跨河桥梁防洪风险分析研究

合肥市是全国31个、全省5个的重点防洪城市之一。为做好城区南淝河河道超标洪水情况下的重点跨河桥梁防洪应急工作,确保跨河桥梁处于安全受控状态,首先对合肥市进行近70年来的降雨特性分析及洪水规律分析;然后对跨河桥梁防护设施进行风险调查;最后进行3座重点跨河桥桥址处的水文要素调查分析、防洪空间状态分析及洪水状态下的受力分析。最终确定桥梁是否满足防洪设计要求。研究结果可为类似的跨河桥梁防洪风险分析提供参考。     

桥梁水毁研究综述

近年来，桥梁水毁日益频发，已成为桥梁倒塌失效的首要因素。从冲刷、洪水2类最主要的水文因素出发，充分结合历史数据，分析并对比其对桥梁水毁的影响程度与规律；并按2类水文因素所对应的不同桥梁倒塌失效模式，对桥梁水毁现有的研究工作和方法进行总结归纳；最后，聚焦实桥应用，对现有桥梁水毁监测和诊治手段进行全面梳理。综述可得以下结论：①冲刷是导致桥梁水毁的最主要因素，所致失效桥型以桁架桥、梁桥、拱桥为主，桥梁服役时间、结构安全状态、年平均径流量均与桥梁所受冲刷程度存在较强相关性；②冲刷坑空间形态数值仿真与试验结果仍有一定差距，其泥沙模型缺少考虑床沙级配的影响，经验公式法尚需突破计算维度的局限性，完善考虑时间因素和黏性土的冲刷深度预测；③现阶段洪水波流竖向升力计算公式较少考虑脉动压力，浪荷载水槽试验尚未完全探明波浪特性与作用力间的联系，桥梁可靠度研究多见以冲刷为主的多灾害下联合效应计算，仍缺少波流、浪力作用与地震动水作用等其他灾害联合作用的深入探讨；④桥梁抗水目前仍局限于流场与结构域的独立研究，未见不同水文因素下基于结构域-流场多场耦合的桥梁失效模式分析；⑤雷达、声波以及潜水员水下检测是现阶段桥梁冲刷主流监测方式，桥梁冲刷动力识别适用于复杂环境下大规模、区域性桥梁检测，但仍有待进一步的应用研究，而既有桥梁水毁诊治手段在具体实施时需因地制宜，避免反而加剧水文病害。     

美国近期桥梁失效案例分析

研究分析引起桥梁失效所有的原因可使设计和施工更专业化,降低桥梁失效的可能性.分析了美国从1989至2000年间503座桥梁的失效案例.失效桥梁寿命介于1年(施工中)和157年之间,平均寿命为52.5年.桥梁失效主要由洪水和意外碰撞所导致.洪水和冲刷,尤其是1993年的特大洪灾,是造成桥梁失效的最主要原因(约占总数53%);超载和侧向撞击导致的桥梁失效占总数20%;其它常见的失效原因还有:设计、施工图设计、施工、建材缺陷及养护的不足.3段时期(1977～1981年,1982～1988年和1989～2000年)的研究比较表明,失效原因的倾向性基本相同,且桥梁失效主要发生在服役期间.人为因素导致的桥梁失效在这3段时期都存在,但在第1段和第3段时期更为显著.信息技术在数据的收集和分析方面起了重要的作用.     

山洪对沿河在役桥梁桩基力学与变形特性影响的数值仿真分析

针对某沿河在役桥梁桩基产生的病害,基于数值计算方法研究了洪水冲刷作用下,漂浮物撞击与洪水冲刷共同作用下桥梁桩基的桩顶竖向位移、桩身水平位移、桩身轴力、桩侧土抗力、桩侧阻力及桩端阻力的变化规律。研究结果表明:洪水冲刷造成桩基竖向承载特性明显降低,变形增大,下部结构稳定性降低;洪水漂浮物的撞击使得桩基横向承载特性明显降低,变形增大,导致结构破坏;冲刷与漂浮物的共同作用使桩基产生了较大的水平位移,是沿河在役桥梁桩基发生偏位病害的主要原因。     

基于细-宏观数据交互的桥梁水毁数值仿真

为精细化探究桥梁水毁倒塌机理，基于计算流体力学与泥沙动力学数值仿真，得到桥梁冲刷形态演变与波流力时程数据，构建桥梁水毁全过程的连续倒塌数值模型；通过开发细-宏观数据交互接口，将冲刷所致边界条件改变与波流力对桥梁结构作用效应实时传递至结构域桥梁连续倒塌数值模型，高精度连续仿真冲刷发展与波流力作用下桥梁水毁全程力学响应与结构形态演化；最后，通过河源东江大桥倒塌案例分析，验证该仿真方法与数据交互接口的正确性和有效性。结果表明：河源东江大桥连续倒塌可能由冲刷掏空基础后倾斜、拱脚薄弱节点失效以及非制动墩承受不平衡水平推力所致；所提出的仿真方法可实现冲刷仿真、波流力计算与结构倒塌分析的同步交互实施，可为从水文源头探究桥梁水毁失效机理与倒塌模式提供精准高效的分析工具，为桥梁抗水设计、评估以及未来规范修订提供理论基础与技术手段。     

瑞士跨勒都安河整体式桥台桥梁监测研究

因季节性温差导致桥梁上部结构纵向长度发生变化是整体式桥台桥梁最常见的问题之一。为了研究在季节性温差、瞬时交通荷载作用下整体式桥台桥梁梁体、桩基受力机理,对瑞士北部跨勒都安河桥进行了长期、短期监测。该桥为一座跨径40m的单跨整体式桥台桥梁,长期监测为期18个月,短期监测每3月1次,采用荷载试验的方法。通过粘贴在梁体、桩基上的应变片测量结构应变,进而得到结构在荷载作用下的应力,并与有限元计算结果进行对比。长期监测结果显示:桥北和桥南的桩应变表现出相似的变化趋势,但变化幅度却明显不同。短期监测结果显示:桥梁挠度变形不对称,东侧变形一直大于西侧,但差值较小;桩在冬季时的弯曲应力低于夏季时的46%~50%;跨中最大挠度变形时夏季测得的弯曲应力大于冬季时的28%,且10月份的挠度变形较大。     

钢桁-混凝土组合结构梁桥连续破坏-倒塌动态行为研究

近年来交通荷载激增，桥梁构件破坏和整体结构倒塌时有发生，造成重大人员伤亡和经济损失。其中，相对其他形式结构桥梁，钢桁-混凝土组合结构桥梁冗余度较低，重载作用下构件的初始破坏易引发桥梁整体倒塌，故明确钢桁-混凝土组合梁桥连续倒塌机理和模式，对该类桥梁抗连续破坏-倒塌设计具有十分重要的理论和工程意义。因此依托钢桁-混凝土组合连续梁桥实体工程，采用能量法和显式动力学数值分析方法，对其构件重要性、破坏后剩余结构冗余度和倒塌动态行为开展研究。研究结果表明：最不利荷载作用下，钢桁-混凝土组合连续梁桥边跨正弯矩最大区域下弦杆破坏后剩余结构的最低冗余度为1.94，而边跨梁端支点附近腹杆破坏后剩余结构的最低冗余度为1.61。组合梁边跨正弯矩区下弦杆破坏后剩余结构遵循转动铰机制倒塌，破坏路径较长，结构整体倒塌前具有显著变形，最大竖向位移达到60.1 cm；组合梁支点区域腹杆破坏后剩余结构遵循滑移面机制倒塌，破坏路径极短，倒塌前整体结构无明显变形，最大竖向位移仅为9.1 cm，结构破坏呈明显脆性特征。腹杆失效所形成的滑移面倒塌机制对钢桁-混凝土组合结构梁桥极为危险，需重点设计预防。通过对钢桁-混凝土组合连续梁桥破坏路径的研究，探明了该类结构各构件的重要性分布特征和结构连续倒塌机制，为提高同类型桥梁抗破坏-倒塌性能提供理论依据和设计方法。     

护城河北小街跨河桥方案论证

本文主要以护城河北小街跨河桥为例，就如何因地制宜解决桥梁结构高度受限的问题进行了介绍，供大家参考。     

基于病害检测的梁式桥上部结构震害预测方法研究

在梁式桥梁的运营过程中,上部结构各部件部分出现裂缝、主梁下挠、横隔板开裂等多种病害,这些病害可以使梁式桥上部结构各部件的承载力消退甚至失效,使它们达不到设计时的抗震要求,严重影响其抗震性能。本文在对梁式桥梁上部结构的构造特点及病害加以分析的基础上,研究了梁式桥上部结构病害对其抗震性能影响的评价,并用扣分的形式加以表现。     

近30年桥梁基础冲刷研究进展及关键问题

近年来，基础冲刷导致的桥梁灾害频发，冲刷已成为威胁涉水桥梁安全的重要原因。基于前人已有的成果，对近30年来桥梁基础冲刷领域的相关研究进行了系统分析。首先采用信息量化分析技术给出了近30年桥梁基础冲刷研究的创新研究成果参数，呈现了冲刷研究领域的知识结构体系，探索了其研究热点。研究结果表明：①桥梁基础冲刷研究论文数量呈现上升趋势，特别是最近几年论文数量增速加快，研究热度提高，其中一些主要文献表现出很高的被引用频率，受到研究人员的重点关注；②研究成果主要集中于桥梁基础冲刷机理、冲刷深度预测、现场监测方法和冲刷防护措施等方面；③研究的新兴热点涉及复杂桥梁基础周围的三维流场特性分析、基于不同算法和随时间演变的冲刷深度预测。此外，对跨海桥梁基础冲刷研究的进展进行了分析，总结了不同条件（水力特性、沉积物条件、基础结构形式及空间布置方式等）对跨海桥梁冲刷的影响；阐述了现有冲刷深度分析方法应用于跨海桥梁冲刷深度预测时存在的问题；对比分析了几种冲刷监测方法的优点、不足及精度影响因素；指出跨海桥梁基础冲刷需要加强对复杂海域环境下桩基冲刷机理、冲刷深度预测及冲刷安全监测评估方法的研究。最后提出：桩-土-潮流相互耦合作用的局部冲刷机理研究、排除水流及悬浮泥干扰的实时监测设备研发、考虑围垦等人类活动对跨海桥梁基础冲刷影响及包括冲刷在内的多灾害分析将是今后研究发展的趋势。     

钢筋混凝土桥梁的横向荷载响应

对三跨钢筋混凝土桥梁横向构架施加周期性横向荷载，在等于桥梁重量４５％的荷载下，横向构架漂移率为０．５％，可以认为桥梁的高劲度起因于连续的上部结构和劲性桥台，二者低抗了近８０％的施加荷载。在开挖桥台周围土壤之后，桥梁的劲度为初始经的１５％。在把桥梁上部结构与桥台分离之后，劲度为初台劲度的９％。     

仙桃市玉沙大道跨汪洲河桥上承实腹式连拱桥设计

介绍了仙桃市玉沙大道跨汪洲河桥上承实腹式连拱桥结构设计及计算方法,采用桥梁结构分析软件MIDAS对全桥进行结构静力计算,并提出了有效的施工方法。     

桥梁基础维修加固措施

针对桥梁基础在洪水冲刷侵蚀下容易丧失稳定性的情况，采用嵌入基岩防护墙对某桥梁基础进行防护，用钢板桩围堰临时支护基础，砂袋围堰支护外侧水土施工，安全好省地解决了桥梁基础的冲刷病害，同时保证了河道的泄洪能力。     

薄覆盖层河床钢栈桥钢管桩的锚固方法探索与实践

某公路桥梁跨越湘江支流,河床局部由于受挖砂与水流冲刷影响,覆盖层很薄。施工钢栈桥竖向钢管桩在薄覆盖层区域振动沉桩困难,导致栈桥稳定性不足,存在极大的安全隐患。经过调研确定在满足通航要求前提下,采用无底钢套箱浇筑水下混凝土形成人工覆盖层锚固钢栈桥钢管桩。通过有限元软件Midas对栈桥结构进行模拟,锚固后的钢栈桥在使用期间强度、刚度满足规范要求,被洪水淹没时栈桥钢管桩顶最大位移为19.5 mm,不会发生倾覆与滑移。栈桥在遭遇50年一遇洪水时保持稳定,钢管桩顶最大位移为22.5 mm,实测值与理论计算值基本吻合。     

跨断层地表破裂带桥梁震害研究及抗震概念设计

针对跨断层地表断裂带桥梁工程抗震设计及防御对策中存在的问题,整理、分析了国内外历次地震中跨越断层地表断裂带桥梁的震害资料,得出了发震断层类型、桥梁结构形式(上部结构、支座和下部结构)、平面线形等对桥梁结构损坏程度的影响规律,并指出在设计之初未对可能出现的断层地表破裂予以考虑或考虑不充分是地震中桥梁严重损毁的重要原因.在此基础上,提出了包括设防思路、结构形式、抗震措施等方面的跨断层地表破裂带桥梁抗震概念设计.     

墩底对顶施工V型刚构桥的支座和承台设置

上海轨道交通16号线泐马河桥为主跨145 m的V型墩连续刚构桥。该桥采用独特的施工工艺,在中跨合龙后,对V型墩底依靠承台对上部结构施加一对相向的水平顶推力,为主梁结构提供一定的预压力和预拱度。由于采用此工艺,V型墩底及承台之间的连接构造与以往V型刚构桥明显不同。为确保该桥梁在顶推合龙时的结构响应符合设计预想,采用了较为特殊的支座与承台结构形式。对该支座进行了相关试验,确保施工效果符合设计要求,并介绍承台的结构形式以及支座设计与试验过程。实际施工结果表明这些方法是可行的,可为类似工程提供借鉴。     

两跨连续钢箱无缝桥梁设计

金昌河桥位于上海市普陀区,桥梁采用跨径布置为19.5 m+33.5 m的两跨连续钢箱无缝桥梁,方案满足景观方面的要求,也降低了桥梁的养护维修成本,提高了桥梁的耐久性。介绍了该桥的工程概况、结构设计要点、结构分析及主要计算结论、设计计算难点及采取措施等。     

2007～2015年洪水导致垮塌桥梁的统计分析

洪水及其引起的河床冲刷一直是影响在役桥梁安全的重要因素,是造成在役桥梁垮塌的主要原因之一.对近十年来国内因洪水而垮塌桥梁事故的案例进行了调研和统计,总结和分析了桥梁因洪水倒塌的一般规律,发现因洪水倒塌的桥梁普遍设计标准低,基础埋深浅;病害严重,危桥占比高;桥位附近挖沙严重,破坏河床,加剧冲刷.基于此提出了相关对策建议,为桥梁的设计建设以及维护工作提供参考.     

尼泊尔色迪河桥地裂缝成因分析

色迪河桥是中国对外援建的主要桥梁之一，桥区地裂缝的发展直接威胁着大桥的安全。文中通过对桥区自然地理、地质构造、地层岩性的调查，分析了导致地裂缝形成的各种因素，结合地裂缝发生、发展趋势以及地裂缝的分布规律和形态特征，指出地裂缝的形成原因是多方面的，为裂缝的防治和桥梁的保护提供了依据。     

冲刷条件下的桩基桥梁振动台试验

为了研究河床冲刷效应对自由场和桩基桥梁地震反应的影响,设计并完成冲刷条件下的桩基桥梁振动台试验。试验采用了层状剪切土箱,场地采用均一砂土土层来模拟,其相对密实度约为50%。桩基桥梁试件为2×2群桩基础单墩结构,墩顶固定4t的钢质量块来模拟桥梁上部结构,结构整体的一阶周期约为0.5s。试验共分为自由场、小冲刷深度试件和大冲刷深度试件3个工况,冲刷深度变化范围为0~8倍桩径。试验采用白噪声输入得到了场地和结构的特征周期,并通过Chi-Chi地震实测记录研究了场地土和结构的地震反应。结果分析阶段主要通过加速度计、位移计以及应变片的结果,分析了场地土和结构的动力特性、场地土的加速反应、结构的加速反应和曲率分布等。试验结果表明:冲刷条件下桩基桥梁的地震反应会受到结构和场地土2个因素的影响;场地土层会对基岩的地震动产生显著的放大效应;随着冲刷深度增大,桩基桥梁地震反应的最不利位置由桥墩向桩基础转移,且群桩基础的首次屈服位置会由桩身向桩顶转移。