桥梁结构图解(高架桥的桥面宽,但是桥墩很窄,桥面会不会发生侧翻呢)
窄窄的桥墩真的会让宽大的桥梁侧翻么?我看未必。
造成桥梁侧翻的只有一种原因,这个原因会成为压垮桥梁的“最后一根稻草”,将桥梁侧翻的概率扩大无数倍。
前两天湖北一高速桥梁侧翻的事情吸引了无数人,事情发生的地点在沪渝高速花湖互通的一条匝道上,大约500米长的高架桥呈90度从桥墩上侧翻下来。
其实,这已经不是第一起桥梁侧翻现象了。
2019年的时候,无锡312国道一处高架桥同样发生了桥梁侧翻,而且还让五名无辜的路人殃及鱼池。
2012年在黑龙江,哈尔滨的阳明滩大桥引桥发生侧翻,几辆载重货车连同桥梁一共滚落下来。
其实很多人看到高架桥都有一种想法,毕竟高架桥的桥面那么宽,下面支撑它的墩柱那么窄,担心桥梁会侧翻下来,上面所说的那几种事件更是印证了这些人的想法。
可是,事情真的是这样么?窄的桥墩真的扛不住宽的桥梁么?
让我们一同来探讨一下这个问题。
首先,我们先了解一下桥梁结构
简单的介绍下桥梁的结构,一座桥梁大致由三部分组成。既桥梁的上部结构、下部结构以及支座系统。
桥梁上部结构:是指能够跨越障碍物的构造物,说白了就是车辆在高架桥上行驶的桥面。
桥梁下部结构:包含桥台、墩台基础、墩柱这三部分。其中,墩柱是支撑桥梁的结构物,也就是高架桥下面那一根根柱子。
支座系统:支座是设立在桥面和桥墩之间的传力装置,它不仅要传递从桥面来的向下荷载,同时还要保证桥面结构能产生一定的位移。
在桥梁的墩柱中,如果细致划分的话,又可以划分为单墩柱、双墩柱等多种类型。
如果大家细心的话就会发现,在所发生的几起桥梁侧翻事件中,桥梁的墩柱都是单墩柱的构造,双墩柱所支撑的桥面,从来没有出现过侧翻的情况。
这是为什么呢?
单墩柱支撑的桥梁为什么容易侧翻?
其实这个道理很简单,造成单墩柱桥梁侧翻的唯一原因是车辆严重超载。
桥梁的宽度从几米到十几米不等,单墩柱想要支撑住上部桥梁,这个支撑点要在桥梁的中心位置,这样才能保持住桥梁的平衡。
但是,如果桥梁的最外侧有很多超载车辆,这些超载车辆所产生的重力,打破了单墩柱支撑点的极限平衡力,支座系统无法把受力完全传递给墩柱,就会造成桥梁横向倾覆。
如果说单墩柱的支撑点在中间的话,那么双墩柱的支撑点就在桥梁的两边。两者相对比的话,双墩柱的受力支撑点更多,受力也更均匀。
从两者相对比来看,单墩柱桥梁的抗横向倾覆能力要比双墩柱桥梁差。
既然单墩柱桥梁容易侧翻,为什么还要建造呢?
其实很多人都进入了一个误区,认为单墩柱桥梁容易侧翻就不应该建造。要我说,这个想法实在太片面了。
首先我们要知道,建造什么样的桥梁墩柱并不是随便说说就行的,这里面涉及到了周边环境、建造成本、占地面积等多方面的因素。
就拿成本来说,一根墩柱从打桩到建造完成,需要花费大量的人力、物力、材料,它的造价在几十万甚至是上百万。如果单墩柱足可以满足桥梁的使用要求,为什么还要多花成本建造双墩柱呢?
其次,单墩柱桥梁在设计的时候就已经把超载的问题考虑到了,这意味着单墩柱有着抵抗极限超载的能力。但是,考虑极限也只是适当的考虑,并不是说把无穷大的极限全部考虑进去。
咱们就说湖北高架桥侧翻这事,侧翻的高架桥设计承载力为55吨,桥上的三辆货车中,其中一辆就195吨。
所以说,单墩柱桥梁没有人们想象的那么不堪,是因为受到的重力大大超出了它的承载极限。桥梁的承载极限要是超出太多的话,别说单墩柱了,就是双墩柱都扛不住。
现在还有很多单墩柱桥梁,该怎么预防再发生桥梁侧翻?
在我看来,想要预防这类事故再次发生,需要从两方面入手。
第一、对单墩柱进行改造
既然单墩柱的支撑受力面积少,那么我们就从这方面入手,对单墩柱进行改造。
在具体做法上,可以用刚性护筒安装在单墩柱的顶端,并向桥梁两侧辐射;还可以对原有的单墩柱进行加粗。比如以前墩柱的直径为1.2米,在原来的基础上浇筑混凝土,让墩柱加粗到1.5米或1.8米。
无论哪一种方法,目的就是为了扩大单墩柱的支撑受力面积,增加抵抗横向倾覆的能力。
不过,我认为这种方法治标不治本。
第二、严格控制车辆超载
真正能够“治本”的,还得说第二种方法,控制超载车辆上路。
前文说过,任何事情都是有极限的。单墩柱在加固之后,如果再有严重超载的车辆上路,超出了单墩柱几倍、几十倍的极限承载力,桥梁同样会发生侧翻现象。
控制车辆超载才是解决问题的根本。
而且,超载车辆不单单会对桥梁造成损坏,在平时的路面上也会造成坑洼、变形这样的伤害。
说在最后
很多人在知道桥梁侧翻的事情后,都说桥梁的工程质量不行、监督不到位、偷工减料等等。其实根本没发现问题的根本所在。
如果细心观察的话就会发现,这些侧翻的桥梁就算从高处跌落,并没有断裂和明显的破损,这说明我们的工程质量还是非常可靠的。
我们判断问题,不能以偏概全,以点断面,要深入根本才能发现问题的原因。