公路桥梁倾覆风险分析及监测技术研究

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公路桥梁工程安全风险评估报告

公路桥梁工程安全风险评估报告

公路桥梁工程安全风险评估报告公路桥梁工程是一个国家基础建设的重要组成部分,它直接关系到全国的财富和民生。

然而,公路桥梁工程所涉及的工程安全风险也是大家所关注的一个重要问题。

为了能够更好的提高公路桥梁工程的施工安全水平,我们需要进行安全风险评估报告工作。

一、背景公路桥梁工程作为一个公共工程,其安全性和科学性对公众至关重要。

不幸的是,时常有公路桥梁工程发生的事故,给人民群众带来重大的财产损失和身心伤害。

此外,公路桥梁安全问题也会影响城市和乡村的发展,影响国家经济和人民生活,所以公路桥梁安全问题需要得到及时的处理和解决。

二、风险评估目的1. 能够正确识别公路桥梁工程施工安全的风险点、灾害性质和可能造成的后果;2. 可以评估和分析公路桥梁工程安全风险的程度,并对其产生的潜在危害和风险进行定量评价;3. 能够帮助工程设计人员或者施工单位更好的识别和解决工程安全风险问题,以达到预期工程目标;4. 能够提供有建设性的安全建议和技术措施,以有效地减少工程安全风险并提高工程安全质量。

三、评估方法1. 调查和收集安全风险资料。

对于公路桥梁工程的安全风险评估,首先必须在开始施工前对现场进行详细的调查和收集相关安全风险的资料。

主要包括地形、土质、气象、水文等自然条件的调查,同时要收集现场施工人员的经验和建议,以便更全面地识别和分析施工现场的安全风险。

2. 建立风险评估模型。

建立针对公路桥梁工程的安全风险评估模型,将安全风险因素和潜在风险因素按照有关的标准进行分类,以便准确评估各种风险因素的程度和相关潜在危害。

3. 风险评估和分析。

对整个风险评估模型进行评估和分析,对于每个风险因素的评估应根据其程度和可能发生的潜在危害确定相应的风险等级。

同时根据施工工艺和使用依据对不同风险等级进行相应的预防和处理。

4. 安全建议和技术措施。

根据评估结果,对不同风险等级产生的潜在危害提供有建设性的安全建议和技术措施,以帮助工程设计人员或者施工单位更好地理解和解决安全风险问题,以达到预期工程目标。

简支曲线箱梁桥倾覆倒塌事故分析

简支曲线箱梁桥倾覆倒塌事故分析

简支曲线箱梁桥倾覆倒塌事故分析摘要:2022年8月14日、9月24日发生了两起在建独柱墩曲线梁桥倾覆倒塌事故,造成了不良的社会影响。

在建独柱墩梁桥施工过程中边界情况为简支,不同于运营中独柱墩梁桥,在施工过程中上部结构容易发生刚体转动导致倾覆破坏。

本文以中山市西环高速横栏北互通在建钢箱梁桥整体倾覆倒塌事故为案例,进行事故原因分析,提出一种将通过重心位置与支撑连线的关系作为判断倾覆发生依据的方法,并为同类在建桥梁的事故分析提供参考。

关键词:曲线梁桥,钢箱梁,简支梁桥,独柱墩,事故分析中图分类号:U447文献标识码:A0.引言近年来,多座独柱墩梁桥发生倾覆破坏事故,造成严重人员伤亡和经济损失,其存在的安全隐患已经引起中国桥梁领域专家学者的广泛重视。

国内桥梁工程相关领域研究者针对独柱墩梁桥倾覆破坏开展了大量研究。

最初大部分研究者将箱梁视作刚体,以横向刚体转动理论为基础进行相关倾覆研究[1-3]。

随着深入研究发现,以横向刚体转动计算结果高估了桥梁抗倾覆能力,彭卫兵,李盼到[4-9]等人提出基于变形体理论的倾覆计算方法并展开研究,但是变形体理论计算结果比较保守。

彭卫兵,熊文,石雪飞[10-14]等人发现要进行准确的倾覆分析需要综合考虑变形体和刚体转动以及相应的几何非线性影响。

现有倾覆研究大多以变形体计算理论为基础,而在建独柱墩梁桥多为简支梁桥受横向约束较小,倾覆时上部结构箱梁将发生刚体转动[15]应使用刚体转动理论作为计算基础。

本文以中山市西环高速横栏北互通钢箱梁桥整体倾覆倒塌事故为案例,基于现场事故残骸分析,结合ABAQUS有限元计算,进行案例桥倒塌原因调查,通过重心位置与支撑连线的关系作为判断简支梁桥倾覆发生依据的方法,为在建小曲率半径独柱墩桥梁的事故分析提供参考。

1 中山市西环高速横栏北互通倒塌事故1.1桥梁现场调查2022年9月24日上午9时13分许,中山市横栏镇在建的西环高速横栏北互通C匝道作业现场,发生简支曲线钢箱梁掉落事故。

对公路桥梁风险评估关键技术的相关研究

对公路桥梁风险评估关键技术的相关研究

对公路桥梁风险评估关键技术的相关研究摘要:公路桥梁在发挥巨大社会经济效益的同时,面临的风险问题越来越受到政府和公众的广泛关注。

面对越来越多的桥梁事故和趋于增长的生命财产损失,需要结合我国实际情况,完善城市桥梁运营期风险管理机制,同时制定有效的风险应对策略是迫切需要解决的问题。

本文在国内外已有研究成果的基础上,结合实际公路桥梁风险评估的经验,总结了桥梁风险评估的基本理论框架,并进行了城市桥梁运营期风险评估方法研究。

关键词:公路桥梁;风险评估;关键技术;中图分类号:u448.14文献标识码: a 文章编号:1. 公路桥梁风险评估的流程与关键技术1.1 风险评估的流程公路桥梁风险评估的主要步骤为:风险辨识→风险估测→风险评价→风险应对。

1.2 风险评估关键技术根据风险评估流程,风险评估的关键技术包括:风险辨识技术、风险估测技术、风险评价技术和风险应对技术。

1.3风险辨识风险辨识是风险评估的起始阶段,在这个阶段里风险评估人员要广泛的收集数据和征求意见,并在此基础上详细、透彻地分析可能存在的风险因素,进行风险类别划分,理清各风险因素及相互关系,确定评估范围。

在桥梁风险评估工作中,最大的风险莫过于采用了错误的风险辨识方法,未能有效地识别所有可能的风险。

风险辨识的工作进行的是否全面、深刻,将会直接影响到风险评估是否成功。

桥梁风险评估中风险辨识的过程可分为3个步骤:1.3.1风险因素普查要进行有效的风险辨识,首先必须对桥梁工程的各方面情况有一个全面、深入的了解,如建设条件、桥梁结构型式、设计标准与技术指标、桥梁施工方法以及结构体系性能等各方面基本信息。

在此基础上,深刻剖析评估对象,分析各种可能存在的风险事故,并依据类似工程的成功经验和失败教训及本工程的实际特点,普查风险因素存在的方式和部位。

1.3.2风险因素筛选风险因素筛选的目的是要将工程中存在但与本工程关系不大,或者说在本工程中导致风险事故发生的概率极小且该风险造成的损失又很轻微的因素及时排除在进一步的分析之外,以便专注于最重要的风险因素。

桥梁结构抗倾覆稳定性研究分析

桥梁结构抗倾覆稳定性研究分析

桥梁结构抗倾覆稳定性研究分析发布时间:2022-11-24T01:16:49.129Z 来源:《工程建设标准化》2022年第14期第7月作者:殷涛,丁楠[导读] 结合桥梁工程实例,运用有限元软件依据新规范对不同支座布置的弯桥进行了抗倾覆能力验算分析殷涛,丁楠安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司,公路交通节能环保技术交通运输行业研发中心安徽省合肥市,230000[摘要] 结合桥梁工程实例,运用有限元软件依据新规范对不同支座布置的弯桥进行了抗倾覆能力验算分析,并给出了设计阶段和运营阶段相关倾覆防控措施,避免桥梁倾覆对人们的生命财产安全带来威胁。

[关键词] 桥梁;抗倾覆;计算;防控措施1 引言[1]2007年以来,我国发生了多起桥梁倒塌倾覆事故,桥梁的稳定性和安全性越来越受到重视。

通过对倾覆形式和原因的分析,倒塌原因主要有三种:(1) 下部结构破坏,上部结构保持完好。

在极端事件下(例如地震、车辆撞击等),下部结构破坏,上部结构支承失效,引起倒塌; (2)上部结构强度破坏。

荷载作用下,上部结构因强度不足发生破坏,造成倒塌; (3)下部结构完好,上部结构倾覆破坏。

其中,由于车辆超重和桥梁支座设置不合理导致上部结构倾覆破坏,没有明显征兆,猝然发生及其危险,需要严格控制。

2 桥梁抗倾覆计算方法倾覆现象可以描述为,桥梁上部结构在超重车辆偏载作用下产生的失稳倾覆力矩超过结构恒载的稳定力矩,支座反力重新分布,部分支座脱离正常的受压状态,支承体系不再提供有效约束,上部结构绕倾覆轴线发生旋转,最终形成结构扭转大变形,横向失稳垮塌,支承约束体系破坏的现象。

桥梁的倾覆过程中先后有两个特征状态[2]: (1)某一单向受压支座开始脱空;(2)箱梁的抗扭倾覆的支承体系全部失效。

在倾覆的第2特征状态中,结构变形不再符合小位移的假定,存在几何非线性影响。

通过分析典型桥梁倾覆破坏过程的特征状态和机理,《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG 3362-2018中规定公路桥梁上部箱梁结构应按条文4.1.8进行抗倾覆验算:基本组合作用下,单向受压支座始终保持受压状态;按作用标准值进行组合时,整体式截面简支梁和连续梁的作用效应应符合要求。

公路桥梁施工安全风险总体评估及控制对策

公路桥梁施工安全风险总体评估及控制对策

公路桥梁施工安全风险总体评估及控制对策摘要:近年来我国城镇化建设的发展速度十分迅速,为建设公路与桥梁提供了更多的机会与挑战。

公路桥梁施工包含大规模的高支架现浇箱梁施工、挂篮悬浇施工,高处作业量大,安全风险点和隐患多,容易发生生产安全事故,是工程建设安全监管的重点环节。

在工程开工之初,根据施工内容进行定量或定性分析,评估桥梁施工总体安全风险大小,确定静态条件下的安全风险等级,才能在施工过程中有针对性地加强风险源管控和预警预案管理,切实降低施工风险,遏制生产安全事故发生。

本文就公路桥梁施工安全风险总体评估及控制对策展开探讨。

关键词:桥梁施工;风险;评估;安全管理;控制对策引言高质量贯彻与落实质量安全控制要点基本上可以视为有效预防公路桥梁工程施工风险问题的重要方式。

结合以往的施工经验来看,公路桥梁工程环境条件复杂且施工重难点问题多,容易受到不稳定因素影响而出现质量隐患问题。

为确保公路桥梁工程始终处于高效稳定的运行状态,施工单位需要严格遵循公路桥梁工程安全质量管理规范,明确施工过程重难点监理内容,减少施工风险问题。

1公路桥梁工程特征一是多样性,公路桥梁工程具有多样性特征。

不同地理环境、自然条件的工程,均需选择不同的建设方案,要求施工人员在了解工程建设当地经济条件、气候特征、水文地质的基础上,合理制定施工方案,选用符合工程标准的建筑材料,满足工程建设需求。

二是重复性,由于工程较为庞大,施工期间存在大量相似的结构及环节,需要施工人员进行分节施工,在许多施工环节上具有重复性的特征。

三是危险性,受工程建设影响,绝大部分公路桥梁工程的施工现场涉及多项高空作业,如高桥墩桥梁工程上部结构架设等,均具有一定的危险性。

四是复杂性,公路桥梁工程具有极高的复杂性。

在工程施工期间,涉及工程力学、公路桥梁构造与结构学、施工技术、施工组织管理等多项专业领域的知识。

要求施工单位根据不同的地域特征,选取合理的施工方案,各部门在专业的协调管理组织下协同作业,完成高质量的公路桥梁工程建设。

公路桥梁倾覆隐患排查要点及技术对策分析

公路桥梁倾覆隐患排查要点及技术对策分析

摘 要 :在重载车辆通行 ,特别是偏载情 况下 ,发生 了多起桥梁 横向倾覆 事故。分析该类典 型结 构安 全事故的
成因 ,总结影 响此类桥梁横 向稳定性 的主要因素 ,提 出此类桥梁排查倾覆隐患的要点 ,给 出了隐患排查 的典型条件
和技术对策 ,供此类桥梁 的建设 、养护和管理部 门参 考 ,达到规避安全 隐患 的 目的。
桥 梁倾覆 隐 患如果 是桥 梁支 座脱 空或桥 梁上 部
钢 结 构梁 ,更容 易倾 覆 ,即便桥 梁宽 度 与桥梁 支 撑宽 结构 侧 翻 、倾覆 ,都 直接 影 响桥梁 的安全 和正 常使 用
北 方 交 通
2016年 第 2期
性 能 。
支 座 间距越 小 ,支座 出现 脱空 的可 能性 越 高 ,提
而 导致 匝道倾 覆 。
也大 量用 于 曲线 匝 道或 主线 桥 梁 。可 以说 ,发 生倾
(2)宽 桥 、窄墩
覆事 故 的类 似 结 构 的 桥 梁 总 量 还 非 常 多 。一 直 以
从 这些 倾覆 桥 梁事 故来 看 ,还有 共 同特 点是 ,桥 来 ,我 国公 路桥 梁设 计 者 对 于 桥梁 上 部 结 构 的 安全
析 总结 主要 原 因是 ,三辆 严重 超 载车 辆在 桥上 排 队 , 为满足 桥梁 景观较 好 透 视 效 果 的要 求 ,修 建 了大 量
三辆 车分 别 重达 140.2t、142.3t和 146.7t,大 大超 出 的单 支撑 桥梁 ;而 经济 发展 致交通 量增 长迅 猛 ,桥 面
桥 梁支 座脱空 ,即为桥 梁侧 翻或倾 覆 的开 始 ,当 高 桥梁 的抗倾 覆 能力 越弱 。
桥 梁上部 结 构倾覆 荷 载与抗 倾覆 荷载 达 到一定 比例

公路桥梁工程施工安全风险评估的研究及应用

公路桥梁工程施工安全风险评估的研究及应用

公路桥梁工程施工安全风险评估的研究及应用摘要:公路桥梁建设在我国交通运输行业发挥着举足轻重的作用,而桥梁在施工过程中的工程质量显得尤为重要。

本文以某工程的施工桥梁为例,采用定性和定量相结合的方法初步分析本项目孕险环境与致险因子,估测施工中发生重大事故的可能性,确定项目总体风险等级,并对总体风险评估等级达到Ⅲ级及以上的桥梁工程进行专项风险评估,最后确定出重大风险源及其风险等级,得出评估结论,从而为公路桥梁工程的安全防护措施的提出提供参考。

关键词:桥梁工程;风险评估;指标体系前言对交通工程建设中桥梁工程施工进行风险评估对安全生产是一项非常重要的课题,通过风险辨识评估可提前找出施工过程中可能存在的风险,进而采取措施提前进行控制[1-3],从而保证工程施工阶段的安全管理。

本文以某项在建桥梁工程为例进行总体风险评估,并选取某一项作业工序进行专项风险评估,并提出具有针对性的控制措施。

1.风险评估过程(1)开展总体风险评估根据设计阶段风险评估结果,估测施工中发生重大事故的可能性,确定项目总体风险等级。

(2)确定专项风险评估范围总体风险评估等级达到Ⅲ级(高度风险)及以上的桥梁工程,应进行专项风险评估。

(3)开展专项风险评估a.按照施工组织设计所确定的施工方法,分解施工作业程序。

b.选择合适的评估方法,结合工序作业特点、环境条件、施工组织等致险因子,辨识施工作业活动中典型事故类型,建立风险源普查清单。

c.对风险源进行风险分析和估测,确定重大风险源及其风险等级。

(4)确定风险控制措施根据风险接受准则的相关规定,明确重大风险源的监测、监控、预警措施及应急预案。

2.总体风险评估本文选取某工程的施工桥梁,对其进行总体风险评估,从桥梁建设规模、地质条件、气候环境条件、地形地貌、桥位特征及施工工艺成熟度六个评估指标进行分析,见下表1:表1总体风险评估指标体系特征(A5)级大桥施工安全总体风险大小计算公式为:R=A1+A2+A3+A4+A5+A6=13根据桥梁工程施工安全总体风险分级标准[4],可知桥梁工程风险等级Ⅲ(高度风险),根据要求对其进行专项风险评估。

公路桥梁施工安全风险总体评估及控制对策

公路桥梁施工安全风险总体评估及控制对策

公路桥梁施工安全风险总体评估及控制对策摘要:近年来,随着社会发展,人们的生活质量得到提高,对出行公路桥梁要求不断提高。

公路桥梁施工包含大规模的高支架现浇箱梁施工、挂篮悬浇施工,高处作业量大,安全风险点和隐患多,易发生生产安全事故。

本文总结了公路桥梁工程施工安全风险总体评估的过程及控制对策,供读者参考。

关键词:桥梁施工;风险;评估;安全管理;控制对策引言公路桥梁工程施工体量相对较大,且施工现场所涉及到的工艺流程相对复杂,如果现场施工期间关键施工工艺以及技术内容未能精准贯彻与落实,就很容易引发各类风险问题,延误现场施工进度。

结合以往的经验来看,当工程结构出现病害风险问题之后,公路桥梁工程安全运行性能会明显减弱,同时现场施工进度会严重滞后,无法在合同规定期限内竣工,容易引发纠纷问题。

目前,为进一步强化公路桥梁工程质量安全效果,施工单位应该承担起自身的施工管理重责,深入施工场地以及严格把控施工过程,必须坚持按照质量优先、安全治理的施工原则,加强对质量控制与安全管理重难点问题的贯彻处理,确保现场工艺流程有序落实,保障公路桥梁工程始终处于高效稳定的运行状态。

1公路桥梁施工标准安全评估监控技术的意义在公路桥梁施工中应用标准安全评估监控技术对工程施工有着重要的意义,是预防工程施工事故、提升施工安全性、确保公路桥梁施工人员生命财产安全的重要方式。

在公路桥梁施工中,需要对工程工期全过程进行安全隐患排查和现场管理监控,此类安全监控有助于对工程的实施方案和计划做出相应调整,使公路桥梁施工更具有科学性和可靠性。

在公路桥梁工程前期设计方案中要将现场可能出现的安全隐患考虑在计划当中,并制定相应的预防措施或者规避方案。

不过,由于公路桥梁施工在具体过程中受特殊环境的影响,导致施工存在较多的不稳定外部环境因素影响施工安全,在工程前期设计方案中很难做到将安全隐患全部预防到位。

因此,在实际施工中,需要对工程工期全过程都进行严格的安全评估和风险监控,避免不可控的外部环境因素引发安全事故,造成较大的人员和财产损失。

近年来我国桥梁垮塌事故调查与研究

近年来我国桥梁垮塌事故调查与研究

近年来我国桥梁垮塌事故调查与研究作者:李永才来源:《城市建设理论研究》2012年第02期摘要:桥梁作为跨越江河以及交通线的人工构造物,由于其施工方式的复杂性,以及运营环境的不确定性,在一定自然或人为因素下将有可能导致工程事故。

本文通过调查近几年来在桥梁施工和运营当中发生的垮塌事故,分析和总结了导致事故发生的自然和人为因素:包括洪水地震危害、设计考虑不足、施工方法不当、项目管理疏忽、车辆超载等。

通过典型桥梁垮塌案例分析,讨论各种风险因素的影响及其解决方法,对今后桥梁工程的设计施工和运营管理有一定的借鉴意义。

关键词:桥梁事故;桥梁设计;运营维护;事故分析;消减措施Abstract: as a bridge across the rivers and lines of communication artificial installations, because its construction of the complexity of the way, and the uncertainty of the operating environment, in a certain natural or man-made factors will likely lead to engineering accident. This article through the investigation in recent years in bridge construction and operation of the collapse occurred, analyzes and summarizes the cause of the accident of natural and human factors, including the flood of earthquake hazards, design planning, construction method is undeserved, project management oversight and overloading of vehicles. Through the typical bridge collapse case analysis, discuss the influence of various risk factors and the solutions for future bridge engineering design and construction and operation management have a certain significance.Keywords: bridge accident; Bridge design; Operation maintenance; The accident analysis; Cut measures中图分类号:U445.7+1 文献标识码:A文章编号:1.引言随着我国铁路和公路的大力建设,城市交通线不断扩展,桥梁的需求日益增多。

抗倾覆稳定系数在桥梁倾覆过程中不足的分析

抗倾覆稳定系数在桥梁倾覆过程中不足的分析

0 引言
近年来袁桥梁倾覆事故频发袁在历年来的文献 中袁研究人员将桥梁上部结构看作刚体翻转袁这种 分析方法误差较大遥 针对此种情况袁 文章以 Midas Civil 软件为基础袁以粤赣高速公路广东河源段城南 出口处的匝道桥为研究背景袁建立单梁模型来分析 桥梁在倾覆过程中的支座反力和转角袁计算抗倾覆 稳定系数袁得出抗倾覆稳定系数并不能严格控制箱 梁倾覆事故的结论遥
由于在桥梁的倾覆问题中袁在桥梁的顺桥向和
横桥向袁支座必会产生扭转现象袁其中沿横桥向的
扭转角起决定性作用遥 由于支座的模拟采用的是两
个节点弹性连接的方法袁故相对于下部的 175尧176尧
178尧180尧183尧184 节点袁 其上部节点会产生位移和
扭转角参数遥 按照 叶公路桥梁盆式支座 JT 391要
运用 Midas civil 软件所建单梁模型共 172 个 节点袁171 个单元遥 箱梁模型上翼缘宽度 8.5 m袁单 向单室结构袁梁高 1.35 m袁肋板厚度 0.35 m遥桥梁曲 线半径 220 m袁长度 75 m袁分三跨等跨布置袁每跨长 25 m袁端支座采用双支座模拟袁中支座采用单支座 模拟袁端支座留取 0.5 m 的支撑位置袁支座采用通 用弹性连接方式模拟袁共六个支座遥 1.2 荷载工况
在模型中袁静力荷载分为自重和二期加载袁自重 荷载在 Z 轴向输入-1.04 自重系数遥 二期荷载包括 铺装荷载和护栏荷载袁以梁单元荷载形式加载袁护栏 荷载为内外两侧偏心各 4.25 m遥
汽车荷载根据叶公路钢筋混凝土及预应力混凝 土桥涵设计规范曳取值袁双车道设计遥
2 计算结果
2.1 支座反力计算结果
全桥共六个支座袁175尧176尧183尧184 节点为两
1 模型建立
在桥梁的整体倾覆过程中袁箱梁起着绝对的影 响作用遥 箱梁直接承受汽车荷载作用袁并在活载作 用下产生相应的变形袁这种变形在实际事故过程中 已经不满足小变形假设袁因此袁将其作为变形体分 析更为接近实际状态袁文章就刚体转动的数据进行 分析袁说明该理论的不足之处遥

公路桥梁风险评估关键技术研究

公路桥梁风险评估关键技术研究

公路桥梁风险评估关键技术研究公路桥梁风险评估是指通过对公路桥梁的各种风险因素进行系统分析和评估,确定其风险程度和可能带来的后果,以帮助决策者更加准确地评估和控制风险,从而保障公路桥梁的安全运营。

公路桥梁作为交通基础设施的重要组成部分,其安全运营对于保障社会经济发展和人民出行的安全至关重要。

1. 风险识别与分类:通过对公路桥梁各种潜在风险因素的全面调查和分析,确定可能对公路桥梁安全运营产生重大影响的风险。

包括自然环境因素(如地震、洪水、风暴等)、人为因素(如车辆超载、施工作业时存在的风险等)、结构状况因素(如桥梁龄期、工程质量等)等。

2. 风险评估指标体系建立:建立一套完善的风险评估指标体系,将各种风险因素量化为评估指标,并分别确定其权重和评估标准。

这样可以通过对指标的综合评估,确定公路桥梁的风险程度和可能的后果,为决策者提供科学依据。

3. 风险评估方法选择:选择适合的风险评估方法,根据桥梁的实际情况和需要,可以采用定性分析、定量分析或半定量分析等方法。

常用的风险评估方法包括层次分析法、模糊综合评判法、敏感度分析法等。

4. 风险评估模型建立:根据风险识别和评估指标体系,建立相应的风险评估模型。

根据模型的不同,可以通过概率论、统计学、模糊数学等方法,对不同类型的风险进行定量分析和计算。

模型的建立需要充分考虑桥梁的结构特点和受力情况,以及各种风险因素的相互作用和影响。

5. 风险评估结果分析与应对措施确定:根据风险评估的结果,分析桥梁的风险程度和可能的后果,找出存在的问题和薄弱环节,并确定相应的应对措施。

这包括对结构的加固与改造、交通管理的优化与提升、监测预警系统的建立与完善等。

对于风险程度较高的桥梁可以采取限重、限速等措施,以减轻风险和保障公路桥梁的安全运营。

6. 风险评估结果监测与更新:风险评估是一个动态过程,在公路桥梁建设和运营的不同阶段都需要进行风险评估。

需要建立风险评估结果的监测与更新机制,及时收集和分析桥梁的运营数据和风险信息,更新风险评估模型,对公路桥梁的风险进行动态监控与管理。

公路桥梁风险评估关键技术研究

公路桥梁风险评估关键技术研究

公路桥梁风险评估关键技术研究公路桥梁是连接城市和乡村的重要交通工程,也是国家经济发展的重要基础设施之一。

由于自然环境和人为因素的影响,公路桥梁会面临各种风险,这些风险可能会导致桥梁的损坏甚至倒塌,给交通运输和人民生命财产安全带来严重影响。

对公路桥梁进行风险评估,识别并减少潜在风险,具有重要的现实意义。

本文将从风险评估的定义、关键技术、风险分析与控制等方面进行探讨,以期为公路桥梁的安全运行提供有益的参考。

一、风险评估的定义风险评估是指对特定系统、设施或活动在一定时间内可能发生的危险和损失进行评定和分析的过程。

在公路桥梁的管理和维护中,风险评估的目的是识别潜在的风险因素,量化风险程度,从而制定相应的防范和控制策略,保障公路桥梁的安全运行。

风险评估可以帮助管理者全面了解公路桥梁面临的各种风险,并据此采取相应的预防和处理措施,降低事故发生的可能性,提高安全性能。

二、风险评估的关键技术(一)数据采集与建模技术风险评估的第一步是收集相关数据,建立桥梁结构、材料、使用情况等方面的详细模型。

数据采集包括使用历史数据、现场勘察、传感器监测等手段,建模技术则依托于先进的计算机辅助设计软件和有限元分析技术,通过建立桥梁的数字化模型,对其结构参数、受力情况进行详细的描述和分析,为后续的风险评估提供数据支持。

(二)灾害预警与监测技术公路桥梁的风险主要来自自然灾害(如地震、风灾、洪涝等)和人为破坏(如交通事故、恶意破坏等)两方面,对灾害的预警和监测至关重要。

灾害预警技术包括道路交通监测系统、气象预警系统、地震预警系统等,可以实时监测公路桥梁所处区域的环境情况,及时预警危险。

监测技术则通过安装传感器等设备,对桥梁结构的受力情况和变形进行实时监测,一旦发现异常情况,及时采取对策,保障桥梁的安全。

(三)风险评估与分析技术风险评估与分析是核心部分,通过对桥梁结构、材料、使用情况等方面的综合分析,确定其可能面临的各种风险,并根据风险的概率和影响程度进行量化评估。

公路与城市道路桥梁抗倾覆设计

公路与城市道路桥梁抗倾覆设计

公路与桥梁Һ㊀公路与城市道路桥梁抗倾覆设计唐志远摘㊀要:在公路和城市道路工程中ꎬ桥梁是较为重要的组成部分之一ꎬ桥梁主要由下部墩柱基础和上部梁体构成ꎮ为确保桥梁结构的安全性和稳定性ꎬ应当在桥梁工程建设中ꎬ对抗倾覆设计予以重点考虑ꎬ并对抗倾覆稳定性系数进行合理取值ꎮ关键词:公路与城市道路桥梁ꎻ抗倾覆设计ꎻ分析一㊁公路与城市道路桥梁抗倾覆性设计施工安全评价在进行公路与城市道路桥梁抗倾覆性设计期间ꎬ严格按照标准进行管理以及安全检查ꎬ在实际城市道路建设中ꎬ占有比例非常多的包含独柱式桥梁ꎬ这种桥梁因为在设计上以及城市道路施工中属于比较实用的一种形式ꎬ所以在应用上也比较多ꎬ因此需要针对这种方式进行详细的检查ꎮ在检查过程中ꎬ首先需要积极检查桥梁设计的各种因素ꎬ根据设计需要统计建筑数据等ꎬ分析对照相关的抗倾覆性参数ꎬ分析抗倾覆性的安全因素ꎮ其中对比参数内容包含桥梁的基本设计年代㊁桥梁的整体设计结构㊁平直或是曲线半径设计以及各种承重标准等ꎮ详细掌握相关信息ꎬ可以全面了解公路或是城市道路桥梁等安全性ꎬ同时也可以足够了解其中的抗倾覆性ꎬ保证公路的基本安全ꎮ结合过去道路桥梁建筑经验可以总结出ꎬ在道路建设中ꎬ桥梁的中墩应用时间以及承重方面都会多于两侧的桥墩ꎬ所以中墩的抗倾覆性会强于两边的桥墩ꎬ主要的承重力也在中间ꎬ与此同时ꎬ公路建设或是城镇桥梁建设中ꎬ桥面的宽度以及建筑距离等都会受到抗倾覆性因素的影响ꎬ在应用对比分析上ꎬ桥梁自身的抗倾覆性比桥梁之间的道路要低ꎬ在这方面要特别注意ꎬ并且一定要及时进行检查其安全性ꎬ同时根据对比进行完善ꎮ研究分析桥梁抗倾覆性安全系数ꎮ在进行检查道路桥梁的抗倾覆性期间ꎬ需要以安全系数等为依据作为标准才可以保证道路桥梁的安全ꎮ在确定抗倾覆研究对象期间ꎬ一定要选择比较适合的方式ꎬ例如抗倾覆研究分析或是力学方式等手段ꎬ对桥梁的抗倾覆性进行研究以及评价ꎮ二㊁桥梁横向倾覆失效的机理(一)内在因素的影响桥梁设计重视竖向平面内抗弯和抗剪性能设计ꎬ经常忽视桥梁横向稳定性问题ꎬ使得桥梁设计出现构造不合理ꎮ受桥梁本身构造不合理的内在因素影响ꎬ若桥梁长期受到极端荷载的作用ꎬ则会发生横向转动ꎮ桥梁抗倾覆设计重点为桥梁是否为独柱墩型设计ꎬ以及端支座的位置设计ꎮ对于独柱墩桥梁而言ꎬ桥梁横向支撑位置设计不当ꎬ主要表现为桥梁桥面宽度过大造成横向倾覆失效ꎮ如ꎬ曲线桥梁受弯扭耦合效应的作用ꎬ内侧支座容易出现脱空ꎬ导致桥梁横向倾覆ꎻ直线桥梁最外侧支座连线即为桥梁横向倾覆轴ꎬ当最外侧支座位置设计不合理时ꎬ则会影响桥梁抗倾覆的稳定性ꎮ(二)外在因素的影响引发桥梁横向倾覆的主要外在因素是车辆通行产生的荷载作用ꎬ若车辆长时间且大量集中在外侧车道通行ꎬ则会增加桥梁倾覆风险ꎮ据调查结果显示ꎬ多辆超载重载车辆同时行驶于外侧车道上是引发桥梁横向倾覆倒塌的重要因素ꎬ比如哈尔滨阳明滩大桥和无锡高架桥倾覆坍塌ꎬ造成多人伤亡ꎬ给人民的生命安全带来极大的危害ꎮ桥梁倾覆系数是抵抗弯矩与倾覆弯矩之比ꎬ其中抵抗弯矩是梁体恒载作用下对倾覆轴的稳定力矩ꎬ倾覆弯矩是在活荷载作用下引起倾覆的弯矩和ꎮ在抗倾覆设计中ꎬ按规范规定ꎬ在结构体系不发生改变的前提下ꎬ同时满足支座不脱空和桥梁倾覆系数不小于2.5ꎮ三㊁公路与城市道路桥梁抗倾覆性设计的优化措施(一)严格控制桥梁宽度以及边支座之间的间距桥梁设计施工期间ꎬ宽度以及边支座之间的间距非常重要ꎬ在进行施工过程中ꎬ需要有效对桥梁的间距以及宽度等进行控制ꎬ这样才能保证桥梁抗倾覆性的提升ꎬ保证桥梁的安全ꎮ桥梁建设期间宽度与边支座之间的距离不能超出两米五的距离ꎬ若是超出这个距离的桥梁在抗倾覆性上比较差ꎬ并且还会产生很大的风险性ꎬ这种情况下安全性得不到很好的控制ꎬ造成桥梁质量等受到严重影响ꎮ不断缩短桥梁建设中的箱梁悬臂ꎬ在长度上进行改进ꎬ同时施工期间还需要对桥梁的箱底进行拓宽ꎬ保证相互之间能够在科学范围之内ꎬ与此同时还需要对横梁进行延伸ꎬ降低两者之间的间距ꎬ保证桥梁质量ꎮ(二)桥墩的墩梁固结以及边支座的数量控制在桥梁建设过程中ꎬ对于桥墩的数量以及边支座的数量等都需要进行科学合理的设计ꎬ保证数量基础上ꎬ还需要对桥墩的墩柱质量以及承载力等进行测量ꎬ保证承载力基础上ꎬ才能更好的提升桥梁的抗倾覆性ꎮ注意桥梁建筑施工期间的施工分配ꎬ一般边支座都会控制两个或是三个之内ꎬ这样能够保证边支座具有更大的承受力ꎬ同时还能为桥梁的抗倾覆性进行保证ꎮ(三)强化桥梁施工建设期间的防落设施在进行桥梁建设抗倾覆性施工过程中ꎬ还需要加强对桥梁施工中的防落设施等进行优化ꎬ防止其出现滑落等现象的发生ꎮ积极应用更加有力的防滑落设施提高安全性的保证ꎬ在出现施工重大事故期间ꎬ能够保证桥梁施工建设的正常施工ꎬ积极提高桥梁施工期间的抗倾覆性ꎬ保证建筑施工质量ꎮ四㊁结束语综上所述ꎬ公路桥梁工程中ꎬ抗倾覆设计既是重点也是难点ꎬ为避免桥梁发生倾覆失效的问题ꎬ设计人员应当掌握抗倾覆设计方法ꎬ并结合实际工程ꎬ对桥梁结构抗倾覆进行合理设计ꎬ保证桥梁的安全性与稳定性ꎮ参考文献:[1]王志浩.独柱墩梁桥的抗倾覆分析及加固对策研究[D].西安:长安大学ꎬ2014.[2]刘琳莉.公路与城市道路桥梁抗倾覆设计及施工[J].交通世界(运输 车辆)ꎬ2015(12):98-99.作者简介:唐志远ꎬ男ꎬ河南省长葛市ꎬ研究方向:公路与城市道路工程ꎮ132。

公路桥梁风险评估关键技术研究

公路桥梁风险评估关键技术研究

公路桥梁风险评估关键技术研究公路桥梁是连接城市和乡村、促进经济发展的重要基础设施,对于确保公路交通的顺畅、安全至关重要。

由于气候变化、交通负荷增加等因素的影响,公路桥梁可能面临着各种风险,如结构损坏、安全隐患等问题,因此对公路桥梁的风险评估和监测显得尤为重要。

本文将重点探讨公路桥梁风险评估关键技术的研究现状和发展趋势。

一、现有公路桥梁风险评估技术1. 结构健康监测技术结构健康监测技术是公路桥梁风险评估的重要手段之一,通过使用传感器(如应变计、加速度计等)对桥梁的结构进行实时监测,可以及时发现结构的变形、开裂等问题,为桥梁的维护提供数据支持。

目前,常用的结构健康监测技术包括振动监测、变形监测、声发射监测等。

2. 非破坏检测技术非破坏检测技术是一种无需破坏结构的检测手段,可以对桥梁结构进行全面、精密的检测,发现隐患,为修复提供重要数据支撑。

常见的非破坏检测技术包括超声波检测、红外热成像检测、电磁检测等。

3. 结构安全评估技术结构安全评估技术是对桥梁结构的整体安全性进行评估的手段,可以通过对桥梁结构的材料、设计参数、使用状况等进行综合分析,评估其结构的安全性能。

常见的结构安全评估技术包括有限元分析、可靠性分析、结构参数反演等。

以上所述技术虽然在一定程度上可以对公路桥梁的风险进行评估和监测,但是存在一些问题,如对大型跨径桥梁的监测难度大,非破坏检测的精度有限等,因此需要不断进行技术革新和创新,提高公路桥梁风险评估的有效性和可靠性。

传统的公路桥梁监测技术多注重单一参数的监测,如振动监测只能监测到结构的振动情况,而忽视了其他可能存在的风险因素。

未来的公路桥梁监测技术将更加注重多参数的监测,通过多种监测手段的综合应用,全面、精准地评估桥梁的状况,提高监测的全面性和准确性。

2. 基于数据驱动的评估技术随着大数据技术的发展,基于数据的评估技术逐渐成为公路桥梁风险评估的新趋势。

利用大数据技术对桥梁的结构、材料、使用状况等数据进行深度挖掘和分析,可以发现其中的规律和问题,并提出更加精确的评估和修复方案。

公路桥梁倒塌原因分析与质量鉴定研究

公路桥梁倒塌原因分析与质量鉴定研究

公路桥梁倒塌原因分析与质量鉴定研究摘要:针对我国近几年频发的公路桥梁倒塌事故,本文分析了桥梁倒塌原因,并着重探讨了质量监督部门如何对不同材料、不同结构体系的桥梁进行交工验收质量检测与鉴定,以确保桥梁建设质量,不为运营安全埋下隐患。

关键词:桥梁;倒塌原因;桥梁检测;质量鉴定Analysis of Highway Bridge Collapse Accident Cause andQuality Identification ResearchZhang ping fu(Su Zhou transportation engineering quality supervision station)Abstract: According to several highway bridge collapse accidents, this article analyzed the cause of highway bridge collapse and discussed quality supervision station how to make quality tests and identification of different material and different structural system bridges ,so that bridge quality can be ensured and dangerous will not be caused in the futureKeywords: bridge, collapse accident cause;bridge test;quality identification.桥梁作为人工修建的跨越地面障碍的结构物,在建设期间和运营过程中总伴随着一定的风险,如设计和施工原因导致的先天质量缺陷、频繁超载以及自然灾害的影响等。

在一定条件下,这些风险将导致桥梁倒塌事故的发生,造成巨大的人身财产损失和不良的社会影响。

公路桥梁风险评估关键技术研究

公路桥梁风险评估关键技术研究

公路桥梁风险评估关键技术研究随着公路建设规模的不断扩大,公路桥梁的建设和维修工作变得越来越重要。

然而,由于风险因素的存在,公路桥梁使用过程中会出现各种安全问题,甚至遭受灾害性损失。

因此,公路桥梁风险评估就显得非常必要。

下面,我们来谈谈公路桥梁风险评估的关键技术。

1. 风险评估的定义和意义风险评估是指通过对风险因素的分析,预测未来的危险和损失,以及对可能的损失发生的概率、影响以及控制措施的确定和实施。

风险评估对于提高公路桥梁的安全性和可靠性非常重要。

它可以有效地降低公路桥梁在使用过程中出现安全事故和人员伤亡的风险,是公路桥梁的一项关键技术。

2. 风险评估的参考要素公路桥梁风险评估的参考要素主要包括桥梁本身的结构条件、环境因素、使用状况、管理模式等。

其中,结构条件包括桥梁的类型、设计标准、施工过程等;环境因素包括自然环境、周边地理环境、气象环境等;使用状况包括通行车辆数量和车型、道路状况等;管理模式包括桥梁维护保养和管理等。

通过对以上参考要素的综合分析,可以更加全面地评估风险。

风险评估的方法主要包括定性分析和定量分析两种方式。

定性分析主要是通过专家评估、专门会议等方式进行判断,其优点是使用方便、成本低廉;缺点是评估结果受评估人员水平和经验的影响较大,结果的科学性难以保证。

而定量分析则是通过建立数学模型和数据分析技术进行风险预测,其优点是可以根据数据进行准确预测和判断,能够提供科学的决策依据;但成本较高,需要较为专业的技能和工具。

4. 风险评估的指标体系公路桥梁风险评估指标体系包括风险识别、风险评估和风险管理三个方面。

其中,风险识别是通过对公路桥梁安全隐患进行检测、检查、研究,确定风险因素,形成风险清单;风险评估是根据风险识别结果,通过定性或定量分析,评估风险发生的可能性和影响程度,形成风险评估报告;风险管理则是根据风险评估结果,采取相应的控制措施,降低风险发生的概率和影响程度,保障公路桥梁的安全和可靠性。

桥梁风险分析方法研究

桥梁风险分析方法研究

桥梁风险分析方法研究内容摘要:摘要:近年来桥梁施工期和运行期事故的频繁发生,给社会的和谐发展带来严重的影响,文章对桥梁风险评估理论在桥梁工程领域研究现状、风险分析在桥梁工程中的应用、桥梁风险分析存在的问题和桥梁结构风险概率综合分析方法进行了研究。

关键词:桥梁;风险分析;神经网络桥梁工程面临的各种事故和潜在风险日益严重,一方面表现为桥梁工程事故发生的可能性比过去大大增加,除受到自然因素、人为因素所带来的风险外,还会受到由于结构形式创新、社会发展引起的特殊效应、全球变暖引起的极端气候等带来的一些新的风险事态。

另一方面表现为风险事故的后果严重程度大大增加,从目前国内己建和在建的桥梁来看,投资规模动辄上亿、几十亿,甚至数百亿元人民币。

这样的投资无论对于投资者还是国家,都是巨大的数目,风险事故所造成的生命、财产损失程度将会大大增加,对社会也会产生非常大的不利影响。

工程事故的发生使得从事桥梁工程的管理、设计、施工和研究的人员在内心深处留下了无法磨灭的烙痕,也使我们深刻认识到在桥梁工程建设中所面临的巨大挑战,一系列的问题需要我们去深思、去研究,这些问题归根到底都是工程风险评估涉及到的研究内容,需要通过对工程项目的风险评估的研究才能科学地回答这些问题。

1风险评估理论在桥梁工程领域研究现状随着经济的快速健康发展,我国桥梁建设突飞猛进。

但在大批桥梁工程相继建成的同时,工程风险事故也屡屡发生。

从风险事故发生的态势来看,一方面桥梁工程事故发生的可能性比过去大大增加,另一方面风险事故的后果严重程度大大增加,所以桥梁工程的风险也就越来越引起人们的重视。

工程风险评估旨在以科学系统分析方法,辨识并分析工程风险因素,量化风险发生的概率,评估风险损失,并寻求各种可行的风险应对策略。

通过风险评估的实施,除了可以整体检查并消除设计中的盲点、重复或遗漏,还可以在工程实施的过程中,应用各种风险应对措施,将意外事故的发生概率降到最低,以提高项目实施的安全水平,减少意外事故所造成的损失和冲击的目的。

道路与城市道路桥梁抗倾覆设计分析

道路与城市道路桥梁抗倾覆设计分析

道路与城市道路桥梁抗倾覆设计分析发布时间:2022-05-10T01:40:38.017Z 来源:《工程建设标准化》2022年第37卷第2期第1月作者:韩国辉[导读] 作为交通运输的主要载体之一,桥梁的设计和安全性能控制尤为关键。

其中,桥梁倾覆事故在现阶段的使用过程中相当普遍。

韩国辉山东通达路桥规划设计有限公司山东烟台 264000摘要:作为交通运输的主要载体之一,桥梁的设计和安全性能控制尤为关键。

其中,桥梁倾覆事故在现阶段的使用过程中相当普遍。

比如2020年福州福平铁路天马山大桥桥梁倾覆事故,2019年无锡高架桥倾覆事故,都造成了人员伤亡。

因此,桥梁倾覆问题不容小觑。

桥梁倾覆不仅危及人民的生命财产安全,而且对社会、经济、环境等方面造成恶劣影响。

然而,道路和城市道路桥梁抗倾覆优化设计分析可以有效减少桥梁倾覆事故,延长桥梁使用寿命,对促进桥梁的安全、运营和维护具有重要意义。

关键词:道路;城市道路桥梁;抗倾覆设计;引言在科技经济的不断发展背景下,道路桥梁项目的设计以及施工技术取得了进一步发展,道路桥梁的整体设计结构逐渐变得复杂化,在道路桥梁项目的设计和施工期间,需要根据实际情况针对桥梁设计要点进行深入分析,进一步完善桥梁设计,为施工和使用提供安全保障,所以,需要注重分析和探索道路桥梁项目设计和施工期间的注意事项,推动我国道路桥梁的稳定发展。

1城市市政桥梁的发生倾覆的原理城市桥梁可以分为独立的桥梁、双柱桥梁、多柱桥梁和多柱桥梁,分为平坦的直线和弯曲的直线。

对于直城市桥面,桥梁在两级荷载作用下保持稳定,具有自重对称荷载,扭转风险较低。

对于弯曲的城市桥梁,由于弯曲曲线和力的复杂性,扭矩更大,即使在对称载荷下也是如此。

例如,对于重心不与重心重合的弯曲城市桥面,在荷载作用下,一定要施加扭矩,影响主梁上的力分布,将主梁上的压力施加到较高的水平,并将内梁上的压力延伸到较低的水平。

同时,外部支撑发展得更高,内部支撑发展得更低,两端的旋转连续累加,从而增加了支撑的载荷。

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2018年 / 第5期 物联网技术19李小龙,刘志强,张福俭(中交公路规划设计院有限公司,北京 100088)摘 要:系统研究了独柱墩桥梁在不同边界条件、几何特性及车载模型等条件下的倾覆分析。

通过对某独柱墩实桥进行有限元建模分析,对不同支座形式及几何条件,如单支座、双支座,直桥、弯桥等情况下主梁的抗倾覆分析,研究了模型计算时是否考虑桥墩对主梁倾覆的影响及不同车载模型,如按规范加载与连排重车上桥对桥梁倾覆的影响;对比了各种条件下倾覆安全系数。

研究结果表明,支座形式对桥梁倾覆影响最大;计算倾覆时考虑桥墩柔性将增大主梁转角;连排重车等车载模型对桥梁倾覆造成的风险大于规范车载模型,且在倾覆计算中无法体现。

通过分析倒塌的春晖桥案例,验证了以上研究结果,并根据以上结论,提出了对独柱墩桥梁进行健康监测的可行性方法。

关键词:独柱墩桥梁;倾覆;边界条件;车载模型;健康监测中图分类号:TP39;U441+.2 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2018)05-0019-050 引 言单柱宽幅圆弧形截面连续梁桥由于其截面形式的流畅、独柱墩占用桥下空间小、整体结构美观而受到青睐,广泛应用于城市高架桥梁建设中[1]。

随着独柱墩连续梁桥的广泛应用,暴露出诸多问题,其中桥梁整体倾覆问题最为引人注目。

独柱墩墩顶横桥向宽度有限,导致设置双支座时,横向间距较小,甚至仅能采用单个支座支撑,因此桥梁的抗倾覆稳定性较差[2]。

无论是在施工还是在使用中,各地均出现过独柱墩连续箱梁桥侧翻甚至倾覆的重大事故,造成了巨大的经济损失和不良的社会影响。

据不完全统计,近十年国内倒塌的独柱墩桥梁有4座,见表1所列 [3]。

表1 近十年倒塌的独柱墩桥梁表倒塌时间倒塌桥梁 2007年10月包头市民族东路高架桥2009年7月津晋高速公路港塘收费站匝道桥2011年2月浙江上虞春晖立交桥2012年8月哈尔滨阳明滩大桥引桥彭卫兵等[3,4]以浙江上虞春晖立交桥为背景,研究了独柱墩桥梁在超载及偏载作用下的倾覆破坏机理,并通过有限元模拟了倾覆过程,将倾覆破坏分成3个阶段。

任伟新等[2]研究了支座间距、双支座个数及曲线半径三个因素对独柱墩桥梁抗倾覆稳定性的影响。

本文选取了某座独柱墩弯桥作为研究对象,计算分析了其抗倾覆稳定性,并以此为基础,通过设置不同的边界条件(支座个数及间距)、直桥或弯桥、是否考虑桥墩刚度等进行对比计算分析,研究了不同因素对独柱墩桥梁抗倾覆稳定性的影响,可对正在运营的独柱墩桥梁抗倾覆分析提供指导。

据此考察了针对独柱墩桥梁进行倾覆监测的可行性,并针对提出的若干可行监测方法,分析了其优缺点。

1 考虑桥墩、边界条件影响的主梁扭转分析本文以某地区一座实桥为研究对象。

该桥为5×55 m 连续梁、平面弯桥,曲率半径R =1 100 m 。

采用MIDAS/Civil 建立该弯桥模型,为方便对比,建立了对应的直桥模型,该模型除主梁为直梁外,其余结构无差别。

在有限元模型中,车辆荷载模型按公路一级标准设计荷载。

主梁在偏载作用下会发生扭转,下部结构(桥墩)刚度与上下部之间的连接形式(边界条件)可能会对主梁转角产生影响。

考虑到这种影响,分别建立不同边界条件下桥梁的有限元模型。

不同的边界条件形式如下。

(1)支座形式。

包含双支座形式(每个桥墩顶横向均有2个支座)和单支座形式(中墩墩顶仅有1个支座,边墩墩顶有2个支座)。

实际工程中常采用的两种支座形式如图1所示。

(a ) 双支座 (b )单支座(边支座为双支座)图1 支座形式(2)是否考虑桥墩。

在桥梁上部结构设计中,常常忽略桥墩影响,墩顶直接用固定或活动支座模拟边界约束,即认为桥墩弯曲刚度无限大。

但当桥梁承受偏心荷载时,桥墩偏心受压会发生侧向弯曲,进而引起主梁扭转加剧,不利于桥梁抗倾覆。

因此在有限元模型中,分别建立考虑桥墩(以下简称————————————————收稿日期:2017-09-14 修回日期:2017-10-20基金项目:国家国际科技合作专项项目(2015DFG82080)物联网技术 2018年 / 第5期 20(a ) 有墩 (b)无墩图2 是否考虑桥墩在有限元模型中,支座采用弹性连接模拟,主梁采用单梁模型,单支座、双支座在模型中分别在梁根部采用1个、2个弹性连接进行模拟;有墩模型桥墩采用梁单元模拟,无墩模型则无需模拟桥墩,墩顶节点固结。

本文荷载模式采用规范标准荷载,单车道布置,偏心距离为6.35 m 。

加载工况见表2所列。

考虑到单支座情况下支座对中墩无横向约束作用,因此无需考虑单支座无墩的工况。

表2 工况汇总表工况编号直桥/弯桥边界条件车辆偏载1-1直桥单支座-有墩采用规范标准荷载 单车道布置,偏心距离6.35 m1-2双支座-有墩1-3双支座-无墩2-1弯桥单支座-有墩2-2双支座-有墩2-3双支座-无墩在上述各工况下针对对应的有限元模型进行计算,得到主梁扭转计算结果。

不同边界条件下主梁转角如图3所示,主梁最大转角统计见表3所列。

(a )直桥(b )弯桥图3 不同边界条件下主梁转角对于双支座桥梁在有墩情况下,主梁最大转角比无墩情表3 主梁最大转角边界条件单支座-有墩双支座-有墩双支座-无墩主梁最大转角/(°)(直桥)0.3800.1360.111主梁最大转角/(°)(弯桥)0.2920.1210.101考虑到桥墩影响,各种情况下的墩顶偏角对比如图4所示。

图4 有墩工况下的墩顶转角由图4可知,在同等边界条件下,直桥和弯桥桥墩在偏载作用下的墩顶转角基本相同。

在单支座情况下,桥墩转角接近0,说明由于单支座对桥墩没有扭转自由度的约束,桥墩几乎不发生偏转,偏载引起的扭转均由主梁承担,表明在单支座情况下主梁转角远远大于双支座;而在双支座情况下,桥墩承担了部分偏载,发生了一定偏转,根据以上计算结果,双支座桥墩发生的偏转角约为主梁转角的25%~30%。

2 倾覆临界条件下主梁转角、荷载及倾覆安全系数对比本节将临界条件定义为某一个边支座反力为0。

当某一个支座反力为0时,尚未达到倾覆临界,实际倾覆过程如下:(1)某一个边支座反力为0,该支座失效;(2)大部分支座失效,只剩下倾覆轴线上最后2个支座还在工作;(3)主梁开始绕倾覆轴发生刚体转动;(4)最后工作的2个支座被“挤出”、主梁侧滑+转动,倾覆发生或主梁沿倾覆轴刚体转动直至倾覆发生。

参考《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62- 2004)[5]及新版《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(讨论稿)中的相关条文选择了以上临界条件。

2.1 临界条件下车载系数对比当某一个边支座反力为0时,表明发生了支座脱空,此举既不符合规范,也是发生倾覆的先兆,因此要杜绝这种情况的发生。

得到不同计算模型达到临界条件时的车辆荷载组合系数(即采用相同车载模型时,调整车辆荷载组合系数,直至临界条件发生时对应的组合系数),车辆荷载组合系数越大,2018年 / 第5期 物联网技术21 双支座-无墩双支座-有墩单支座-有墩直桥-车载系数6.015.372.21弯桥-车载系数8.176.852.81根据表4计算结果可以得到如下结论:(1)无论直桥或弯桥,单支座情况下车载组合系数均最小,说明单支座的倾覆风险远大于双支座情况;(2)有墩情况下的车载系数均大于无墩情况,说明有墩情况下的倾覆风险大于无墩情况,桥墩柔度越大(即刚度越小),达到临界条件对应车辆荷载组合系数越小,倾覆风险越大;(3)弯桥相比直桥,达到临界条件时所对应的车辆荷载组合系数更大。

根据以上临界条件分析,桥墩刚度小、单支座为桥梁更易倾覆的2个主要因素。

由图5可知,临界转角范围为0.25°~0.33°。

图5 临界条件下主梁转角(弯桥)2.2 抗倾覆安全系数计算现有桥梁规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62- 2004) 中关于支座规定“不得有支座脱空”,但并无桥梁整体倾覆验算相关条文。

故依据新版《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(讨论稿)中的相关条文进行计算,引用如下:采用整体式断面的中小跨径梁桥应进行上部结构抗倾覆验算。

上部结构的抗倾覆稳定系数应满足下式要求:γqf =s bk /s sk ≥2.5(1)式中: γqf 为抗倾覆稳定系数;s sk 为使上部结构倾覆的汽车荷载(含冲击作用)标准值效应;s bk 为使上部结构稳定的作用效应标准组合。

在作用标准值组合(汽车荷载考虑冲击作用)下,单向受压支座不应处于脱空状态。

据此,计算得出在临界条件下各种情况的倾覆安全系数,见表5所列。

表5 临界条件下抗倾覆稳定系数类 型无 墩双支座单支座直 桥2.122.53.41弯 桥5.526.725.44抗倾覆稳定系数越大越安全。

由表5可知,当支座脱空发生支座脱空时,应立即采取措施防止主梁继续转动,否则会有更多支座失效直至发生倾覆。

2.3 不同车辆模型下桥梁倾覆安全系数以上只考虑了以规范给定的车载模式进行加载,但桥梁在实际运营中会遇到多种不同的车载情况。

将规范中的标准车载模型和3辆150 t 重车连排模型进行对比。

两种荷载图示如图6所示。

=10.515m(a ) 标准车载模型 (b )3辆150t 重车连排模型图6 两种荷载图示对比同时计算以上两种工况下对应的倾覆安全系数,见表6所列。

表6 不同车辆荷载下倾覆安全系数和主梁转角参 数标准车3辆重车倾覆安全系数4.566.58最大转角0.1360.181由表6可见,标准车辆工况的倾覆安全系数比3辆重车工况小,即从抗倾覆安全系数的角度评价,标准车工况更易倾覆。

但根据主梁转角的情况可知,标准车工况小于3辆重车工况,说明3辆重车连排的荷载模式比规范标准车辆的荷载模式更危险(因同样的结构模型,该工况主梁转角更大,更接近倾覆),且无法在倾覆安全系数中体现出来。

在实际监测中,如发现几辆超载车连排上桥,应特别注意。

3 案例分析以文献[3]中浙江上虞春晖立交桥的倒坍为例,探讨独柱墩桥梁倾覆的过程和机理,并对上文的研究结果进行验证。

文献[3]认为,箱梁在偏载作用下发生转动,当转动到一定角度时,箱梁底部与墩顶接触,会对桥墩产生过大的局部压力。

在箱梁发生临界倾覆前,桥墩未被破坏。

文献[3]将箱梁倾覆过程划分为三个阶段,即稳定阶段、过渡阶段和倾覆阶段。

在荷载无偏心时,转动轴在支座中线;随着偏心荷载逐渐加大,直至某个端支座脱空;偏心荷载进一步加大,箱梁达到倾覆稳定极限,此时转角最大且即将发生滑移。

春晖立交桥实际倾覆过程为:倒塌发生前,一辆大货车熄火停在左侧,其后的3辆大货车从右边绕行,3辆车重量接近,每辆车重约120 t ,当3辆超载车辆的整体重心处于5号桥墩附近时桥梁发生倾覆。

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