箱梁桥抗倾覆性能影响因素与处治对策研究

研究抗倾覆验算方法在实际工程中的应用效果,针对验算内容、作用组合、横向多支座桥梁抗倾覆验算和墩梁固结桥梁抗倾覆验算提出补充建议。以抗倾覆验算方法为评价指标,研究抗扭跨径、支座横向间距、支座偏心距和平曲线半径对桥梁抗倾覆性能的影响规律。最终总结出新增盖梁法、新增墩柱法、拼宽墩柱法、增大支座间距法和增设抗拔装置法共5类处治对策,为提高桥梁抗倾覆安全性提供参考。     

平面为曲线与直线相接时小半径匝道桥梁抗倾覆研究

以实际工程为背景,利用MIDAS Civil Designer有限元软件进行结构建模,研究了当平面为曲线与直线相接时,曲线半径大小、固定支座位置、支座偏移量和车辆超载程度对小半径匝道桥梁抗倾覆性能的影响。计算结果表明,为提高小半径匝道桥梁的抗倾覆性能,固定支座应尽量放在直线段、曲线半径应尽量加大、设置支座偏移量,并严禁超载。     

基于有限元的独柱墩曲线桥抗倾覆稳定性影响因素分析

为了探讨独柱墩曲线桥抗倾覆稳定性的影响因素,笔者运用Midas Civil有限元软件,分别对不同曲线半径、支座布置和边中跨比的曲线桥进行抗倾覆分析,得出结论:曲线桥的抗倾覆稳定性随着曲线半径在一定范围内增大逐渐减小,当半径较大时抗倾覆性反而大幅提升;曲线桥的抗倾覆性能基本不会受桥台双支座间距影响,而设置合理的中墩单支座偏心距能够有效增强抗倾覆稳定性;曲线桥的抗倾覆性能随着边中跨比的减小逐渐减小。     

钢结构盖梁在曲线梁桥抗倾覆加固中的应用

针对独柱墩曲线梁桥运营阶段出现的支座脱空、抗倾覆稳定系数不足以及曲线梁桥倾覆破坏先于桥梁结构承载力破坏的现象,结合独柱墩曲线梁桥抗倾覆加固实例,通过在原独柱墩墩顶增设钢结构盖梁的方式,将曲线梁桥墩顶位置由加固前的单点支撑调整为加固后的横桥向三点支撑,不仅提高了曲线梁桥抗倾覆稳定性能,还降低或者消除了全桥支座存在的负反力现象,使全桥结构受力更加合理,提高了曲线梁桥的抗倾覆稳定性能。     

独柱墩连续箱梁倾覆全过程机理分析

为了明确独柱墩梁桥的破坏机理,为独柱墩桥梁横向抗倾覆加固提供支持,通过考虑几何非线性和接触非线性,建立了独柱墩梁桥抗倾覆计算的有限元模型。结合直线以及曲线独柱墩连续箱梁有限元模型,分析了独柱墩连续箱梁抗倾覆全过程力学机理。研究结果表明:独柱墩倾覆包括端支座脱空前后两个阶段,脱空前内力变形缓慢,脱空后内力变形急剧变化;此外中墩刚度以及对曲线独柱墩桥梁设置预偏心能明显提高其抗倾覆稳定性。     

某城市高架桥梁倾覆风险评估及治理对策研究

以长三角地区某特大城市高架桥梁倾覆风险排查为背景,利用Midas Civil有限元分析软件,对桥梁抗倾覆性能进行全面评估。基于验算结果,分析了桥梁设计年代、平弯特征、支承形式、桥面宽度及支座距离等相关性因素对桥梁抗倾覆性能的影响,并根据影响程度制定了分阶段治理对策。     

独柱墩桥梁横向抗倾覆性影响因素研究

基于8.5m、9.5m、10.5m三种箱梁宽度,采用有限元软件,以梁端支座间距与梁宽之比作为自变量,研究其对独柱墩桥梁横向抗倾覆性的影响。通过纵向研究以及横向对比分析发现,当梁宽确定时,随着梁端支座间距与梁宽之比的增大,最小支座反力呈曲线增大,横向抗倾覆稳定系数呈线性增大;梁端支座间距与梁宽之比大于0.6时,横向抗倾覆性基本满足;梁端支座间距与梁宽之比确定时,随着梁宽的增加,最小支座反力随之增大。实际工程中,可适当增大梁端支座间距与梁宽之比来提高梁体的抗倾覆性能。     

曲率半径对独柱墩弯桥抗倾覆性能的影响

本文以某高速公路一座互通立交钢-混组合匝道桥为例,分析了不同曲率半径对独柱墩弯桥整体受力的影响以及与桥梁抗倾覆性能之间的关系,对比曲率半径变化对结构支反力、支点扭矩、上部结构竖向位移、上部结构横向扭转、主要截面应力分配,以及不同车速、不同曲率半径的车桥耦合振动之间的关系。分析结果表明:曲率半径越大,结构整体横向受力越大,结构在同样大小的荷载作用下结构更容易发生倾覆现象。为独柱墩弯桥的设计与加固提供了经验借鉴。     

支座的横向宽度对桥梁抗倾覆性能的影响研究

现有规范较少考虑支座的横向宽度,通常将支座视为铰接点来处理,这可能导致抗倾覆稳定系数计算结果偏小。通过对温岭市西环路三联连续弯梁桥进行Midas Civil建模分析,探究支座横向宽度对桥梁抗倾覆稳定性的影响。研究发现,独柱墩支座有限度的抗扭能力对梁桥抗倾覆稳定性有较大影响,支座的横向宽度越大,可抵抗的扭矩也就越大,对梁桥抗倾覆稳定性的提升就越大;今后,独柱墩梁桥设计和在役桥梁加固分析工作可以适当考虑独柱墩支座的横向宽度对梁桥抗倾覆的有利影响,从而节约造价。     

黄姚A匝道独柱墩桥梁抗倾覆性能提升设计研究

为总结独柱墩桥梁横向抗倾覆稳定性能提升改造设计的经验,提供一种简单、实用的提升改造方案。在分析了常用的提升改造方法后,结合G65包茂高速钟马段黄姚A匝道跨主线桥的设计实例,给出了在混凝土墩柱顶增设钢盖梁,并新增支座来提升其整体稳定性的方法。研究结果表明,该提升方案可以将独柱墩桥梁的横向抗倾覆稳定系数由1.0提升至6.9,抗倾覆稳定性能提升效果明显,且该提升改造方案对桥梁的正常通行影响最小,对原桥结构的受力影响最小,可为类似桥梁工程提供设计参考。     

考虑梁体横向侧移的独柱墩桥梁抗倾覆稳定性分析

基于某独柱墩多跨连续梁桥实例,研究了该类桥梁在梁体发生横向侧移时的抗倾覆稳定性。讨论了支座间距、双支座个数及曲线半径三个因素对独柱墩桥梁抗倾覆稳定性的影响。得出的结论可为独柱墩桥梁的抗倾覆稳定设计工作提供指导。     

公路独柱墩桥梁抗倾覆研究综述

为了促进公路独柱墩桥梁的可持续发展,总结了国内外典型桥梁倾覆事故,并从桥梁倾覆破坏机理、倾覆稳定性影响因素和抗倾覆控制方法3个方面系统梳理了公路独柱墩桥梁在抗倾覆领域的研究现状,强调了超载对桥梁结构安全威胁的严重性、倾覆问题复杂性及紧迫性。研究结果表明:桥梁倾覆事故多由超载车辆偏载行驶诱发,这些独柱墩桥梁存在“强弯弱倾”现象;汽车荷载对桥梁的弯矩、剪力和扭矩效应影响不同,亟须建立一套适用于桥梁抗倾覆分析的重型汽车荷载计算标准;不同桥梁发生倾覆破坏的模式及相应的荷载最不利状态各不相同,明确桥梁不同破坏模式下的倾覆轴力学模型对倾覆最不利状态演化至关重要,尚需在倾覆轴力学模型和倾覆最不利状态领域开展更为深入的研究工作;温度、预应力、收缩徐变和基础变位因素耦合作用下的桥梁倾覆机理仍不清晰;采用反力最不利状态描述桥梁的倾覆极限状态,割裂了倾覆效应与扭矩特性的力学联系;建议以可靠度理论为基础,结合倾覆破坏模式及合理倾覆轴力学模型来完善抗倾覆控制计算方法,进一步降低公路独柱墩桥梁安全运营风险;在保持一定抗倾覆安全冗余度和注重桥梁监控与维护的前提下,加强治超限载管理是防止该类事故发生的根本途径。      

独柱墩曲线梁桥车道偏载分析及支座偏心距设计

结合工程实际,利用MIDAS有限元分析软件对一座4跨独柱墩曲线箱梁桥在车道荷载作用下的结构受力性能进行了研究分析,并对超载车道荷载作用工况下的独柱墩单支座合理偏心距的设置进行了探讨研究。研究结果表明:该独柱墩曲线梁桥在3倍车道荷载工况作用下抗扭支座内侧出现负反力,且随着支座偏心距的增大,扭矩值减小,抗扭支座内外侧支座竖向反力趋于平衡,最后针对超载车道荷载并综合考虑其他荷载工况得出了该独柱墩曲线梁桥的合理偏心距值。     

基于机器学习的独柱墩桥梁抗倾覆性能研究

为探究机器学习算法在独柱墩桥梁抗倾覆性能研究中的应用思路和方法,介绍了独柱墩桥梁抗倾覆稳定性的研究现状,对比不同机器学习算法的特点和适用性,并介绍贝叶斯模型算法的原理及计算机程序实现步骤,编制用于预测桥梁抗倾覆稳定性系数的Python语言程序。依托独柱墩桥梁实际项目,对基于贝叶斯模型的独柱墩桥梁抗倾覆稳定性系数预测程序进行训练和测试,结果表明该方法具有可行性。研究旨在充分挖掘既有独柱墩桥梁抗倾覆验算结果的价值,为独柱墩桥梁的合理设计、既有独柱墩桥梁抗倾覆稳定性的快速判断提供数据参考。     

高速公路独柱匝道桥梁的加固方案设计

独柱桥梁结构具有减少占用土地、改善下部结构布局、增加视野和桥型美观的优点。但由于其在汽车偏载作用下,对结构抗横向倾覆稳定非常不利,该种结构形式的桥梁在使用过程中已发生多起倾覆事故。目前,桥梁设计工作者关注的重点主要在于桥梁的抗弯、抗剪承载能力方面,对于偏心偶然超载作用关注不足。我国现行的公路桥梁规范对横向倾覆稳定性没有相关的规定,还处于空白状态。     

梁桥横向稳定验算中倾覆轴的选取

基于目前工程中采用倾覆稳定系数对梁桥横向稳定进行验算的方法,讨论了不同支座布置形式、不同曲率半径条件下结构倾覆轴的选取。理论推导和有限元计算结果表明:联端外侧两支座连线外无支座的直线梁桥和大曲率半径的曲线梁桥,倾覆轴应选取该连线;联端外侧两支座连线外有支座的曲线梁桥,倾覆轴应选取跨中位置相邻两跨外侧支座的连线。     

钢箱梁横向抗倾覆稳定性验算分析

基于目前独柱墩连续箱梁抗倾覆稳定性问题,结合某工程实例,利用Midas Civil 2010分析支座最不利反力的受力情况,并计算钢箱梁的抗倾覆稳定系数。结果表明:支座最不利反力为正值时,支座不会脱空;支座最不利反力值较小时,应增加梁端支座压重,提高桥梁安全系数。     

独柱墩桥梁抗倾覆稳定验算方法及参数影响分析

针对独柱墩桥梁倾覆倒塌时有发生的现状,从现行相关规范的局限出发,给出了抗倾覆稳定安全系数的定义及详细的验算方法,适用于工程抗倾覆稳定验算。通过对桥宽、梁端支座间距、曲率半径、联长等影响参数进行有限元数值分析,得到了独柱墩抗倾覆稳定安全系数随以上参数改变而变化的规律,并以此建立了能够较为全面的反映倾覆破坏临界状态的抗倾覆稳定安全评价指标体系。     

铁路简支梁桥支座的减震性能研究

采用有限元动力分析程序，对采用铅芯橡胶支座作为减，隔震装置的桥梁结构进行了非线性动力分析，研究了不同地地震激励对桥梁结构减震性能的影响，并与板式橡胶支座的减震效果进行了比较，分析结果表明，与板式橡胶支座相比，铅芯橡胶支座可以有效地降低结构的内力和位移响应，改善结构的抗震性能。     

多跨独柱墩曲线连续箱梁抗倾覆性能研究

鉴于近年来国内发生多起桥梁倾覆事故的严峻形势,交通管理部门对运营中的桥梁尤其是曲线梁桥纷纷开展抗倾覆性能的核查工作。文中以东莞市G107涌头立交Q匝道桥为研究对象,该桥为带独柱固结墩小半径多跨曲线连续箱梁桥,综合考虑抗倾覆验算的各方面要求及适用条件,运用桥梁结构有限元分析程序Midas Civil建立相应的力学分析模型,对其抗倾覆性能进行分析研究,得出相应的结论,为同类桥梁的设计和养护提供参考。