连续独柱墩梁桥抗倾覆安全评估及加固方案研究（论文）.pdf

第45卷 第8期 2018年4月 道路桥梁 Roads and Bridges 建 筑 技 术 开 发 Building Technology Develop’ment 连 续 独 柱 墩 梁 桥 抗 倾 覆 安 全 评 估 及 加 固 方 案 研 究 罗 霞 (广 东省 交通规 划设 计研 究 院股 份有 限公 司 ，广 州 510507) [摘 要]结合实际案例，分析独柱墩连续梁桥在超载、偏载作用下的抗倾覆稳定性。总结独柱墩桥梁的倾覆机理。综合考 虑桥梁的地形条件、受力特点、经济性等多方面因素，选择合理的加固方案，并为类似桥梁的加 固设计提供参考。 [关键词 ]独柱墩 ；抗倾覆 ；加固方案 ；直线桥 [中图分类号 ]U445．72 [文献标志码 】A [文章编号 ]1001—523X (2018)08-0094-02 Anti—overturning Safety Assessm ent and R einforcem ent Com paring and Choosing of Continuous Single Colum ns LuoXia [Abstract]This essay combined the practical case to analyze the stability against overturning of single column pier continuous girder bridge under overload and unbalanced load．Single colunm pier bridge’S mechanism of capsize was summarized．Considering bridge’S topographical conditions，stress characteristics，economy and multiple factors，the reasonable reinforcement plan was chosen． This paper provides reference for the similar bridge reinforcement design． [Keywords]single column pier；stability against overturning；reinforcement plan ；straight bridge 独柱墩因视野开阔，结构轻巧美观，节约用地等众多优 点而被广泛应用于城市桥梁及高速立交桥梁。在城市高速公 路经常需要上跨地方道路，受条件限制，需采用独柱墩结构。 但 由于独柱墩在横桥向采用单点支撑，汽车偏心荷载作用下， 结构的横向抗倾覆稳定能力较差。 近年来，各地相继出现了多起独柱墩桥倾覆事故，造成 了重大的经济损失和极其恶劣的社会影响，多省份均开展 了 独柱墩桥梁的排查及维修加固工作。本文结合抗倾覆验算方 法，总结计算 中发现的问题，根据结构受力特征，提出相应 的加固处理措施，为已有桥梁 的改造加固及类似新建桥梁结 构提供参考。 1 抗倾覆性能的验算内容 现行的公路规范没有具体详细条文明确规定桥梁横向抗 倾覆计算的相关要求，各省份根据实际通行车辆情况和独柱 墩连续箱梁桥 的受力特性与倾覆事故发生的规律，提出各 自 的抗倾覆验算原则。归结起来主要从以下几点评判独柱墩连 续梁桥的抗倾覆性能。 (1)在基本组合作用下，单 向受压支座始终保持受压状态。 中墩采用独柱单支承的连续箱梁桥在偏心荷载作用下，随着 主梁扭转效应的增加，边支座出现脱空，导致主梁支承体系 发生变化，随着荷载的进一步增加，结构转化为机构，无法 再次达到静止的平衡状态，转而进入运动状态，发生倾覆破坏。 为保证结构约束体系不发生改变，防止主梁进入倾覆初始状 态，需控制边支座 出现脱空现象的产生。因此 明确要求按照 规范规定的作用效应基本组合进行验算时，单向受压支座应 始终保持受压状态。但针对小边跨结构，因边跨 自重小，容 易出现端支座脱空现象，这种情况下不能一概定性为易发生 倾覆状况。 (2)在作用标准值组合下，连续梁桥 中箱梁的抗倾覆稳 定性系数 应不小于2．5；当独柱墩桥梁处于发生超载路段， 应适当提高。 Z Sbk,i≥ (1) ∑ 一 式中 ：∑ 为使上部结构稳定的效应设计值 ； k'l为 使上部结构失稳的效应设计值。 桥梁倾覆破坏为类似材料突发性的脆性破坏，破坏前没 有明显征兆，一般要求相对较大的安全系数。 (3)超载作用下独柱中墩支座转角应限制在一定范围内。 中墩为独柱单支承的连续箱梁桥，整个倾覆破坏过程的受力 呈现出几何、材料和接触非线性行为，中墩处会出现水平推力， 为简化计算，验算结构在连续超载车辆作用下的支座转角限 定在一定范围内，以确保盆式支座及球形支座保持正常工作 状态来控制中墩的水平推力。 2 案例验算 对于抗倾覆 问题，将较多的关注点放在 了立交范围内， 曲线上3孔一联独柱墩曲线梁桥上，除此类桥梁较易发生倾覆 事件外，仍需关注主线桥中连续独柱的桥梁结构。穿越城市 的高速公路常有跨越地方道路，受下穿路车道位置限制，只 能设置独柱桥墩。结合实际案例，采用前面的验算方法对某 一 连续独柱墩直线梁桥进行抗倾覆安全评价。 某穿越城市的高速公路，上跨城市主干道，平面处于直 线上，桥宽12．5m，采用6m~20m连续箱梁桥，过渡墩采用 双柱式结构，端支座 间距5．8m，中间连续设置 5个独柱墩。 此高速公路车流量大，超载车辆较多 (图1)。 收稿日期 ：2018-01-05 作者简介 ：呈 ， 錾= 、I女，福建龙岩人，工程师，主要研究方 序、 向为公路桥梁设计 ’ · 94· 一