一种桥梁抗倾覆分析及加固的方法

很多城市的立交桥采用了连续箱梁结构型式,在这种结构型式中,中墩独柱-下接承台桩基的模式因其能够产生较好的支撑作用在下部结构中应用广泛。但是这种模式也存在着倾覆滑移的风险。哈尔滨某桥因发生倾覆滑移事故,造成了人民生命财产安全的重大损失,引起了桥梁工程界的广泛关注。对哈尔滨某立交两座独柱支承桥梁进行排查分析,总结了两座桥梁的结构特点,分别建立直桥和弯桥抗倾覆滑移模型,通过结构抗倾覆复核验算,得出直桥和弯桥的抗倾覆稳定性特点,提出了相应的加固方案,具有很好的工程指导意义。     

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.     

大跨径简支钢箱梁弯桥抗倾覆性能研究

以一座60 m简支钢箱梁弯桥为例,介绍了钢箱弯梁的设计要点,探讨其倾覆破坏机理,并通过建立有限元模型验算了桥梁抗倾覆性能,分析超载、重车偏心荷载作用、支座间距、压重与否对桥梁抗倾覆性能的影响。研究结果表明,汽车在弯桥偏外侧行驶时增加桥梁倾覆危险的可能;偏心行驶重车距路缘距离和支座间距变小,最小支座反力下降十分明显;支座附近的压重能有效地提高抗倾覆安全性能。     

桥梁倾覆风险评价及处治

独柱墩箱梁桥具有视觉通透,外形美观,下部结构工程量小、节约占地等突出优势,但这类桥近年来在使用中接连发生了几起箱梁桥整体侧向倾覆事故,造成了很坏的社会影响。一般来说设计对上部结构强度及刚度重点关注,但关于桥梁上部结构的抗倾覆能力则重视不够,现行规范也未明确提及桥梁上部结构的侧向抗倾覆稳定性要求,客观造成了该类桥事故频发。通过荷载试验和理论计算分析表明该桥在极端荷载条件下存在支座脱空和梁板倾覆的可能,因此采取了预防性加固措施,经过一段时间的运营验证,表明预防倾覆加固达到了预期目标。     

箱形截面直线桥及曲线桥抗倾覆稳定性分析

针对箱形截面梁桥的抗倾覆稳定性问题,为研究目前设计中常用的几种抗倾覆验算荷载及其合理性,基于力学原理,推导了直线桥及曲线桥的抗倾覆稳定系数计算公式,并提出了适用于设计的简化公式,将所推导的计算公式用于实桥设计中。结果表明:公路-Ⅰ级荷载用于抗倾覆稳定性验算是偏小的,宜采用5m间距55t密排重车车队;加大连接墩的支点间距可提高直线桥的抗倾覆稳定性;随着弯曲半径的逐步减小,曲线桥抗倾覆稳定系数逐步提高,桥越弯越不容易整体倾覆;大半径曲线梁桥的抗倾覆能力最差,其次是直线桥,最后是小半径曲线梁桥。     

弯桥抗倾覆分析

采用桥梁博士3.2进行受力计算,对呼包高速公路金山互通B匝道弯桥改建后的抗倾覆安全度进行了验算.     

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。     

基于梁格理论的连续钢箱梁桥抗倾覆性能研究

为研究连续钢箱梁桥的倾覆问题,本文采用梁格理论对该类桥梁进行仿真分析研究。基于梁格理论给出直线钢箱梁桥和曲线钢箱梁桥的仿真模型;调研现有规范和倾覆案例,归纳桥梁抗倾覆稳定性的评价流程;分别针对汽车超载和偏载两类情况下的6种荷载组合,对比研究直线和曲线钢箱梁桥的抗倾覆性能,并根据实际需求提出钢箱梁桥抗倾覆加固的措施。     

曲线桥抗倾覆稳定性分析

曲线桥受力复杂,在"弯扭"耦合作用下,容易倾覆。近几年这种桥梁形式出现了多次严重的倾覆事故,在这种情形下,如何保证现役桥梁正常使用成为了急需解决的问题。根据曲线桥弯扭耦合的受力特点,通过规范提供的抗倾覆稳定性系数计算公式进行抗倾覆验算。以某匝道桥梁为例,利用MIDAS/Civil建立有限元模型进行分析计算。通过对车辆超载及支座预偏心大小等影响因素的分析,根据分析结果,得出了一定的结论,对曲线桥的设计等有一定的借鉴意义。     

曲线桥抗倾覆稳定性设计方法研究

由于目前曲线桥抗倾覆稳定性设计尚未有统一标准,禁止支座脱空和抗倾覆稳定系数大于2.5均可以用作曲线桥梁的抗倾覆稳定性满足要求的判别标准,在此基础上本文引入了新的稳定性系数等效计算公式并与前两种设计方法进行对比。基于某公路钢-混组合曲线梁桥建立空间有限元模型,通过对设计荷载和实际车队荷载进行最不利布置,计算其抗倾覆稳定性系数并进行对比。研究结果表明:设计荷载和实际车队荷载作用下此桥均满足抗倾覆的要求,但是后者作用下的稳定系数较小;以禁止支座脱空系数大于1来进行抗倾覆稳定设计更安全;引入的抗倾覆稳定系数等效计算方法更为简便、实用。     

曲线连续箱梁桥抗倾覆性能试验研究

针对近几年来曲线连续梁桥出现的倾覆事故,为了研究曲线连续箱梁桥在正常使用荷载作用下的抗倾覆性能,针对某9孔连续箱梁桥进行了相关理论计算及现场试验研究。本试验主要针对曲线连续箱梁桥的抗扭刚度和主梁承载力进行相关计算及测试,测试结果较好的反映了桥梁的实际抗倾覆性能,取得了理想的试验效果。     

独柱墩梁桥横向稳定计算理论与验证

针对独柱墩梁桥横向稳定存在的隐患问题,通过对多座独柱墩梁桥倒塌现场残骸的调查研究提出了倾覆过程中的5种可能破坏模式。基于典型破坏模式,提出以所有抗扭支座失效(脱空)作为判断倾覆的准则。采用有限度的抗扭支座模拟支座尺寸对抗倾覆的有利影响,将独柱墩梁桥倾覆过程等效为箱梁变形体转动及刚体转动的叠加,并考虑箱梁大转动导致桥墩反力重分布对于桥梁抗倾覆的影响。在不考虑、考虑支座尺寸(即支座点支撑或面支撑)2种模式下,通过能量法和变分原理建立空间力系平衡来判断箱梁是否倾覆;最后以上虞春晖桥、哈尔滨三环路鸿福路段上行匝道桥、粤赣高速匝道桥和津晋高速匝道桥为例,对提出理论进行了验证,并进一步进行了影响因素分析。研究结果表明:相比于规范计算方法将倾覆简单地看作刚体的转动,由于综合考虑了变形体转动、刚体转动及箱梁大转动对桥梁倾覆的影响,提出的计算方法所得4座桥的临界倾覆荷载与实测倾覆荷载接近,可偏安全的计算梁桥的抗倾覆承载力。     

独柱墩弯桥抗倾覆稳定性分析

箱梁独柱墩桥梁是目前我国桥梁结构中运用较为广泛的形式之一。其具有优美的外观,抗扭强度高,整体性能好,视线通透等特点。但是由于独柱墩桥梁抗倾覆能力较差,给桥梁的安全性造成一定程度的影响,因此,在独柱墩桥梁设计过程中,必须对桥梁的抗倾覆进行验算。本文以省道宋长线长岭段改建工程为例分析了现浇箱梁独柱墩弯桥抗倾覆稳定性,并分析具体存在安全问题的原因及解决措施。     

新型弯桥抗爬移支座设计与应用研究

弯桥比起直桥更能适应复杂的路况,也更能满足美观的需求,但是弯桥受力复杂、事故频发,因此对弯桥的研究十分重要。本文首先对近年某一典型弯桥事故案例进行分析,根据分析提出一种新型弯桥支座布置方案以及支座形式,然后通过midas/civil软件建立三跨弯桥模型模拟弯桥使用过程中,车辆驶过造成的离心力作用、温度变化效应、徐变效应的影响,计算弯桥使用过程中可能发生的位移变化,支座支反力大小。最后根据此结果,确定支座尺寸参数,将其运用于实际的工程中。该布置方案中,自复位支座可以在箱梁受力爬移后通过自重使其复位,起到抗爬移作用;端部拉压式支座不仅能起到抗爬移作用,还起到了抗倾覆的作用。此布置方案可用于实现箱梁倾覆变形的分类控制,为曲线梁桥提升抗爬移及提升倾覆承载力提供科学经济的解决方案。     

独柱墩桥梁在偏载荷作用下抗倾覆验算及处理措施

为了解决独柱墩桥梁在偏心荷载作用下横向抗倾覆能力不足的问题，依托黄麻互通匝道独柱墩桥梁实例，提出了将独柱墩单支撑改为多点支撑的处理措施。首先采用数值模拟法，对该桥独柱墩在车道偏载情况下进行了受力计算，结果显示荷载作用基本组合下，一个支座出现了负反力，不满足抗倾覆验算工况特征状态1的要求。然后采用在独柱墩顶部增设钢盖梁加固措施后，经结构计算及实践证明，有效解决了支座脱压的问题。研究结果表明：在偶然偏心荷载作用下，独柱墩所在桥跨的支座存在脱空的隐患；通过将独柱单支撑改为多点支撑的措施可有效解决支座脱空问题；独柱墩顶部增设钢盖梁后整座桥梁的抗倾覆能力得到了明显提升。     

超载作用下独柱墩桥梁抗倾覆稳定性分析与加固研究

在重型车辆通过独柱墩桥梁时,易引起箱梁上构横向倾覆。针对广东某高速公路1年内超载车辆分析,确定该段内桥梁汽车荷载效应,划分切合实际的荷载组合,分析验算超载下独柱墩桥梁整体横向抗倾覆性能,并根据验算结果及实际情况,研究独柱墩连续箱梁桥增设支撑体系、设置抗拔销的可行性与合理性,对该类桥的抗倾覆设计提出加固方案。     

独柱墩梁桥抗倾覆承载力计算方法

为了明确独柱墩梁桥的破坏机理并提出有效的抗倾覆承载力计算方法,基于箱梁、支座和桥墩三者之间的相互作用关系,构造了抗倾覆承载力实用计算方法,并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。对上虞春晖大桥采用实用计算和建立有限元模型方法进行了对比研究,并与倒塌现场实际倾覆荷载进行了对比验证。研究结果表明:独柱墩梁桥抗倾覆力矩包括上部结构自重和端部支座反力对转动中心的力矩;采用实用计算方法和有限元模拟得到的倾覆极限荷载与春晖桥现场倒塌实测荷载均较为吻合,验证了实用计算方法和有限元模型的正确性;上部结构线重度对结构抗倾覆有显著影响。     

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。     

独柱混凝土曲线连续梁桥抗倾覆稳定性研究

为了对既有公路混凝土曲线连续梁桥的横向稳定安全性进行评估,以中间墩采用独柱单支座支承的曲线连续梁桥为对象,基于安全系数法,定义抵抗倾覆的稳定力矩与产生倾覆作用的力矩的比值为抗倾覆稳定系数,计算曲线连续梁桥在自重和汽车荷载作用下的抗倾覆稳定系数并进行分析。结果表明:中间墩采用独柱支座支撑的曲线连续梁桥的抗倾覆稳定系数值与曲线半径不是单调递增或单调递减的关系,存在最不利曲线半径;在最不利曲线半径附近范围内,中间墩采用独柱单支座支撑桥梁的抗倾覆安全富余度很小甚至不足;直线桥的抗倾覆稳定性远高于曲线梁桥,曲线梁桥的抗倾覆稳定性与中间墩支撑形式有关。中间墩单支座外偏布置或改为双支座可提高曲线梁桥的抗倾覆稳定性。     

三跨独柱连续钢混叠合梁桥抗倾覆稳定性分析

以某三跨独柱墩连续钢混叠合梁桥为例,采用空间有限元模型模拟结构受力特点,按照相关规程规定,对原桥进行设计极限荷载作用下的抗倾覆稳定分析。进而对实际可能出现的不同车辆荷载及布置形式进行分析,研究其对相关抗倾覆稳定参数的影响,进一步确定可能发生倾覆的极端荷载布置形式。最后,按照设计车辆荷载进行现场加载试验,进一步验证该桥梁的抗倾覆性能。结合计算与试验的结果,探讨相关规程对该类桥梁抗倾覆规定的合理性,提出现阶段避免此类型桥梁发生倾覆事故的建议。