湖北高速大桥事故反思：独柱墩桥屡屡倾覆，一条“腿”是原罪吗？

来源：新华逐日电讯
作者：瞭望智库观察员崔赫翾
12月18日，位于湖北省鄂州市境内的沪渝高速沪渝向转大广高速匝道桥发生桥梁侧翻，制止当日已造成4人殒命、8人受伤。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%。

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
独柱墩桥为什么会频频垮塌？它安全吗？
1 倾覆频发
1995年，日本大阪神户都市圈发生7.2级地动。因日本修建物抗震设计算好，地动中倒塌的房屋数量不是许多，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，日本阪神大地动震后航拍图。
不但在日本，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人殒命、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。后经观察，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会合靠右侧行驶，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，其中最紧张的是设计上的问题。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人殒命、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，从其时视频和照片来看，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。
据警方先容，另有一辆大货车装载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人殒命，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，将钢贸生意业务做向全国；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，桥面车辆和职员被翻至桥底。这与过往雷同案件没有太大差异，均与超载偏载耦相助用下引起梁体转动有关。
2 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，国内第一座都会高架桥——广州人民路高架桥正式完工。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，捕捉了这一历史刹时。
在那个年代，都会高架路便是现代化都会标志。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，其时通车数量凌驾5万辆。
它正是用一个桥墩来支持整个高架桥的。
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世纪后开始在国表里都会立交、公路跨线等范畴得到广泛应用。
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，下部墩通常采用独柱支承方式，以减少土地占用、改善下部结构结构、缓解桥梁根本与地下修建位置冲突、增长视野及桥型雅观度。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，这类桥梁通常成为唯一选择。
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《独柱墩桥梁倾覆稳固性分析》论文，明确表示，“独柱墩桥梁横向稳固性较差，轻易发生整体倾覆事故。”
横向抗倾覆稳固性不足，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意桥梁设计规范要求，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固，导致桥梁整体抗倾覆稳固性的安全储备不足。
这就比如一个人单腿独立很轻易摔倒，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、难以防备，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长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。】
现实上，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。
3 历史遗留问题怎样办理？
我们起首来看看国外经验：
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，以及防止地动时桥跨发生落梁；
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、连梁装置作为紧张结构构件来设计。
为办理独柱墩桥的问题，中国也做出了诸多积极：
我国旧版桥梁设计规范明确要求，“公路桥涵的长期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固计算，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》实行，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。
另有一些都会颇具先见之明，对已有独柱墩桥梁进行抗倾覆性能加固。
【注：抗倾覆性能加固紧张是对独柱墩桥梁下部结构进行改造加固，增长横桥向支持点的数量，以提高独柱墩桥梁整体抗倾覆稳固性。】

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，实行加固。随后，加固工程连续铺开，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，实时掌握桥梁的“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，要实时清除隐患。
数据分析发现，这大概是超限超载车辆造成的。两块桥梁需要重新加霸道向接洽，达到平均受力，才能消除隐患。按照这一思路处理后，琴断口桥很快恢复健康。
2019年，南京市交通运输局亦对都会桥梁独柱墩桥梁进行摸底，开展都会桥梁独柱墩抗倾覆专题研究。经摸排和抗倾覆验算，都会桥梁29座独柱墩桥梁合计308联跨中，165联跨抗倾覆性能满意最新规范要求。
针对囿于各种因素而不能满意安全要求的桥梁联跨，南京计划通过减小根本负荷、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。
4 不能承受之重，压出“内伤”
当前，部分货车司机出于运输本钱考虑，仍然会超载运输，一些货车乃至超载至其最大总质量的2倍乃至3倍。

2018年7月30日，江苏镇江交警在夜查重型货车。图｜IC photo
在我国已往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凌驾设计的安全系数，桥梁大概立即倒塌；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，大概就会被压出“内伤”。
比方，钢结构的疲惫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长200%。
无锡事故中的312国道，是无锡市区最紧张的一条干线公路，负担了往来于上海、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。制止高架倾覆，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摆的。”本地一位市民说：“超载的大货车真是马路杀手。晚上许多大货车呼啸而过，大家不停议论迟早出大事。”
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%，不清除进站口收费站有失职的大概。
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，但不清除货车有假报审批数据违规进站的大概，具体情况正由两地高速交管部门观察。
既然是超载车辆导致桥梁破坏，那可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，再结实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。

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如果车子没有超载，如果6台车一起行驶，或者堵车时几台车并列是不是还是要侧翻。设计有问题，要追责

一条腿走路注定不稳。

单柱高架桥可能不适合我国国情，这样的事故频发让人们以后开车上路都提心吊胆。

能建双桥墩为什么要建一根，

设计缺陷是根，超载是诱因！

南京长江大桥竣工后，许世友下令：坦克部队，在桥上通过，大桥到现在也没坏。一根棍支一个横梁，本身具有稳定性差的特点。两根住支着肯定不会侧翻。除非压塌了。

桥面在没有断裂的情况下侧翻只有一种可能，那就是桥面没有固定住固定好。车辆超重不会导致桥面侧翻，而会导致桥面断裂垮塌，或者桥墩歪斜。从现场图片看，侧翻的桥面没有断裂，还是一块完好的整体，说明质量没有问题，够结实够坚固。单体桥墩也没有断裂倾倒，说明桥墩够结实够牢固。既然桥面、桥墩都没有明显的破损，桥面怎么就变成“翻板”了呢？问题就出现在了桥梁结构上，因为桥梁在设计上存在缺陷和瑕疵，造成桥梁“先天不足”，当重车行驶在远离支撑点的桥面外侧时，就会出现重心偏离现象，在重力作用下桥面就产生侧翻，酿成交通安全事故。桥面与桥墩之间没有可靠的链接和固定是桥面侧翻的关键所在。设计单位、建设单位和施工单有不可推卸的责任，甩锅是不明智，也是没有用的！

质量应该有问题！严查工程方面是否存在内在质量问题！

一条腿当然是元凶！说199吨（超载）导致桥梁侧翻，本身就是个伪命题！199吨并没有把桥梁压断。这次怪特种车辆超载100吨，试问如果前方出现事故堵车，后面十几或几十辆大货车会保持几百米的间距依次在最左边的小车道停靠吗？显然是不可能的，肯定是车挨车依次停靠在右边车道，那么十几或几十辆汽车连带货物的重量何止这200吨的数倍数十倍，难道这样上千吨的重量就能保证高架桥不倾覆了？显然不是！