人们的行车安全问题。
参考文献：
[1]陈瑶，陈露晔等.独柱墩桥梁抗倾覆稳定验算方法及参数影响分析[J].浙江交通职业技术学院学报.2013.
[2]邢心魁，吴芳君，黄颖等.独柱墩梁桥倾覆稳定性研究[J].公路与汽运.2016.
[3]王瑛.独柱墩连续箱梁桥抗倾覆稳定性验算和分析[J].公路交通技术.2015.
[4]刘龙，时翠芳，黄蕊等.大型立交独柱墩匝道的抗倾覆验算及其技术建议[J].城市建设理论研究.2012.