獨(dú)柱墩連續(xù)箱梁橋抗傾覆改造方案設(shè)計(jì)

張 芹

(中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院，陜西 西安 710000)

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·橋梁·隧道·

獨(dú)柱墩連續(xù)箱梁橋抗傾覆改造方案設(shè)計(jì)

張 芹

(中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院，陜西 西安 710000)

以陜西省某高速公路獨(dú)柱墩連續(xù)箱梁工程為例，對(duì)該橋梁的抗傾覆穩(wěn)定性進(jìn)行了驗(yàn)算分析，提出了橫向增大原獨(dú)柱墩截面的改造方案，指出加固后該橋梁滿足抗傾覆要求，且過(guò)渡墩處內(nèi)側(cè)支座不出現(xiàn)脫空現(xiàn)象。

獨(dú)柱墩橋梁，抗傾覆力矩，荷載，加固方案

0 引言

近年來(lái)，全國(guó)多地發(fā)生大橋上部結(jié)構(gòu)傾覆導(dǎo)致橋梁垮塌的事故，哈爾濱三環(huán)路群力高架橋洪湖路上行匝道發(fā)生傾覆事故后，獨(dú)柱墩橋梁的傾覆問(wèn)題引起了社會(huì)和橋梁設(shè)計(jì)行業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注。陜西省對(duì)同類橋梁進(jìn)行了核查，并對(duì)存在安全隱患的橋梁進(jìn)行了改造。

本文以陜西省某高速公路一獨(dú)柱墩連續(xù)箱梁工程為例，分析獨(dú)柱墩橋梁在超重偏載作用下發(fā)生橫向失穩(wěn)的力學(xué)機(jī)理，針對(duì)性的提出加固措施，并對(duì)加固后橋梁橫向穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1 項(xiàng)目概況

該橋?yàn)楝F(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)箱梁，跨徑組合為25 m+33 m+25 m，全聯(lián)長(zhǎng)83 m。橋梁平面位于右偏緩和曲線及直線上，中間墩為獨(dú)柱單支撐，過(guò)渡墩為雙支撐、支座間距2.5 m，橋面寬10 m。箱梁采用單箱單室截面，懸臂長(zhǎng)1.75 m。該聯(lián)平面圖及

橫斷面如圖1,圖2所示。

由圖1可知，該橋平面線形較為平直，相比曲線橋，直線橋或大半徑緩和曲線橋更易傾覆[1]。

2 驗(yàn)算荷載選取

根據(jù)對(duì)以往橋梁事故的分析可知，橋梁傾覆時(shí)均存在嚴(yán)重超載現(xiàn)象，所以對(duì)橋梁進(jìn)行抗傾覆驗(yàn)算及加固設(shè)計(jì)時(shí)不能采用常規(guī)荷載。

根據(jù)《關(guān)于橋梁上部結(jié)構(gòu)抗傾覆驗(yàn)算汽車荷載的規(guī)定》(浙交路[2009]102號(hào)文)及實(shí)際交通調(diào)查的結(jié)果，采取以下四種工況對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了抗傾覆驗(yàn)算：

工況一：公路—Ⅰ級(jí)車道荷載；工況二：1.3倍公路—Ⅰ級(jí)車道荷載；工況三：規(guī)范55 t車輛荷載密布；工況四：1.3倍規(guī)范55 t車輛荷載密布。原橋抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果如表1所示。

表1 原驗(yàn)算報(bào)告中橋梁抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果

通過(guò)以上計(jì)算結(jié)果看出，該匝道橋僅在工況一下滿足橋梁抗傾覆要求，需對(duì)其采取必要的加固措施，以保證橋梁在運(yùn)營(yíng)中的安全。

萍鄉(xiāng)春鑼曲詞生動(dòng)流暢、通俗易懂，演唱常用夸張手法。曲詞句數(shù)不拘，兩句一韻，有時(shí)四句、八句一韻，換韻靈活多樣，多為七字句。有時(shí)為了增加節(jié)奏的變化，字?jǐn)?shù)可多可少，采取戲曲的“垛板”演唱。這些音調(diào)與萍鄉(xiāng)方言的音調(diào)結(jié)合緊密，具有濃厚的地方特色。萍鄉(xiāng)春鑼的最大特征就是“見(jiàn)贊”。如：見(jiàn)人贊人、見(jiàn)物贊物、見(jiàn)事贊事。無(wú)論是男女老少、茶樓藥鋪還是多多少少的段子，演繹者總能充分“贊”的優(yōu)勢(shì)。

3 加固方案

該橋梁抗傾覆安全儲(chǔ)備不足，為保證結(jié)構(gòu)的安全使用，施工方便可行，采用橫向增大原獨(dú)柱墩截面的方案：在原橋墩墩柱橫向兩側(cè)澆筑混凝土立柱，新澆筑混凝土立柱通過(guò)植筋與原橋墩墩柱及承臺(tái)相連，將原橋獨(dú)柱墩的單點(diǎn)支撐改為雙點(diǎn)支撐。該匝道橋上跨三環(huán)，獨(dú)柱墩侵占三環(huán)輔道的人行道，采用增大原橋墩截面的方案而非在原橋墩兩側(cè)設(shè)置獨(dú)立的立柱可以盡可能的減少對(duì)人行道的占用和對(duì)駕駛員視野的影響。加固方案如圖3所示。

橋梁獨(dú)柱墩單點(diǎn)支撐改為雙點(diǎn)支撐的加固方案優(yōu)點(diǎn)分析：

1)降低全橋的扭矩設(shè)計(jì)值，使得上部結(jié)構(gòu)本身受扭矩破壞的風(fēng)險(xiǎn)降低。

2)橋墩橫橋向彎矩設(shè)計(jì)值降低，更有利于橋梁整體穩(wěn)定。

3)聯(lián)端雙支座出現(xiàn)支座脫空的可能性降低。

4 加固效果

對(duì)獨(dú)柱墩進(jìn)行加固后，重新計(jì)算該橋的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)，計(jì)算過(guò)程及計(jì)算結(jié)果如下所述。

4.1 確定傾覆軸線與加載位置

根據(jù)結(jié)構(gòu)形式和支座布置，確定本橋處置后傾覆軸線，如圖4所示，可知加固后橋梁抗傾覆軸線較原橋抗傾覆軸線外移。

車輛橫向布置，按照外側(cè)輪中心線距離護(hù)欄內(nèi)側(cè)50 cm布置，如圖5所示。

通過(guò)圖5可以看出，在抗傾覆軸線外側(cè)橫橋向布置一列車時(shí)

為抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算最不利加載狀態(tài)，應(yīng)由此計(jì)算抗傾覆力矩和活載產(chǎn)生的傾覆力矩。

4.2 計(jì)算抗傾覆力矩

恒載作用下各支座反力采用midas有限元軟件進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算模型如圖6所示。

計(jì)算得到加固后Sbk=31 407.4。

4.3 計(jì)算活載產(chǎn)生的傾覆力矩

加固后，本橋抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果如表2所示。

表2 朱宏路DD匝道第二聯(lián)處置后抗傾覆驗(yàn)算結(jié)果

加固后，橋臺(tái)及聯(lián)端的支座反力如表3所示。

表3 加固后匝道橋臺(tái)及過(guò)渡墩內(nèi)側(cè)支座最小支反力值

通過(guò)以上計(jì)算結(jié)果看出，加固后，該匝道橋在四種工況下，均滿足橋梁抗傾覆要求，且過(guò)渡墩處內(nèi)側(cè)支座不出現(xiàn)脫空現(xiàn)象，加固措施有效可行。

5 結(jié)語(yǔ)

由文中改造前后該匝道橋抗傾覆性能的對(duì)比可知，將單點(diǎn)支撐變?yōu)殡p點(diǎn)支撐是解決獨(dú)柱墩連續(xù)箱梁橋抗傾覆穩(wěn)定性不足行之有效的方法，具體實(shí)施方案可根據(jù)原橋?qū)嶋H情況靈活設(shè)計(jì)，以經(jīng)濟(jì)可行為原則，不拘一格。

[1] 翁沙羚,辛紅升,陳 敏.獨(dú)柱墩連續(xù)箱梁橋橫向失穩(wěn)機(jī)理分析與探討[J].公路交通科技，2012(6)：64-67.

[2] JTG D60—2004，公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范[S].

[3] JTG D62—2004，公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

Antidumping transformation scheme design of single-column-pier continuous-box girder

Zhang Qin

(ChinaCommunication1stHighwaySurvey&DesignAcademy,Xi’an710000,China)

Taking the highway single-column-pier continuous-box girder engineering of Shannxi province as an example, the paper checks and analyzes the bridge antidumping stability, puts forward the transformation scheme of enlarging horizontal single-column-pier section, and finally points out that: the reinforced bridge meets antidumping demands, and the disengaging phenomenon will not occur in the internal bearing of the transition pier.

single-column-pier bridge, antidumping moment, load, reinforcement scheme

1009-6825(2017)07-0143-02

2016-12-24

張 芹(1985- )，女，工程師

U442.54

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