獨(dú)柱墩橋梁結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算及處理方案探討

韋心意

廣西界圍信息科技有限公司，廣西南寧 530007

近年來(lái)，我國(guó)城市化建設(shè)步伐越來(lái)越快，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成積極促進(jìn)作用，但是在一些實(shí)際運(yùn)用中，常常出現(xiàn)一些問(wèn)題，尤其是在獨(dú)柱墩橋建筑結(jié)構(gòu)中。由于其建筑具有結(jié)構(gòu)輕巧、工程量小以及橋下通透性良好等眾多優(yōu)點(diǎn)，因此，在建筑過(guò)程中被廣泛應(yīng)用。但同時(shí)獨(dú)柱墩橋也存在很多缺點(diǎn)，如建筑中橋梁的支座設(shè)置往往是依靠單點(diǎn)支撐的，而這種結(jié)構(gòu)在實(shí)際使用中很容易產(chǎn)生很多安全隱患。

1 獨(dú)柱墩橋梁的抗傾覆能力判斷標(biāo)準(zhǔn)

在當(dāng)前我國(guó)的獨(dú)柱墩橋梁運(yùn)用過(guò)程中，由于各種原因，經(jīng)常發(fā)生一些事故，對(duì)人們的出行，以及我國(guó)的交通運(yùn)輸方面造成重大影響。為此，相關(guān)部門應(yīng)該根據(jù)情況，采取一些有效措施進(jìn)行防范，尤其對(duì)獨(dú)柱墩橋梁的抗傾覆能力進(jìn)行有效判定，是加強(qiáng)我國(guó)交通運(yùn)輸事業(yè)發(fā)展的必要前提。因此，本文便從兩方面對(duì)此進(jìn)行判定。

1.1 判定橋梁傾覆能力的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施方案

1.1.1 方案一

獨(dú)柱墩橋梁上部結(jié)構(gòu)的抗傾覆能力，其穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)該滿足：

式中：Kqf——橫向抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)；Sbk——橋梁結(jié)構(gòu)上部?jī)A覆的汽車荷載值；Sak——橋梁上部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的作用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

1.1.2 方案二

式中：Kqf——橋梁的橫向抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)；γ0——橋梁結(jié)構(gòu)重要性的相關(guān)系數(shù)；Sb，cdj——橋梁上部結(jié)構(gòu)自重作用的效應(yīng)組合計(jì)值，其中作用分項(xiàng)系數(shù)表示1.0，Ss，gdi——橋梁上部結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的結(jié)構(gòu)自重作用效應(yīng)組合計(jì)值，其中作用分項(xiàng)的系數(shù)為1.2，Sb，gdi——橋梁上部結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的可變作用的效應(yīng)組合計(jì)值，其中汽車的荷載分項(xiàng)系數(shù)一般為1.8，而對(duì)其余的荷載分項(xiàng)系數(shù)一般都取1.0。

1.2 抗傾覆設(shè)計(jì)方案的完善和強(qiáng)化

在當(dāng)前我國(guó)大多數(shù)獨(dú)柱墩橋梁的建筑中，一般都采用方案二來(lái)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榇朔椒ㄔ趯?shí)際使用過(guò)程中，往往會(huì)涉及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及使結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的結(jié)構(gòu)自重作用，因此，常常需要選取不同的荷載分項(xiàng)系數(shù)。此外，由于箱梁頂板、腹板以及底板等多方面的空間分布性相對(duì)比較復(fù)雜，因此，工作人員在其實(shí)際使用過(guò)程中，無(wú)法對(duì)此進(jìn)行實(shí)際性的區(qū)分，那么對(duì)于橫向傾覆的曲線橋梁等方面，其難度也就更加困難了。此外，在計(jì)算過(guò)程中，我們還經(jīng)常性的受到外界因素的干擾，并因此使得具體施工操作過(guò)程受到巨大的阻礙作用，同時(shí)也對(duì)計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生各種影響，使其缺乏嚴(yán)格性、準(zhǔn)確性。為此，我們需要對(duì)此方案采取一些必要措施進(jìn)行加強(qiáng)操作，以保證獨(dú)柱墩橋梁建筑的安全及可靠。

1.2.1 恒載反力方法

在對(duì)橋梁的傾覆程度維護(hù)方案中，首先以傾覆軸為中心進(jìn)行區(qū)分，然后再利用兩側(cè)的恒載支反力向上，分別使得橋梁上部的結(jié)構(gòu)趨向穩(wěn)定，然后再將上部的結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的自重效應(yīng)進(jìn)行科學(xué)、有效的計(jì)算。

1.2.2 恒載自重面積分配法

先將橋梁的傾覆軸作為劃分的界限，然后再根據(jù)實(shí)際情況，以面積為單位將傾覆軸兩側(cè)恒載自重進(jìn)行科學(xué)分配，然后使得橋梁上部結(jié)構(gòu)的自重效應(yīng)和失穩(wěn)的自重效應(yīng)等進(jìn)行有效控制。

2 獨(dú)柱墩橋梁安全驗(yàn)算以及處理方案

經(jīng)過(guò)相關(guān)的研究和實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在眾多的橋梁使用中，仍存在著很多的問(wèn)題，尤其是在橋梁的支座脫空方面以及抗傾覆能力不足等各方面，都有著很多的安全隱患問(wèn)題。但是，根據(jù)調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這兩者之間并沒(méi)有聯(lián)系性，也就是這兩者之間既可以互相存在，又可以獨(dú)立存在。此外，這兩者產(chǎn)生也具有一定的條件，就對(duì)于抗傾覆能力獨(dú)柱墩橋來(lái)說(shuō)，其存在大多位于直徑在100～300m之間曲線橋梁中，而對(duì)于那些直線橋以及100米以內(nèi)的小半徑橋梁，則具有很高的抗傾覆能力。另外，對(duì)于那些支座脫空的橋梁，其大多存在于半徑為100m左右大型跨徑預(yù)應(yīng)力曲線橋梁中。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，這種情況存在的主要原因有以下幾方面：

2.1 傾覆主軸的位置影響

對(duì)于某些獨(dú)柱墩橋梁來(lái)說(shuō)，其抗傾覆能力的程度主要是因?yàn)閮A覆軸的位置而影響的，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，如果橋梁的支座大多集中分布在傾覆軸周邊的話，通常情況下，其抗傾覆能力一般較低；相反，如果支座較多的偏離橋梁的傾覆軸，那么與其相對(duì)應(yīng)的傾覆能力，往往較高。

2.2 預(yù)應(yīng)力曲線梁的作用

由于支座脫空現(xiàn)象主要發(fā)生于預(yù)應(yīng)力曲線梁，因此，與曲線梁相對(duì)應(yīng)直線梁便有著很多的特點(diǎn)，對(duì)橋梁支座脫空有著重要影響，其中主要包括以下幾點(diǎn)：第一，直線梁中外緣彎曲程度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于內(nèi)緣之間的彎曲應(yīng)力；第二，恒載產(chǎn)生扭曲，使得橋梁總之處于彎曲、扭矩的受力狀態(tài)，對(duì)其質(zhì)量造成一定影響。第三，預(yù)應(yīng)力次內(nèi)力的作用，使得箱梁所受力較大，因此很容易產(chǎn)生扭矩現(xiàn)象，并且在一定條件，很容易引發(fā)橋臺(tái)和過(guò)渡墩處的曲線內(nèi)側(cè)出現(xiàn)支座脫空現(xiàn)象。

針對(duì)以上出現(xiàn)的問(wèn)題，我們也做出一些解決方案，其中經(jīng)常采用方案主要有兩種，一是獨(dú)柱墩增加鋼蓋梁方案，另一種是獨(dú)柱墩增加混凝土蓋梁方案。綜合來(lái)說(shuō)，這兩種方案是最適應(yīng)我國(guó)階段發(fā)展的要求，并且在對(duì)存在安全隱患的橋梁進(jìn)行加固的過(guò)程中也發(fā)揮出重要作用。其中，對(duì)于那些柱徑較大，柱高較高的橋梁，一般所采用方案便是增設(shè)鋼蓋梁的處理方法，對(duì)于直徑較小，以及柱高較低的橋梁，則采用增設(shè)混凝土蓋梁處理。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，加強(qiáng)對(duì)獨(dú)柱墩橋梁結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算及處理方案的分析，對(duì)我國(guó)建筑事業(yè)發(fā)展有著重要影響，但是在實(shí)際施工和運(yùn)行中，仍然存在著很多問(wèn)題，尤其是對(duì)于獨(dú)柱墩橋梁的結(jié)構(gòu)安全性問(wèn)題，為保證人們的出現(xiàn)安全，以及我國(guó)城市的和諧發(fā)展，相關(guān)工作人員必須要根據(jù)實(shí)際情況，采取有效措施對(duì)其進(jìn)行管理，以提高橋梁建筑質(zhì)量，進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)遠(yuǎn)性發(fā)展。

[1] 吳宏業(yè).獨(dú)柱墩橋梁結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算及處理方案探討[J].北方交通，2014（2）：58-61.

[2] 王榮華.橋梁結(jié)構(gòu)安全性與耐久性的現(xiàn)狀分析[J].中國(guó)市政工程，2012（2）：30-32，99.