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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。
2021年8月19日，广州人民路高架桥。图｜视觉中国
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。
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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。
