混凝土箱梁抗傾覆性及增強途徑

孫輝

摘? ? 要：隨著我國社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，有力的推動了我國建筑行業(yè)的進步，尤其是我國的道路交通越來越發(fā)達，各種道路橋梁工程也如雨后春筍般的不斷涌現(xiàn)。有研究資料顯示，我國目前已經(jīng)建成的橋梁超過76萬座，處于世界領(lǐng)先地位。而在我國的橋梁之中，大多數(shù)都屬于混凝土箱型梁橋。因此，本文首先將分析影響混凝土箱型梁橋抗傾覆性的主要因素，然后詳細闡述提高混凝土箱型梁橋抗傾覆性的具體措施，希望可以為相關(guān)工作人員提供有用的參考。

關(guān)鍵詞：混凝土箱梁;抗傾覆性;增強措施

1? 前言

現(xiàn)如今我國的橋梁中，混凝土箱型梁橋應用的十分廣泛。該橋型具有外形美觀、視覺效果好以及線條流暢等多種優(yōu)點，還有著極其優(yōu)秀的抗扭剛度，在城市中有著很好的適用性，特別是位于小半徑曲線上的高架橋、互通匝道橋等。但是，近些年來我國經(jīng)常出現(xiàn)橋梁事故，而其中混凝土箱型梁橋橫向傾覆事故在其中占據(jù)著不小的比例，對我國社會帶來了極大的不良影響。所以，就有必要積極的分析導致混凝土箱型梁橋出現(xiàn)事故的主要原因，探索提高混凝土箱型梁橋的抗傾覆性的具體措施，從而避免混凝土箱型梁橋再次出現(xiàn)事故。

2? 影響混凝土箱型梁橋抗傾覆性的主要因素

橋梁事故的出現(xiàn)，通常與橋梁結(jié)構(gòu)失穩(wěn)有關(guān)。然而，通過對出現(xiàn)事故的混凝土箱型梁橋進行分析，可以發(fā)現(xiàn)其中大多數(shù)都屬于橋梁傾覆事故。例如，在2012年8月哈爾濱出現(xiàn)的陽明灘大橋引橋匝道橋傾覆事故。導致這起事故出現(xiàn)的主要原因就是四輛載重車，這四輛載重車的總重超過485噸，而該橋梁的設計值為288噸左右，這幾乎超過了設計值的2.5倍。所以，可以確認導致該橋梁出現(xiàn)事故的主要原因就是超重和偏載[1]。

同時，位于南京雨花臺區(qū)小行地鐵站的混凝土箱型梁防撞墻在施工時，出現(xiàn)梁體傾覆事故。專家組根據(jù)相關(guān)的施工資料以及設計文件，對事故現(xiàn)場進行全面的勘察后，初步判斷導致該事故出現(xiàn)的原因為：施工方在施工過程中，沒有根據(jù)正確的施工步驟進行施工，再加上施工現(xiàn)場管理疏忽導致。最主要的則是在施工中混凝土箱型梁的受到荷載偏心作用的影響，造成傾覆問題的發(fā)生。

3? 提高混凝土箱型梁橋抗傾覆性的具體措施

3.1? 魯棒性對增強混凝土箱型梁橋抗傾覆性的具體措施

魯棒性源于英語中強壯的意思，在道路橋梁工程中代指的是整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和堅固性。其誕生于控制理論，指的是表征控制系統(tǒng)對不敏感參數(shù)攝動的反應特性，屬于保證道路橋梁系統(tǒng)在出現(xiàn)危險或者是異常情況時安全性的關(guān)鍵，一旦橋梁結(jié)構(gòu)受到意外擾動時，具有避免橋梁受到完全破壞以及抵抗連續(xù)破壞作用。雖然我國在近數(shù)十年來，一直處于大規(guī)?？焖侔l(fā)展的過程中，建設了大量的工程項目，甚至其中很多的工程項目處于世界一流的水準，例如說杭州灣跨海大橋、港珠澳大橋以及南京長江大橋等，但是其中對結(jié)構(gòu)魯棒性的規(guī)定卻不是很多，還有很多結(jié)構(gòu)，不具備統(tǒng)一的整體魯棒性。有研究人員發(fā)現(xiàn)，在混凝土箱型梁橋中，能夠有效提高其結(jié)構(gòu)后期的安全性，這樣在其后期運營時期，就能夠更好的抵抗各種意外傷害，避免橋梁受到完全破壞。

之所以會如此，主要是因為傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)往往是豎向傳力系統(tǒng)，在建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)部通常都有著多重的傳力構(gòu)件，因為在建筑結(jié)構(gòu)中，有著很多較高的結(jié)構(gòu)冗余度，但是其傳力路徑卻比較簡單。比如說，在梁橋中通常其載荷都是利由梁傳遞到橋臺或者是橋墩上，所以整體魯棒性問題在橋梁結(jié)構(gòu)中占據(jù)著至關(guān)重要的地位。有實踐研究的結(jié)果表明，一旦橋梁出現(xiàn)事故問題，橋梁結(jié)構(gòu)為受到完全破壞前，其整體受力性不會喪失。因此，就可以采用增強橋梁結(jié)構(gòu)整體魯棒性的方式，有效提高梁橋的抗傾覆性能[2]。

需要注意的是，在設計橋梁的魯棒性時，不僅要滿足其中的各種規(guī)范要求，還要對橋梁的細節(jié)以及整體都要有深入性的認識。第一，對橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部的冗余度進行深入分析，尤其是要確定傳力路徑是否足夠，這樣一旦橋梁在受到破壞負荷的影響時。即使有部分結(jié)構(gòu)受到破壞，也可以保證橋梁還有其他的傳力路徑。第二，通過建立模型或者是根據(jù)自身經(jīng)驗分析導致橋梁出現(xiàn)傾覆問題的主要原因，并根據(jù)其原因增強橋梁的抗傾覆能力。第三，分析在橋梁傾覆時，橋梁結(jié)構(gòu)受到破壞的主要順序，并探究受到破壞的最大部位[3]。

3.2? 強化延性設計對增強混凝土箱型梁橋抗傾覆性的具體措施

一旦混凝土箱型梁橋出現(xiàn)傾覆的問題，那么就無法對其進行控制，也難以很好的預見。再加上橋梁傾覆屬于瞬時發(fā)生，那么橋梁結(jié)構(gòu)的完整性就會徹底喪失，導致橋梁出現(xiàn)不可逆性的破壞。而將強化延性設計理論應用到橋梁工程之中，能夠充分利用鋼筋混凝土的受彎延行特點，對橋梁的偏載問題進行提前預警。尤其是橋梁的延性受到破壞時，其結(jié)構(gòu)如果尚可以承受荷載時，而且其承載能力如果處于不顯著降低的狀態(tài)中，那么就會出現(xiàn)變形平臺，在這個階段對其進行有效的卸載，就能夠使橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力得到恢復，并且，不會對橋梁結(jié)構(gòu)的整體造成不可逆性的破壞。同時，在橋梁結(jié)構(gòu)受到完全破壞之前，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)將會出現(xiàn)撓度增大以及出現(xiàn)裂縫等現(xiàn)象。只要能夠在這個階段及時發(fā)現(xiàn)，就可以有效的避免橋梁出現(xiàn)事故問題[4]。

在對橋梁進行設計的過程中，可以應用較小的橫向抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)，這樣一旦發(fā)生非預期負荷時，能夠承受較強的荷載。同時，如果是使用延性結(jié)構(gòu)的橫梁，一旦發(fā)生上部超載問題，如果出現(xiàn)裂縫，將會出現(xiàn)明顯的變形，能夠給相關(guān)工作人員留出充足的反應時間。尤其是橋梁結(jié)構(gòu)銀景觀要求不適用應用蓋梁，就能夠通過墩梁固結(jié)的方式進行施工，這樣就能夠有效發(fā)揮橋墩的柔性，從而更好的適應上部結(jié)構(gòu)的變形要求，避免橋梁出現(xiàn)傾覆的問題。而在實際施工中，還有著以下幾點注意事項：第一，在澆筑橋梁兩側(cè)的防撞護欄時，需要兩側(cè)同時進行，如果條件不允許的話。也可以先澆筑曲線梁橋弧線內(nèi)側(cè)，然后再澆筑外側(cè)。第二，在對橋梁的預應力進行張拉時，需要密切注意橋梁的變化。第三，為了避免發(fā)生傾覆事故，在對橋梁工程進行施工時，要盡可能的避免在橋梁一側(cè)過多的堆積施工材料，而且施工車輛也必須在道路的中心線行駛，避免出現(xiàn)偏載問題[5]。

4? 結(jié)束語

總而言之，隨著我國進入改革開放，使得我國的高級道路橋梁也是與日俱增，而混凝土箱型梁橋由于具有施工方便、結(jié)構(gòu)造型簡潔以及受力明確等諸多優(yōu)點，獲得了廣泛的應用。通常情況下，混凝土箱型梁橋的使用年限都超過50年，然而在實際的使用過程中，往往數(shù)年后就會出現(xiàn)很多的問題，甚至是出現(xiàn)嚴重的傾覆事故。通過分析其中的影響因素，我們發(fā)現(xiàn)導致混凝土箱型梁橋出現(xiàn)事故的原因有很多，而且并不是某一個單一的因素導致的，通常是由多個因素引發(fā)的。所以，為了有效提高混凝土箱型梁橋的抗傾覆性，就需要對運營、施工、加固以及設計等多個方面加強考慮，并采取有效的增強措施，保證混凝土箱型梁橋的安全性。

參考文獻：

[1] 魯昌河，萬志勇，梁立農(nóng)等.獨柱墩連續(xù)箱梁橋抗傾覆驗算與加固分析[J].廣東公路交通，2018（3）：22～27.

[2] 劉芳芳.獨柱墩連續(xù)箱梁抗傾覆安全性計算與分析[J].城市道橋與防洪，2019（5）：119～121.

[3] 姜天華，王威，楊云鋒等.鋼纖維混凝土箱梁在爆炸荷載作用下的動態(tài)響應[J].混凝土與水泥制品，2019（9）：46～47.

[4] 孫艷麗[1].現(xiàn)澆預應力混凝土連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析[J].湖北理工學院學報，2019（3）：43～47.

[5] 馬玉榮，陳海波，呂改鋒等.獨柱墩橋梁上部結(jié)構(gòu)抗傾覆穩(wěn)定性分析[J].太原科技大學學報，2019（4）：316～322.