独柱墩连续弯桥抗倾覆性能研究

近年来,因车辆超载和偏载导致独柱墩连续弯桥垮塌事故频发,针对该类问题,对既有独柱墩桥进行安全评估与加固成为研究热点.以某城市立交匝道桥为例,采用Midas Civil有限元软件,对独柱墩连续弯桥抗倾覆稳定性进行验算分析,并结合桥梁结构特点,提出桥梁抗倾覆能力加固措施,以提高独柱墩弯桥的抗倾覆稳定性能,确保桥梁运营安全.     

独柱墩箱梁桥抗倾覆验算及加固设计研究

近些年,我国桥梁上部结构倾覆事故多发,给人民生命和财产安全造成了较大损失。其中,独柱墩桥梁为易出现倾覆事故的典型结构之一。结合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG 3362—2018）及《公路危旧桥梁排查和改造技术要求》（交办公路函〔2021〕321号）对桥梁抗倾覆评估验算提出的新要求,对某高速公路独柱墩现浇箱梁桥的抗倾覆能力进行验算评估,同时按照现行车辆荷载标准对桥梁加固前、后墩顶、墩底、墩身控制截面的承载能力极限状态进行验算。根据验算结果和桥梁结构特点,采用桥墩新增钢盖梁和横向增加支座、桥台处梁端新增抗拔销的加固方式,从而提高桥梁抗倾覆能力。目前桥梁加固施工已完成,运营状况良好。     

八一大桥独柱墩抗倾覆加固方案分析

本文以南昌市八一大桥独柱墩抗倾覆加固工程为背景，结合现行规范中的抗倾覆要求，针对现状八一大桥南北立交独柱墩桥梁提出可行的抗倾覆加固设计方案，并对加固方案进行综合比选，考虑多种因素后选取了增设桩基、外包墩柱以及加盖梁的方案。同时本文对曲线桥C线桥第三段进行抗倾覆验算，考虑多种因素并根据计算选取了合适的加固墩位置，最终计算结果表明桥梁抗倾覆加固后满足要求，本文关于加固方案的比选以及桥梁加固墩位置的思考，可为相关桥梁抗倾覆加固设计方案提供参考。     

墩梁固结独柱墩桥梁抗倾覆分析及加固设计

由于独柱墩桥梁采用的是单支点支撑,在汽车偏载的影响下,结构的横向抗倾覆稳定受到极为不利的影响。文中总结独柱墩桥梁倾覆事故的经验,以具体的工程为实例,分析了桥坍塌时桥面荷载的大小以及布载的方式。同时,还根据荷载的大小和布载方式,对独柱墩桥梁的抗倾覆能力进行了分析,介绍了相关的验算方法,并提出了加固设计措施。     

基于拉压杆的独柱墩抗倾覆加固结构及设计方法研究

独柱墩桥梁倾覆过程的最主要表现形式是主梁刚体转动,而汽车荷载偏载产生的倾覆力矩和主梁自重产生的抗倾覆力矩分别是杠杆的动力和阻力。为提高独柱墩桥梁结构的抗倾覆稳定性,确保独柱墩桥梁在运营过程中具有足够的抗倾覆安全储备,避免主梁的横桥向倾覆,使梁体达到静止的平衡状态,抗倾覆力矩应具有足够的抵抗效应。在杠杆原理基础上,提出了基于拉压杆的独柱墩抗倾覆加固新型结构,该新型加固结构是将主梁腹板两侧与桥墩通过钢拉杆连接,当主梁有倾覆的趋势时,产生拉压杆效应,为有倾覆趋势的主梁提供了一个附加的反向力矩,以抵抗主梁的倾覆力矩,同时提高了主梁的抗倾覆能力。基于拉压杆效应的力学原理,在现行规范公式基础上建立了该类结构的抗倾覆稳定系数计算方法。该新型加固结构构造简单、受力明确、加固效果好、设计与施工方便。工程应用实例表明:该加固结构能将桥梁抗倾覆稳定系数提高1. 5倍以上,抗倾覆稳定系数大幅增加,加固效果显著;实桥监测期间未见明显位移突变导致支座脱空,左右侧梁体位移并未出现较大的反差,并且呈现一致的变化规律。监测结果也验证了该加固结构的有效性和可行性,该加固结构及其设计方法可为类似桥梁结构加固提供借鉴和参考。     

独柱墩连续弯梁桥抗倾覆验算及加固方法

近年来,独柱墩连续梁桥因为横向抗倾覆能力不足而坍塌的事故时有发生。以某在役匝道桥为工程背景,提出独柱墩连续弯梁桥横向抗倾覆稳定性的验算方法,并推荐可行有效的加固措施,为类似桥梁的加固设计提供参考。     

桥梁独柱墩加固维修及病害处理

为防止桥梁再次发生倾覆事故,对天津开发区3座桥梁独柱墩进行加固改造,在引桥每个桥墩原有2个支座的外侧再增加2个支座,使其外侧支座间距增大为5m。新增的2个支座不承担恒载反力,主要承担汽车偏载反力,从而增大桥梁的抗倾覆系数。对于桥梁混凝土表面裂缝及破损部位,采用裂缝修补剂、阻锈剂等修补材料进行修补。从施工过程的跟踪到施工完成,桥梁的抗倾覆系数和桥梁结构的质量得到保证。     

独柱墩连续箱梁桥抗倾覆验算和加固设计

以南昌市某一立交桥的B匝道为例,通过建立有限元模型对其进行了抗倾覆稳定验算及加固设计。研究了将中墩单点支承改为多点支承加固方法中加固桥墩个数、新增支座与原支座间距对桥梁抗倾覆稳定性及中墩受力的影响。最后,综合加固效果及加固费用的考虑,提出了可靠的抗倾覆加固的方案,可为同类型的独柱墩桥梁抗倾覆加固设计提供参考。     

增设钢牛腿在连续独柱墩桥梁抗倾覆加固设计中的应用

基于独柱墩桥梁的独特优点,在高速公路及市政工程设计建设过程中应用较为广泛,但频发的独柱墩桥梁倾覆事故,亦引发社会各界的广泛关注。以广东某3×20m连续独柱墩匝道桥抗倾覆加固设计为例,通过稳定性验算分析,提出了桥墩增设钢牛腿、改单支座支撑为三支座支撑的加固设计方案。加固效果验算分析表明,三点支撑可有效提高独柱墩桥梁的抗倾覆稳定性。     

独柱墩连续箱梁桥横向抗倾覆加固技术研究

独柱墩单支点支撑的结构受力体系的横向抗倾覆能力较差,在后期运营过程中存在倾覆事故隐患,尤其是车辆超载的作用下,存在着较大的倾覆风险。本文研究了通过增加多点支承受力装置和应用构件连接的抗倾覆加固技术,可以减少增加桩柱施工过程中对桥梁基础的扰动,不仅保证了桥梁基础的稳定,同时达到抗倾覆的目的,可为独柱墩连续箱梁桥抗倾覆加固施工提供借鉴。     

独柱墩梁桥倾覆临界状态分析及规范法的适用性

为了对独柱墩梁桥的倾覆机理与安全性评价进行研究,以哈尔滨阳明滩大桥已发生倾覆事故的独柱墩梁桥为例,进行精细化三维有限元建模,将支座视为橡胶单元,并记入几何、材料双重非线性,在多种基准验算荷载作用下进行结构极限破坏状态的全过程分析;同时提出4个依次发生的临界倾覆状态,连续描述整个倾覆过程中不同阶段的受力临界行为,利用抗倾覆安全系数的概念针对不同临界状态定量确定独柱墩梁桥的抗倾覆性能,并结合实际倾覆事故进行合理性验证。将规范法、仿真分析的结果与实际情况进行了对比,研究结果表明：基于理想支承刚体转动的规范方法会明显高估其抗倾覆性能,运营阶段不仅应避免支座脱空现象,还应进一步控制上部结构梁体扭转角不超限;建议采用弹性体空间计算模型,计算支座恒载反力与活载最大竖向负反力的比值,作为针对第1临界倾覆状态（支座脱空）的抗倾覆安全系数;当55 t车辆或公路-I级作为验算荷载时,该系数应分别大于1.3或2.0,并计入橡胶支座与主梁底面之间的相互作用。     

超高墩设计研究

超高墩在桥梁建设中的应用已越来越广泛。以云南某连续刚构桥为背景,对其高达168m的主墩设计进行探讨,并对主墩施工状态和成桥状态的稳定性进行计算。结果表明,该超高墩的稳定性有足够的保证。该桥墩的设计可以为同类桥梁的设计提供参考。     

高墩大跨曲线刚构桥最大悬臂与成桥阶段稳定性分析

以高墩大跨曲线刚构桥为研究对象,基于欧拉稳定理论,利用空间有限元法,考虑可能的不利荷载工况,对最大悬臂状态和成桥运营阶段的结构稳定性进行计算分析。研究表明：最大悬臂状态是施工过程中最不稳定的状态;对该桥结构稳定性起控制作用的是恒载,活载、风荷载、温度等对桥梁稳定影响不大或者比较小;在悬臂浇筑阶段,曲线刚构桥墩顶的横向位移显著增大,在成桥阶段时影响较小,尤其是风荷载的影响;得出高墩大跨曲线刚构桥墩高、曲率半径与稳定特征值之间的关系,为同类桥梁的设计、施工及线性监控提供参考。     

铝合金桥梁的受力性能

总结分析国外铝合金桥梁受力性能研究成果及设计与工程实践经验。考虑铝合金焊接热效应及较低弹性模量的影响,对铝合金桥梁的结构形式应进行合理设计;对铝合金受弯构件的稳定性能分析后,提出提高铝结构稳定性的有效措施;借鉴荷兰学者对铝合金桥梁疲劳性能的研究成果,对铝桥的构造细节及整体疲劳性能进行分析。国外研究与工程实践表明,铝合金可以安全、经济地应用于桥梁工程。     

大跨度桥梁的施工控制

现代大跨度桥梁结构形式与功能日趋复杂,需要结合详细的理论分析和施工过程跟踪测试,采取相应的施工控制措施,保证桥梁施工的顺利进行并达到设计预期的目标成桥状态.施工控制内容包括几何控制、应力控制、稳定控制、影响因素分析等.施工控制方法有事后控制法、预测控制法、自适应控制法、最大宽容度法等.介绍大跨度桥梁施工控制的必要性、任务和主要内容、控制方法、结构计算分析方法以及影响桥梁施工控制的因素,并选取3座不同类型的大跨度桥梁-苏通大桥辅桥(连续刚构桥)、忠县长江大桥(斜拉桥)、武汉阳逻长江大桥(悬索桥),介绍施工控制的主要内容、方法以及取得的成果.     

应用CFRP索的缆索承重桥梁抗风稳定性研究

为了探讨CFRP索在缆索承重桥梁中应用的可能性,以缆索等轴向刚度为原则,基于润扬长江大桥和1400 m主跨斜拉桥设计方案,分别拟定了同跨径应用CFRP索的悬索桥和斜拉桥,并运用三维非线性空气动力稳定性分析方法进行了抗风稳定性分析。分析结果表明:缆索承重桥梁采用CFRP索后,由于结构自振频率特别是扭转频率的显著提高,其空气动力稳定性要好于钢索的缆索承重桥梁。因此从抗风稳定性角度而言,缆索承重桥梁采用CFRP索是可行的,缆索截面尺寸应采用等轴向刚度原则来确定。     

两种钢管混凝土实体拱桥力学性能的对比分析

进行钢管混凝土实体(哑铃形和单圆管)拱桥的力学性能的有限元分析和对比,并研究拱肋横撑对两种实体拱桥的动力性能和稳定性能的影响。研究表明,对钢管混凝土实体拱桥进行整体设计时,应主要从静力方面考虑拱肋刚度的选取,哑铃形的静力性能优于单圆管;拱肋横撑的数量和形式主要影响结构整体横向刚度,"K"形横撑对面外动力性能的影响要大得多;从稳定性方面考虑,单圆管优于哑铃形。     

应用碳纤维索的大跨径斜拉桥抗风性能研究

为了探讨碳纤维复合材料在大跨径斜拉桥中应用的可能性,以拉索等轴向刚度为原则,拟定了一座主跨为500 m的应用碳纤维索的大跨径斜拉桥,并运用三维非线性计算理论进行了动力特性、静风特性和空气动力稳定性分析。分析结果表明大跨径斜拉桥采用碳纤维索后:(1)结构的自振频率有所提高;(2)静风作用下结构变形增大,但其静风性能却与钢索斜拉桥基本一致;(3)空气动力稳定性与钢索斜拉桥基本一致。因此从抗风性能角度而言,大跨径斜拉桥采用碳纤维索是可行的,但是拉索截面尺寸应采用等轴向刚度原则来确定。     

高墩桥梁地震响应分析

近年来,高墩桥梁越来越多地在西部强震地区被采用,并且多采用简支梁桥、连续梁桥和刚构桥。对具有高墩的某桥梁工程进行高墩桥梁抗震性能分析,研究高墩动力特性和地震响应特点。并通过适当的改变结构形式降低桥墩的地震响应,达到较好的减震效果,可为高墩桥梁的建设和抗震设计提供参考。     

我国桥梁的进展

该文叙述我国桥梁的发展情况,所达到的水平及今后发展方向。概论中提出考察技术进步的五个重要视点:即:1、桥型选择;2、材料选择;3、施工工艺;4、结构分析;5、方案综合。桥梁类别分三大体系,按桥面受力状态分,可分为九种桥型即:拱桥体系:斜腿刚架、拱桥、系杆拱;梁桥体系:简支梁、连续梁、悬臂梁;悬吊体系:斜拉桥、悬索桥、第九种桥。上述中八种已变为现实,唯第九种桥因找不到合适的材料去构成,尚在研究中。该文用上述5个视点去考察桥梁三大体系。考察结果是我国混凝土拱桥和钢拱桥达国际领先水平。我国梁桥体系已达国际水平,仍须总结提高。我国斜拉桥正在走向国际领先水平。我国悬索桥已达到国际先进水平。今后桥梁发展的方向是:1、各种桥型跨度的进步;2、施工工艺的进步;3、科学研究的进步。