桥梁病害分析.docx

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桥梁病害分析

桥梁病害分析——混凝土碱骨料反应

一、什么是水泥混凝土的碱骨料反应

碱骨料反应是混凝土原材料中的水泥、外加剂、混合材和水中的碱（Na2O或K2O）与骨料中的活性成分反应，在混凝土浇筑成型后若干年（数年至二、三十年）逐渐反应，反应生成物吸水膨胀，使混凝土产生内部应力，膨胀开裂，导致混凝土失去设计性能。

由于活性骨料经搅拌后大体上呈均匀分布，所以一旦发生碱骨料反应，混凝土内各部分均产生膨胀应力，将混凝土自身膨胀，发展严重的只能拆除，无法补救，因而被称为混凝土的癌症。

二、碱骨料反应的分类和机理

1、碱硅酸反应

1940年美国加利福尼亚州公路局的斯坦敦，首先发现碱骨料反应，引起世界混凝土工程界的重视，这种反应就是碱酸反应。

碱硅酸反应是水泥中的碱与骨料中的活性氧化硅成分反应产生碱硅酸盐凝胶或称碱硅凝胶，碱硅凝胶固相体积大于反应前的体积，而且有强烈的吸水性，吸水后膨胀引起混凝土内部膨胀应力；而且碱硅凝胶吸水后进一步促进碱骨料反应的进展，使混凝土内部膨胀应力增大，导致混凝土开裂，发展严重的会使混凝土结构崩溃。

能与碱发生反应的活性氧化硅矿物有蛋白石，玉髓、鳞石英、方英石、火山玻璃及结晶有缺欠的石英以及微晶、隐晶石英等，而这些活性矿物广泛存在于多种岩石中，因而迄今为止，世界各国发生的碱骨料反应绝大多数为碱硅酸反应。

2、碱碳酸盐反应

1955年加拿大金斯敦城人行路面发生大面积开裂，怀疑是碱骨料反应，用美国ASTM标准的砂浆棒法和化学法试验，属于非活性骨料。

后经研究，斯文森于1957年提出一种与碱硅酸反应不同的碱骨料反应—碱碳酸盐反应。

一般的碳酸岩—石灰石和白云石是非活性的，只有象加大金斯敦这种泥质石灰质白云石，才发生碱碳酸盐反应。

碱碳酸盐反应的基理与碱硅反应完全不同，在泥质石灰质白云石中含粘土和方解石较多，碱与这种碳酸钙镁反应时，将其中白云石（MgCO3）转化为水石Mg（OH）2，水镁石晶体排列的压力和粘土吸水膨胀，引起混凝土内部应力，导致混凝土开裂。

碱碳酸盐反应在斯文森提出后，在美国的印地安纳，弗吉尼亚、衣华达等州和其它国家也发现有这种类型的反应，近几年在我国的山东省和山西省也发现有过这种类型的反应。

3、碱硅酸盐反应

1965年基洛物对加拿大的诺发，斯科提亚地方的混凝土膨胀开裂进行研究发现：

（1）形成膨胀岩石属于粘土质岩、千枚岩等层状硅酸盐矿物；

（2）膨胀过程较碱硅酸反应缓慢得多；

（3）能形成反应环的颗粒非常少；

（4）与膨胀量相比析出的碱硅胶过少。

又进一步研究，发现诺发·斯科提亚地方的碱性膨胀岩中，蛭石类矿物的基面间沉积物是可浸出的，在沉积物被浸出后吸水，使基面间距由10A°增大到12A°致使体积膨胀，引起混凝土内部膨胀应力；因此认为这类碱骨料反应与传统的碱硅酸反应不同，并命名为碱硅酸盐反应。

对此，国际学术界有争论。

我国学者唐明述对此也进行研究，他从全国各地收信了上百种矿物及岩石样品，从矿物和岩石学角度详细研究了其碱活性程度。

研究表明，所有层状结构的硅酸盐矿物如叶蜡石、蛇纹岩、伊里石、绿泥石、云母、滑石、高岭石、蛭石等均不具碱活性，有少数发生碱膨胀的，经仔细研究，其中均含有玉髓、微晶石英等含活性氧化硅性氧化硅矿物，从而证明这仍属于碱硅酸反应。

这一结论与基洛特起初发现的四个特点也并不矛盾。

这个研究报告在第8届国际碱骨料反应学术会议上发表后，得到许多知名学者的赞同。

但由于这种反应膨胀进程缓慢，用常规检验碱硅酸反应的方法无法判断其活性；因此，在进行骨料活性和碱骨料反应膨胀检验时，还必须与一般碱硅酸反类型有所区别。

三、碱骨料反应的发生原因（条件）和特征

混凝土工程发生碱骨料反应需要具有三个条件。

首先是混凝土的原材料水泥、混合材、外加剂和水中含碱量高；第二是骨料中有相当数量的活性成分；第三是潮湿环境，有充分的水分或湿空气供应。

早在1940年，斯坦敦用加利福尼亚州骨料作砂浆棒膨胀试验时，就发现水泥含碱量愈高，碱骨料反应的膨胀量愈大，在水泥含碱量低于0.6%时，就可以避免发生碱骨料反应。

后来在其他许多国家试验，由于骨料反应。

后来在其他许多国家试验，由于骨料反应的活性不同，有时水泥含碱量低于0.4%氧化钠当量，也有发生碱骨料反应膨胀量大的情况；但水泥含碱量高于0.6%称为高碱水泥已为大多数国家接受。

随着水泥工业出现含不同混合材的水泥以及混凝土愈来愈多地掺用各种外加剂，以及日本、英国使用海砂配制混凝土，发现混凝土各种原材料成分中的碱（Na2O、K2O），均可导致发生碱骨料对工程的损害。

从活性成分看，一种是无定形（非晶体）二氧化硅，如蛋白石，火山玻璃；一种是结晶不完整的二氧化硅，如玉髓、磷石英、微晶石英等，另一种是结晶完整，例如花岗岩为深成岩，其中石英结晶很完整，但由于地壳变动，受挤压力产生晶格扭曲变形，当其中应变石英含量大于30%时，就会发生碱活性。

还有一种层状页硅酸盐，属于现在有争议的碱硅酸盐反应活性骨料。

最后一个条件就是潮湿多水，愈是在潮湿多水的环境条件下碱骨料反应对工程的损害发展愈快，往往在同一个混凝土工程，混凝土配制材料具务碱骨料反应的条件，在这个工程潮湿多水的部位首先发生碱骨料反应损害，在其它部位则发展缓慢。

受碱骨料反应膨胀开裂的工程从外观上看，在少钢筋约束的部位为网状裂缝，在受钢筋约束的部位多沿主筋方向开裂，在很多情况下可以看到从裂缝溢出白色或透明胶体的痕迹。

在同一工程中潮湿部位发展严重也是其外观特征之一。

最后判断还需要从受害的工程取芯样鉴定。

四、碱骨料反应的预防方法

碱骨料反应条件是在混凝土配制时形成的，即配制的混凝土中只有足够的碱和反应性骨料，在混凝土浇筑后就会逐渐反应，在反应产物的数量吸水膨胀和内应力足以使混凝土开裂的时候，工程便开始出现裂缝。

这种裂缝和对工程的损害随着碱骨料反应的发展而发展，严重时会使工程崩溃。

有人试图用阻挡水分来源的方法控制碱骨料反应的发展，例如笔者见过的日本从大孤到神户的高速公路松原段陆地立交桥，桥墩和梁发生大面积碱骨料反应开裂，日本曾采取将所有裂缝注入环氧树脂，注射后又将整个梁、桥墩表面全用环氧树脂涂层封闭，企图通过阻止水分和湿空气进入的方法控制碱骨料反应的进展，结果仅仅经过一年，又多处开裂。

因此世界各国都是在配制混凝土时采取措施，使混凝土工程不具备碱骨料反应的条件。

主要有以下几种措施。

1、控制水泥含碱量

自1941年美国提出水泥含量低于0.6%氧气化钠当量（即Na2O+0.658K2O）为预防发生碱骨料反应的安全界限以来，虽然对有些地区的骨料在水泥含量低于0.4%时仍可发生碱骨料反应对工程的损害，但在一般情况下，水泥含量低于0.6%作为预防碱骨料反应的安全界限已为世界多数国家所接受，已有二十多个国家将此安全界限列入国家标准或规范。

许多国家如新西兰、英国、日本等国内大部分水泥厂均生产含碱量低于0.6%的水泥。

加拿大铁路局则规定，不讼是否使用活性骨料，铁路工程混凝土一律使用含碱量低于0.6%的低碱水泥。

2、控制混凝土中含碱量

由于混凝土中碱的来源不仅是从水泥，而且从混合材、外加剂、水，甚至有时从骨料（例如海砂）中来，因此控制混凝土各种原材料总碱量比单纯控制水泥含碱量更重要。

对此，南非曾规定每m3混凝土中总碱量不得超过2.1kg，英国提出以每m3混凝土全部原材料总碱量（Na2O当量）不超过3kg，已为许多国家所接受。

3、对骨料选择使用

如果混凝土含碱量低于3kg/m3，可以不做骨料活性检验，如果水泥含碱量高或混凝土总碱量高于3kg/m3，则应对骨料进行活性检测，如经检测为活性骨料，则不能使用，或经与非活性骨料按一定比例混合后，经试验对工程无损害时，方可按试验规定的比例混合使用。

4、掺混合材

掺某些活性混合材可缓解、抑制混凝土的碱骨料反应。

根据各国试验资料，掺S——10%的硅灰可以有效的抑制碱骨料反应，据悉冰岛自1979年以来，一直在生产水泥时掺5—7.5%硅灰，以预防碱骨料反应对工程的损害。

另外掺粉煤灰也很有效，粉煤灰的含碱量不同，经试验，即使含碱量高的粉煤灰，如果取代30%的水泥，也可有效地掏碱骨料反应。

另外常用的抑制性混合材还有高炉矿渣，但掺量必须大于50%才能有效地抑制碱骨料反应对工程的损害，现大美、英、德诸国对高炉矿渣的推荐掺量均为50%以上。

5、隔绝水和湿空气的来源

如果在担心混凝土工程发生碱骨料反应的部位能有效地隔绝水和空气的来源，也可以取得缓和碱骨料反应对工程损害的效果。

五、我国土建工程的碱骨料反应的问题

我国水利工程从50年代起就吸取了美国派克大坝等许多土建工程因碱骨料反应破坏而拆除重建的教训，明确规定凡较大水利划等号开采骨料时都要求进取这行活性检验及专家论证，并采取掺大量混合材的水泥以及在现场掺混合材等措施，这些规定至今、仍在水利工程有关规范、标准中沿用。

因此我国自50年代以来建设了许多大型水利工程，未出现过碱骨料反应对工程的损害。

另外，我国自50年代起就生产掺大量混合材料厂的水泥，例如六、七十年代大量生产使用有矿渣400号水泥，其中矿渣含量高达60-70%，水泥熟料仅占约30%，即使产量比例不大的普通硅酸盐水泥也掺有10-15%的混合材，就可以起互通有无缓解与抑制碱骨料反应的作用，因而在八十年代以前，我国一般土建工程尚未见有碱骨料反应对工程损害的报导。

正因为如盯，我国一般土建工程的设计和施工人员对碱骨料反应问题比较生疏，即使某工程发生碱骨料反应特征的开裂缝，也往往认为是养护不好、干缩裂缝、过早加载和水泥后期安定性不好等常见问题所造成，即使有的工程损害严重被迫拆除，也不一定认为是由于碱骨料反应造成的。

自从70年代国际能源危机以来，水泥工业逐渐由湿法生产改为干法生产，我国国营大中型水泥厂到80年代陆续都已改为干法生产，使水泥含碱量增加；特别是在80年代后期，做为利用工业废料和节能措施，将加收高碱窑灰掺入水泥中作为一项先进措施在全国推广，使我国国产水泥含碱量大大增加，1984年又制订不掺混合材的纯硅酸盐水泥标准，这种纯硅酸式盐盐水泥到1989年产量已超额过100万吨。

用这种水泥如果骨料活性不作检测，这就为许多工程带来在建成若干年后发生碱骨料反应损害的隐患。

据悉，我国某些大厂如冀东、大同、琉璃河、郑州等水泥熟料含碱量均高，约为1%左右，有的还超过1.3%。

更值得注意的是我国自七十年代后期以来即以疏酸钠作为水泥混凝土早强剂，而防冰剂则多采用硝酸钠、亚硝酸钠、碳酸钾等，这些盐类中的可溶性钾，钠离子将大大增加混凝土的总碱量，增加碱骨料反应对工程损害的潜在危害。

由于近几年来我国水泥外加剂等情况的发展变化，混凝土碱骨料反应问题已构成我国土建工程的一大潜在危害，希望我国的建筑、市政、交通等有关混凝土工程的设计、施工工程技术人员对此问题给予应有的重视，采取可能做到的各种措施，预防碱骨料反应对工程的损害。

双曲拱桥主拱圈病害形态的探讨与分析

双曲拱桥这种桥型诞生于1964年的原江苏省无锡县，这种结构发挥了预制装配的优点，可以无支架施工，节省木材，加快了施工进度，又继承了砖石拱桥的特点，充分利用圬工材料的抗压强度，节省钢材，且便于施工，因此，这种桥型自创造之初开始便得到迅速推广，尤其在南方水网广阔地区更加普遍。

时至今日，一些双曲拱桥的服役时间最长接近50年，大多也都超过了30年，桥梁病害也逐渐显现、发展，其表现形式也多种多样，有的病害的出现说明双曲拱桥承载能力已下降，有的甚至将危及桥梁安全。

下面就两种病害形式与大家交流。

首先是双曲拱桥拱脚、拱顶截面的开裂，严重的缝宽甚至可以达到数mm。

其形成的原因主要有以下两种：

（1）是拱脚水平变位或者转动；

（2）是超载。

尤其是在南方地区软土地基，拱桥基础较易产生向外的水平变位或者后仰转动，导致拱脚、拱顶截面承受的弯矩大幅增加，截面由正常的小偏心受压转变为大偏心受压，截面就会因受弯承载能力不足而开裂。

这种病害表与一般拱桥类似，但双曲拱桥由于主拱圈钢筋较少，开裂程度往往甚于其他形式拱桥。

其次，主拱圈组件松散、整体性变差是双曲拱桥的另一个主要病害变现，这是由其结构特点决定。

双曲拱桥的主拱圈分成拱肋、拱波、拱板几部分。

施工时，先把分段预制的钢筋混凝土拱肋合龙，与横向联系构成拱形框架，在拱肋上砌筑预制混凝土弯板或砖石拱波，然后再在拱波上现浇混凝土拱板，形成主拱圈。

实际运营后由于种种原因主拱圈各组件间会趋于松散——拱肋与拱波、拱波与拱板之间结合丧失，主拱圈由原来的“组合截面”转变为“叠合截面”，截面承载能力和整体稳定性必然大大降低，严重的还会引起桥梁垮塌的恶性事故，2006年坍塌的陕西白河县冷水河大桥就是其中一例。

拱脚开裂情况的诊断比较直观，裂缝分布在拱脚附近的上缘，呈横向开展，有的裂缝还会沿外侧面向下延伸。

拱脚被掩埋的，应将覆土去除后再观察。

主拱圈松散主要表现在拱肋与拱波（或拱板）环向结合面开裂，实腹段侧墙与拱肋间环向开裂。

桥梁病害分析——曲线形桥梁常见病害

一、概述

随着我国公路建设的蓬勃发展，公路间转换越来越多，互通和枢纽规模随之增大，高架道路以及立交工程的兴建越来越多，曲线桥的需求量大大增加。

与直线桥相比，曲线桥对地形、地貌的适应性较强，更能适合高等级公路、城市立交工程的的线性需要，同时，其具有曲线结构线形平顺、流畅、明快、意境生动的美学价值。

因此，在高等级公路及城市道路中，曲线梁桥不仅能实现各方面的交通连接，而且能满足人们的审美视觉要求，是现代交通工程中的一种重要桥型。

与直线桥相比，由于曲率的影响，导致曲线梁桥产生弯矩耦合作用，并且曲线桥的质量中心不在轴线梁端的连线上，即使在自重作用下，桥梁结构也会产生扭矩，所以，曲线桥的内力、变形计算比直线桥计算复杂。

曲线梁桥的大规模使用，各种病害也大量出现，甚至许多桥发生了安全事故，对国家造成巨大的经济损失，在社会上也造成了很大负面影响。

二、典型病害

1、内侧支座脱空，支座剪切变形；

由于梁体结构径向变位所产生的严重剪切变形,部分橡胶支座环向开裂而失效。

此外,在恒载状态下,曲线桥梁端内、外侧支座受力不均,内侧支座可能出现拉力,产生脱空现象;外侧支座剪切变形量过大,也会影响使用寿命。

部分对应桥面伸缩缝翘起，可伴随箱梁撞击支座的声音。

2、横向滑移：

曲线连续梁桥在支撑方式、温度荷载、混凝土收缩徐变、车辆荷载以及预应力钢束的影响下，致使曲线梁产生径向位移，由于平面线位移约束不够，导致梁体向外侧的线位移不能完全恢复，形成向外侧的残余线位移逐渐积累，造成梁体横向滑移。

2.1、支撑方式

曲线连续梁桥的受力机制与直线梁桥相比，有很大的差异，首先由于曲率的影响，主梁在自重作用下必然发生扭转，而扭转作用又导致主梁的挠曲变形，可能造成“弯扭-耦合”作用。

在相同的荷载下，不同的支撑方式对曲线连续梁桥的内力与支反力有着很大的影响，因此在设计时一般都会考虑扭转因素的存在，如果扭矩设置过大，则会对上部结构与支座设计带来相当大的困难。

曲线连续梁桥的支撑方式是影响曲线梁体横向偏位的潜在因素，直接影响着曲线梁体内力的分布，选取合理的支承方式不仅可以承受自重和活载、偏载等因素所产生的组合扭矩作用，而且可以限制结构的平面位移；一般根据曲率半径与总体布置而选用最为合适的支撑方式。

常用的支撑方式有全抗扭支撑、中间点铰支撑和抗扭与点铰支撑交替使用三种形式。

2.2温度影响

温度影响包括日照温差（温度梯度）和季节温差（系统温差）。

这两种温度形式对曲线梁桥的影响是不同的。

季节温差主要是引起曲线梁体的平面变形，而日照温差则会使曲线梁桥发生竖向翘曲和扭转。

2.3收缩徐变影响

混凝土的收缩与徐变都是时间函数。

混凝土的收缩是在非荷载因素下体积变化而产生的变形。

混凝土失水时收缩，浸水时膨胀。

混凝土的徐变则是在荷载因素下构件首先发生瞬时的弹性应变，并且，随着时间的推移，进一步增加变形。

3、主梁侧翻：

曲线连续梁桥在支撑方式、温度荷载、混凝土收缩徐变、车辆荷载以及预应力钢束的影响下，致使曲线梁产生切向位移，由于扭转约束不够，致使梁体产生不利的向外偏心，造成恒载扭矩加大，使梁体产生逐渐向外侧翻转的累计变形，造成主梁梁体侧翻。

例如：

深圳市滨河路车公庙立交桥，采用单箱双室箱梁，箱梁高2.7m，翼缘板长2.1m；桥梁位于R=265.3m的平曲线上，桥宽12m。

除了中间3个支承采用独柱支承，其余均为双柱支承。

该桥在第一施工阶段预应力张拉后，拆除跨中支架时引起支架垮塌，主梁产生翻转。

4、扭转翘曲：

曲线连续梁桥由于曲率的影响，主梁在承受竖向荷载时必然发生扭转，而扭转作用又导致主梁的挠曲变形，可能造成轴向变形与平面内弯曲的耦合，竖向挠曲与扭转的耦合。

5、盖梁中部竖向裂缝。

由于有的曲线桥半径较大，在中间墩柱未设置偏心支座，以减少桥两端恒载扭矩作用，内外侧支座反力相差较大，使外侧支座产生过大超载，梁体出现裂缝。

由于外侧支座偏载过大，与此同时墩盖梁较薄、较宽，支座偏心产生的盖梁横向弯矩较大，而横向配筋除箍筋外没有承受横向弯矩的钢筋，因此，盖梁会出现裂缝。

6、梁体裂缝—弯扭

6.1温度变化产生附加应力

混凝土在强度形成过程中由于水化热、阳光照射、大气及周围温度变化的影响，将引起温度应力，当温度应力超过混凝土的抗拉强度时，将产生温度裂缝。

冬季施工及蒸汽养护措施不当，使混凝土冷热、内外温差不均引起裂缝。

由于曲率的原因，在温度变化时使得梁体沿切向位移不均匀，造成温度应力在同一截面上不同，引起梁体顶板、腹板和底板温度裂缝。

6.2预应力产生径向分力

在混凝土曲线梁桥中配置预应力钢束时，由于曲率的原因预应力产生切向和径向分力。

径向分力对梁截面中性轴的偏心将引起截面扭转，使梁向外侧扭转，在梁内产生剪力和扭矩。

当腹板中抗扭钢筋配置不足时，导致腹板和底板产生裂缝。

6.3混凝土收缩与徐变的影响

混凝土在强度形成过程中表面的水蒸发并逐步扩展到内部，在混凝土内部形成含水梯度，表面收缩大而内部收缩小，出现内外收缩差，混凝土表面受到拉应力，而内部受到压应力，当混凝土表面的拉应力超过混凝土的抗拉强度时，便产生收缩裂缝。

干燥环境、养护不及时、混凝土水灰比过大容易引起收缩裂缝。

在预应力混凝土曲线梁桥中，收缩和徐变会导致预应力损失，徐变将引起结构次内力。

因此，混凝土收缩和徐变会在曲线梁桥中产生裂缝。

6.4支座不均匀受力

对于混凝土曲线梁桥来说，由于曲率的影响使梁体外侧边的弧长大于内侧边的弧长，从而造成梁体的重心与截面形心轴不重合，向外侧偏移一定的距离，因此，使梁端内、外侧支座受力不均匀，同时产生向外偏转的扭矩。

支座的不均匀受力和扭矩会造成梁体裂缝。

为了减小桥梁基础与地下建筑物之间的冲突、扩大桥下空间，独墩单铰支座混凝土曲线梁桥在城市立交桥中得到广泛应用。

独墩单铰支座曲线梁桥的中间铰支座通常采用圆形四氟板式橡胶支座，温度变化对径向变位存在明显的影响。

梁体升温时向外侧的线位移在降温时不能完全恢复，形成向外侧的残余线位移逐渐向外翻转的累积变形。

当累积变形达到一定程度后会造成温度应力的不均匀分布，引起梁桥腹板和底板温度裂缝。

6.5设计计算模型不合理

目前混凝土曲线梁桥的设计计算中，由于温度梯度模型不合理使得计算得到的温度应力与梁体内温度应力相差很大，甚至可能是异号应力；预应力的径向分力对梁截面中性轴产生扭矩，自重的偏心同样会产生扭矩，已有的计算分析程序对这些扭转作用考虑不足；对于宽箱梁桥，翘曲、畸变、剪力滞效应考虑不足，导致在曲线薄壁结构中出现较大计算误差。

这些设计方法中没有考虑到的因素，可能会对梁桥出现裂缝产生很大的影响。

6.6施工的原因

施工时预应力钢筋的布置与图纸有一定的差距，混凝土曲线梁桥设计中预应力钢筋是光滑的曲线，但是在施工时将钢束布置成折线形，导致折点处应力集中，产生远大于设计要求的应力，容易在箱梁的腹板和底板中造成纵向裂缝。

在箱梁混凝土浇注前未按设计要求对支架采取全区段预压，浇注混凝土过程中支架随着所浇注的混凝土重量的加大发生不均匀沉降，造成箱梁在未张拉预应力钢束前开裂；现浇混凝土曲线箱梁的支架拆除工序不当，也会造成梁体开裂。

由于恒载的偏心以及预应力束配置的不够合理，可能会导致箱梁内外侧支架的受力不均匀，当浇注混凝土时，可能会导致部分支架发生失稳现象，引起梁桥侧倾和开裂。

桥梁病害分析——独柱式桥梁典型病害

一、概述

在城市公路桥梁及高速公路桥梁建设过程中，由于受地形、地物、占地面积和城市景观等影响，其下部墩柱往往采用独柱支承方式，以减少占用土地、改善下部结构布局、减少桥梁基础与地下建筑位置冲突、增加视野和桥形美观。

这种形式的桥墩受力状态较为不利，桥梁结构工程师在设计或施工时往往关注的重点在于桥梁上部结构的抗弯、抗剪承载能力方面，而对于下部结构受车辆偏心超载作用的考虑是不足的，容易忽略其安全性，在全国范围内，此类桥型结构目前已出现多次因设计原因而在施工或使用过程中发生事故，其中有的引起主梁开裂，有的引起墩柱开裂，有的在施工期间墩柱断裂，还有的引起主梁向外偏转或向内偏转而使支座脱空，其中部分病害比较严重者，已经被拆除，给国家造成巨大经济损失。

二、典型病害

独柱墩是相对于双柱墩或多柱墩而言的，受力特点因其类型不同而相异。

独柱墩按其是否与主梁刚接可以划分为墩梁固结独柱墩和墩顶设支座独柱墩；按其支座数量情况可以划分为单支座独柱墩和多支座独柱墩（两个或两个以上支座）。

1、多跨预应力连续箱梁，中支点设多个单支座独柱墩。

由于独柱墩中间支点抗扭能力弱，当桥面汽车荷载按横向最不利偏载位置布置时，主梁的扭矩和扭转变形是不容忽视的，尤其在大曲率、较大跨径的曲线梁桥中，主梁组合最大扭矩值有时可达纵向最大弯矩值的50%以上，若结构设计时未考虑此扭矩的影响，后期营运时会导致主梁开裂的病害，裂缝走向与通常抗扭裂缝一致。

由于扭矩传递到梁端时，会造成端部各支座受力分布严重不均，甚至会导致支座出现负反力，发生支座脱空或梁体倾覆。

①某高速公路扩建桥，上部结构为34.7m＋36m＋29.3m预应力混凝土现浇连续箱梁，中间墩为独柱式桥墩，边墩为双支座桥墩，支座间距3.5m。

该扩建桥的桥面宽9.2m，箱梁外侧悬臂长2.5m，内侧悬臂预留后浇。

施工期间时浇筑外侧防撞栏时，扩建桥边跨内侧支座出现脱空。

经过分析，该桥中间墩采用独柱墩，边墩支座间距较小，横向稳定性差，浇筑外侧防撞栏时，支座提供的抗倾覆力不能平衡上部恒载产生的反转力，内侧支座因此脱空。

处理方式为箱内部分区域填充钢渣混凝土配重，同时采用顶升复位，后期与旧桥拼接，拼接后横向稳定满足要求。

2、上部结构较轻，桥面较宽且悬臂较长的箱梁，支点处设小间距双支座独柱墩（花瓶墩）。

连续梁在支点处横桥向采用两个或多个支座，这种支承方式虽可以提高主梁的抗扭性能和横向稳定性，但由于上部结构自重轻，支座间距小，结构在桥面汽车偏载作用下，支座仍然可能出现负反力。

从交通现状来看，目前国内部分地区的重车辆普遍存在超载现象，个别车辆超载甚至达到2~3倍，若遇上堵车情况，大量重车停留在外侧车道时，上部主梁便易发生“倒扣式”整体倾覆。

某高速公路高架桥，上部结构为简支钢箱梁，桥面宽17m，大悬臂，支座间距2.7m。

当3辆拉运钢板的半挂牵引重型货车和１辆轿车行驶在高架桥上时，桥面突然发生倾斜，导致这2辆载重汽车和1辆轿车随路面侧向倾斜滑到桥底。

经过分析，钢箱梁倾覆原因有：

该独柱墩支座横向距离过小，上部结构钢箱梁自重较轻，悬臂较长，且纵向相邻跨之间联系较弱，横向稳定性差，当超载车靠边行驶，偏载严重时，桥梁发生倾覆。

该桥垮塌段只能拆除重建，其余同类结构均须加强防倾覆措施。

见图所示。

3、墩梁固结独柱墩。

采用独柱墩与梁固结的方式，墩柱可承担一部分主梁扭矩，对主梁的扭转变形有一定约束。

但因墩梁固结，桥墩参与上部结构弯矩和扭矩分配，特别是在墩柱较矮的情况下，墩柱刚度较大而分配较大的内力，其截面承载力难于满足要求，若设计