高速支線上跨獨(dú)柱墩橋梁抗傾覆能力分析

邱冬 趙翔

摘 要：近些年來獨(dú)柱墩橋梁的傾覆事故時(shí)有發(fā)生，引起了業(yè)內(nèi)的高度關(guān)注，大多數(shù)發(fā)生傾覆事故的橋梁在之前常規(guī)檢查檢測中并沒有發(fā)現(xiàn)問題，說明單純靠常規(guī)的檢查檢測并不能有效排除安全隱患。橋梁是否存在傾覆的隱患，需先對其傾覆穩(wěn)定性通過相關(guān)驗(yàn)算通過結(jié)果進(jìn)行分析探討，依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范對獨(dú)柱墩橋梁橫向抗傾覆的驗(yàn)算規(guī)定，計(jì)算分析了某一類型獨(dú)柱墩橋梁的抗傾覆能力，為獨(dú)柱墩橋梁的加固設(shè)計(jì)提供思路。

關(guān)鍵詞：高速公路;獨(dú)柱墩橋梁;傾覆穩(wěn)定性

中圖分類號(hào)：U445.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

高速支線上跨橋中的獨(dú)柱墩橋梁由于其外形美觀，經(jīng)濟(jì)性能好等優(yōu)點(diǎn)，在公路工程中的應(yīng)用比較廣泛。而對于高速公路中的獨(dú)柱墩上跨橋，又以四跨三獨(dú)柱墩的形式較為常見，根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范[1]對獨(dú)柱墩橋梁橫向抗傾覆穩(wěn)定性的驗(yàn)算規(guī)定，分別計(jì)算分析了三座相同上部結(jié)構(gòu)形式的高速支線上跨獨(dú)柱墩橋梁的抗傾覆穩(wěn)定性并對其橫向抗傾覆能力進(jìn)行了綜合分析，望通過分析能夠?qū)Κ?dú)柱墩橋梁的加固設(shè)計(jì)提供思路。

1 工程概況

梳理了省內(nèi)已修建的高速支線上跨橋，通過歸納從高速支線上跨橋中挑選出3座其上部結(jié)構(gòu)形式一致，皆為四跨三獨(dú)柱墩橋梁。所選的案例板梁底部寬皆為4 m，梁高同為0.8 m，1#～3#橋墩皆為直徑為1.2 m的圓柱墩，橋臺(tái)支座間距及設(shè)計(jì)荷載等級(jí)設(shè)定見表1。

2 抗傾覆分析內(nèi)容

對三座獨(dú)柱墩上跨橋的橫向抗傾覆能力[2-3]的分析將按照現(xiàn)行的規(guī)范要求通過某有限元軟件進(jìn)行計(jì)算，案例橋梁原荷載等級(jí)皆為汽-20級(jí)，掛-100，建設(shè)年代均在2000年間，現(xiàn)將按照現(xiàn)行規(guī)范要求統(tǒng)一用公路II級(jí)用作驗(yàn)算荷載，橫向抗傾覆能力的結(jié)果將與規(guī)范要求的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對，比對標(biāo)準(zhǔn)主要為以下兩條：（1）穩(wěn)定系數(shù)是否大于等于2.5;（2）橋臺(tái)支座是否出現(xiàn)負(fù)反力。

3 驗(yàn)算結(jié)果及分析

3.1 驗(yàn)算結(jié)果

按現(xiàn)行規(guī)范驗(yàn)算后，案例1、2、3支橋臺(tái)座皆出現(xiàn)負(fù)反力，橫向抗傾覆系數(shù)為0.96、1.06、1.13、計(jì)算數(shù)據(jù)詳見下表2、3、4。

3.2 驗(yàn)算分析

選定的3座高速支線獨(dú)柱墩上垮橋計(jì)算結(jié)果皆未滿足現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，在特征狀態(tài)1結(jié)果中均有著支座負(fù)反力的出現(xiàn)，在特征狀態(tài)2結(jié)果中均小于規(guī)范要求的2.5安全系數(shù)。通過案例的結(jié)果數(shù)據(jù)對比可以發(fā)現(xiàn)相同荷載條件、上部結(jié)構(gòu)形式及跨徑的獨(dú)柱墩橋，其橋臺(tái)支座的間距對橋的抗傾覆能力有一定的影響，支座間距拉大，橋梁其抗傾覆能力相應(yīng)增強(qiáng)。相同荷載條件、上部結(jié)構(gòu)形式及橋臺(tái)支座間距的獨(dú)柱墩橋，其跨徑縮小，橋梁其抗傾覆能力相應(yīng)增強(qiáng)。

4 結(jié)論

通過分析結(jié)果可以知道選定的三座四跨三獨(dú)柱墩橋梁其抗傾覆能力皆不滿足現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求，建議進(jìn)行相關(guān)的加固改造措施。

案例計(jì)算出的結(jié)果數(shù)據(jù)與規(guī)范要求的2.5安全系數(shù)有一定的差距，可以看出早些年代建設(shè)的此類獨(dú)柱墩橋梁其抗傾覆能力對于現(xiàn)行規(guī)范來說較多已不滿足現(xiàn)在的使用要求，為了減少交通安全隱患，建議重點(diǎn)對高速上跨三獨(dú)柱墩的橋梁進(jìn)行針對橫向抗傾覆能力的相關(guān)排查。

參考文獻(xiàn)：

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