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摘要：基于桥梁倒塌事故引发的思考对某市内环线立交桥横向抗倾覆性能能力进行分析，经分析该立交桥墩、支座布置合理，抗倾覆满足规范要求。此外笔者根据倾覆事故案例及本文分析提出几点建议以期为桥梁工程安全运行提供参考。
1.引言
连续梁桥由于其截面形式的流畅、桥面行车顺畅、整体结构美观，广泛应用于城市高架桥及匝道桥梁。通常连续梁指上部结构采用整体箱梁与下部结构采用多支座联结。而遇到桥下空间受限时，独柱墩备受青睐，而独柱墩墩顶较窄通常设置单支座，使得桥梁在汽车偏载作用下，独柱墩桥梁易发生倾覆破坏[1-2]。但发生倾覆破坏的桥梁不仅仅是独柱墩梁桥，部分横向双支座的大悬臂箱梁桥或支座间距较小的箱梁桥，尤其是上部结构自重较轻的钢箱梁，由于在严重偏心超载作用下，可能导致盖梁悬臂发生受弯受剪的强度破坏，进一步增大倾覆的风险[3-4]。
随着交通行业的迅速发展，城市立交迅猛发展，随之而来的桥梁倾覆事故也越来越多，造成了重大的经济损失和极其恶劣的社会影响。发生倾覆事故的桥梁有一个共同的特点是箱梁在偶然偏心荷载超重引起的箱体发生倾覆，而且倾覆桥梁匝道桥居多。这些事故给警示桥梁工程师在设计中必须考虑偶然荷载偏心作用可能导致的结构倾覆，必须对桥梁进行偶然荷载抗倾覆验算，并尽量在满足桥梁设计限制条件下不使用独柱墩结构尽可能的保持较大的支座间距。鉴于近几年桥梁倾覆事故的频繁出现对某市内环线在役桥梁进行抗倾覆安全性评估。
2.工程概况
某市内环线共规划立交8座，其中全互通立交4座，其余4座均为半互通式立交。上部结构形式以钢箱梁、预应力混凝土箱梁为主，下部结构形式主要以花瓶墩、框架墩、门式墩为主，有少量独柱墩存在。其中A立交为半互通立交。桥梁包括主线桥及立交互通区两座匝道桥（WS匝道、SW匝道）。
WS匝道为右转匝道，长度较短，主要跨越长河、地面辅道、非机动车道及人行道，第2联3号桥墩由于地面布墩受限，采用独柱单支座桥墩，其余均为双支座布置。SW匝道为左转匝道，长度较长，主要跨越主线、长河、地面辅道、非机动车道及人行道。第4联跨主线桥梁采用32+45+32m钢箱梁，支座均为双支座布置。
3.计算概况
WS第2联3号桥墩采用独柱式单支座，单支座布置抗倾覆能力差于双支座，SW第4联匝道桥上部结构采用自重较轻的钢箱梁，稳定力矩较小，因此本文选取上述两联建模分析其横向抗倾覆性能。
1）WS匝道的第2联PC现浇连续箱梁为计算示例一，其孔跨布置为（20+27.5+27.5m）（3号墩为独柱墩），1～4号为双支座花瓶墩;
2）SW匝道第4联连续钢箱梁为计算示例二，其孔跨布置为（32+45+32m），1、4号墩为双柱墩，2～3号墩为花瓶墩。
4.计算模型和结果分析
4.1 计算模型
本文采用有限元分析软件MidasCivi分别建立示例一（20+27.5+27.5m）预应力混凝土连续箱梁桥和示例二（32+45+32m）连续钢箱梁桥分析模型。三维桥梁模型如图4-1、图4-2所示。采用最不利偏载情况布置汽车荷载，本文选取示例最不利偏载状况均靠曲线外侧布置;
4.2 抗倾覆验算结果分析
（1）按以下规定[5]进行横桥向抗倾覆能力分析
1）在作用基本组合下，支座应始终保持受压状态。
2）在作用标准值组合下，连续梁桥中箱梁的作用效应应符合桥向抗倾覆稳定性系数不小于2.5。
（2）抗倾覆能力分析
1）WS匝道第2联预应力混凝土连续箱梁基本组合下最小支座不脱空，最小支座反力为336kN，抗倾覆稳定系数为3.98，大于2.5;
2）SW匝道桥的第4联连续钢箱梁基本组合下最小支座不脱空，最小支座反力为474kN，抗倾覆稳定系数为9.55，大于2.5;
5.结论与建议
5.1 结论
本文对某市内环线对两联典型匝道桥梁运用Midas/Civil进行抗倾覆建模计算分析，得出结论：桥墩、支座布置合理，抗倾覆满足规范要求。
5.2 建议
近几年连续梁桥倾覆事故频发，主要原因是我国超载严重，而支座小间距、自重较轻的钢箱梁以及独柱墩抗倾覆性差，容易因为偏载过重发生桥面倾覆事故，使得比较专业性的以上三类桥梁设计在我国的实际使用中存在抗倾覆性能差的缺陷，这需要桥梁工程在设计和运营时，尽量采取一些措施改善因偶然超重偏载引起桥跨结构发生倾覆事故，必须满足现行规范中关于抗倾覆设计的相关要求，此外笔者提出以下几点建议。
1）市政高架桥通常跨越城区时，人流量较大，行车较为密集，必须处理好繁忙路段的桥梁抗倾覆问题，尤其是注意匝道的抗倾覆设计。
2）设计中在满足桥梁限制条件的前提下，进行偶然荷载非正常偏载计算，并尽可能的使用双支座或者多支座。
3）桥梁上部结构施工时严格按照设计中明确的施工工序，严禁施工单位擅自变更施工工序，尤其是钢箱梁施工的配重及支座灌浆施工工序。
4）在桥头设置限载、禁止逆行标志以及桥上禁停标志，曲线匝道入口处设置多轴货车靠内侧行驶的提示标志，避免车辆偏载行驶。
5）对已经建成的独柱墩连续梁进行抗倾覆论证，对抗倾覆性能不足的桥梁进行抗倾覆加固处理。
6）呼吁重型车辆车主加强安全意识，且勿将重型车辆改装成超重型车辆，有关部门严禁改装重型车上路;应将重型货车的轮胎承压能力减小至安全载重范围内。
7）桥梁设计阶段不应该以规范作为设计红线，而是应该超越规范，应保证在超重偏载偶然作用下桥梁结构抗倾覆性能的安全可靠，涉及到汽车荷载工况的超重比例时应根据实际地区交通情况进行取值。
参考文献
[1] 刘亚昌.墩梁固结独柱墩桥梁抗倾覆分析及加固设计[J].交通科技，2013（05）：43-45.
[2] 黄国勇，兰长青.墩梁固结独柱墩桥梁抗倾覆分析及加固设计方法[J].公路交通科技（应用技术版），2011，7（12）：87-89.
[3] 莊冬利.偏载作用下箱梁桥抗倾覆稳定问题的探讨[J].桥梁建设，2014，44（02）：27-31.
[4] 张宏，张伟.连续钢箱梁桥抗倾覆稳定性分析[J].华北水利水电大学学报（自然科学版），2021，42（01）：95-100.
[5] JTG3362-2018 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].
1.引言
连续梁桥由于其截面形式的流畅、桥面行车顺畅、整体结构美观，广泛应用于城市高架桥及匝道桥梁。通常连续梁指上部结构采用整体箱梁与下部结构采用多支座联结。而遇到桥下空间受限时，独柱墩备受青睐，而独柱墩墩顶较窄通常设置单支座，使得桥梁在汽车偏载作用下，独柱墩桥梁易发生倾覆破坏[1-2]。但发生倾覆破坏的桥梁不仅仅是独柱墩梁桥，部分横向双支座的大悬臂箱梁桥或支座间距较小的箱梁桥，尤其是上部结构自重较轻的钢箱梁，由于在严重偏心超载作用下，可能导致盖梁悬臂发生受弯受剪的强度破坏，进一步增大倾覆的风险[3-4]。
随着交通行业的迅速发展，城市立交迅猛发展，随之而来的桥梁倾覆事故也越来越多，造成了重大的经济损失和极其恶劣的社会影响。发生倾覆事故的桥梁有一个共同的特点是箱梁在偶然偏心荷载超重引起的箱体发生倾覆，而且倾覆桥梁匝道桥居多。这些事故给警示桥梁工程师在设计中必须考虑偶然荷载偏心作用可能导致的结构倾覆，必须对桥梁进行偶然荷载抗倾覆验算，并尽量在满足桥梁设计限制条件下不使用独柱墩结构尽可能的保持较大的支座间距。鉴于近几年桥梁倾覆事故的频繁出现对某市内环线在役桥梁进行抗倾覆安全性评估。
2.工程概况
某市内环线共规划立交8座，其中全互通立交4座，其余4座均为半互通式立交。上部结构形式以钢箱梁、预应力混凝土箱梁为主，下部结构形式主要以花瓶墩、框架墩、门式墩为主，有少量独柱墩存在。其中A立交为半互通立交。桥梁包括主线桥及立交互通区两座匝道桥（WS匝道、SW匝道）。
WS匝道为右转匝道，长度较短，主要跨越长河、地面辅道、非机动车道及人行道，第2联3号桥墩由于地面布墩受限，采用独柱单支座桥墩，其余均为双支座布置。SW匝道为左转匝道，长度较长，主要跨越主线、长河、地面辅道、非机动车道及人行道。第4联跨主线桥梁采用32+45+32m钢箱梁，支座均为双支座布置。
3.计算概况
WS第2联3号桥墩采用独柱式单支座，单支座布置抗倾覆能力差于双支座，SW第4联匝道桥上部结构采用自重较轻的钢箱梁，稳定力矩较小，因此本文选取上述两联建模分析其横向抗倾覆性能。
1）WS匝道的第2联PC现浇连续箱梁为计算示例一，其孔跨布置为（20+27.5+27.5m）（3号墩为独柱墩），1～4号为双支座花瓶墩;
2）SW匝道第4联连续钢箱梁为计算示例二，其孔跨布置为（32+45+32m），1、4号墩为双柱墩，2～3号墩为花瓶墩。
4.计算模型和结果分析
4.1 计算模型
本文采用有限元分析软件MidasCivi分别建立示例一（20+27.5+27.5m）预应力混凝土连续箱梁桥和示例二（32+45+32m）连续钢箱梁桥分析模型。三维桥梁模型如图4-1、图4-2所示。采用最不利偏载情况布置汽车荷载，本文选取示例最不利偏载状况均靠曲线外侧布置;
4.2 抗倾覆验算结果分析
（1）按以下规定[5]进行横桥向抗倾覆能力分析
1）在作用基本组合下，支座应始终保持受压状态。
2）在作用标准值组合下，连续梁桥中箱梁的作用效应应符合桥向抗倾覆稳定性系数不小于2.5。
（2）抗倾覆能力分析
1）WS匝道第2联预应力混凝土连续箱梁基本组合下最小支座不脱空，最小支座反力为336kN，抗倾覆稳定系数为3.98，大于2.5;
2）SW匝道桥的第4联连续钢箱梁基本组合下最小支座不脱空，最小支座反力为474kN，抗倾覆稳定系数为9.55，大于2.5;
5.结论与建议
5.1 结论
本文对某市内环线对两联典型匝道桥梁运用Midas/Civil进行抗倾覆建模计算分析，得出结论：桥墩、支座布置合理，抗倾覆满足规范要求。
5.2 建议
近几年连续梁桥倾覆事故频发，主要原因是我国超载严重，而支座小间距、自重较轻的钢箱梁以及独柱墩抗倾覆性差，容易因为偏载过重发生桥面倾覆事故，使得比较专业性的以上三类桥梁设计在我国的实际使用中存在抗倾覆性能差的缺陷，这需要桥梁工程在设计和运营时，尽量采取一些措施改善因偶然超重偏载引起桥跨结构发生倾覆事故，必须满足现行规范中关于抗倾覆设计的相关要求，此外笔者提出以下几点建议。
1）市政高架桥通常跨越城区时，人流量较大，行车较为密集，必须处理好繁忙路段的桥梁抗倾覆问题，尤其是注意匝道的抗倾覆设计。
2）设计中在满足桥梁限制条件的前提下，进行偶然荷载非正常偏载计算，并尽可能的使用双支座或者多支座。
3）桥梁上部结构施工时严格按照设计中明确的施工工序，严禁施工单位擅自变更施工工序，尤其是钢箱梁施工的配重及支座灌浆施工工序。
4）在桥头设置限载、禁止逆行标志以及桥上禁停标志，曲线匝道入口处设置多轴货车靠内侧行驶的提示标志，避免车辆偏载行驶。
5）对已经建成的独柱墩连续梁进行抗倾覆论证，对抗倾覆性能不足的桥梁进行抗倾覆加固处理。
6）呼吁重型车辆车主加强安全意识，且勿将重型车辆改装成超重型车辆，有关部门严禁改装重型车上路;应将重型货车的轮胎承压能力减小至安全载重范围内。
7）桥梁设计阶段不应该以规范作为设计红线，而是应该超越规范，应保证在超重偏载偶然作用下桥梁结构抗倾覆性能的安全可靠，涉及到汽车荷载工况的超重比例时应根据实际地区交通情况进行取值。
参考文献
[1] 刘亚昌.墩梁固结独柱墩桥梁抗倾覆分析及加固设计[J].交通科技，2013（05）：43-45.
[2] 黄国勇，兰长青.墩梁固结独柱墩桥梁抗倾覆分析及加固设计方法[J].公路交通科技（应用技术版），2011，7（12）：87-89.
[3] 莊冬利.偏载作用下箱梁桥抗倾覆稳定问题的探讨[J].桥梁建设，2014，44（02）：27-31.
[4] 张宏，张伟.连续钢箱梁桥抗倾覆稳定性分析[J].华北水利水电大学学报（自然科学版），2021，42（01）：95-100.
[5] JTG3362-2018 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].