基于有限元的独柱墩曲线桥抗倾覆稳定性影响因素分析
基于独柱墩桥梁倾覆分析及加固措施探究
基于独柱墩桥梁倾覆分析及加固措施探究发表时间：2017-11-09T19:45:03.053Z 来源：《基层建设》2017年第24期作者：廖剑锋[导读] 摘要：在公路设计建设过程中，独柱墩桥梁应用较为广泛。
但是，近年来独柱墩桥梁倾覆事故频发，引发社会各界的广泛关注。
因此，亟需对现有的独柱墩桥梁进行排查及验算其抗倾覆能力，并采取合适的加固设计方案，确保桥梁安全运营。
基于此，本文针对独柱墩桥梁倾覆分析及加固措施进行了探究。
广东省路桥建设发展有限公司路达分公司广东梅州 514779摘要：在公路设计建设过程中，独柱墩桥梁应用较为广泛。
但是，近年来独柱墩桥梁倾覆事故频发，引发社会各界的广泛关注。
因此，亟需对现有的独柱墩桥梁进行排查及验算其抗倾覆能力，并采取合适的加固设计方案，确保桥梁安全运营。
基于此，本文针对独柱墩桥梁倾覆分析及加固措施进行了探究。
关键词：独柱墩桥梁；倾覆分析；加固措施独柱墩桥梁具有结构简单、外形美观、占用桥下空间小等多方面的优势和特点，在城市立交桥和高速公路匝道桥中得到了广泛应用。
但由于独柱墩墩顶较窄，横桥向往往设置单支点支撑，在汽车偏心荷载作用下，独柱墩连续梁桥的横向抗倾覆稳定非常不利。
近几年，这种结构形式的桥梁在超载和偏载情况下已发生多起倾覆事故。
本文结合工程实例，对独柱墩桥梁倾覆分析及加固措施进行了简要探讨。
1独柱墩梁桥倾覆机理根据独柱支承梁式桥的受力特点及其倾覆破坏特征，可将其分为3种类型，即中墩固结独柱支承梁式桥、中墩铰接直线独柱支承梁式桥、中墩铰接曲线独柱支承梁式桥。
倾覆破坏研究只针对后两种类型。
1.1倾覆事故桥梁共性独柱墩桥梁无论在施工阶段还是在运营阶段，结构受力都较为复杂，其结构倾覆需考虑多因素的影响。
从近年来所发生的独柱墩桥梁倾覆事故来看，事故桥梁存在以下共性：均出现不同程度的超载、偏载现象;均出现桥梁一侧支座脱空现象；多为直线桥或曲率半径较大的曲线桥；桥梁整体并未发生破坏，只表现为横向倾覆。
独柱墩桥梁抗倾覆稳定性分析
Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
・
［ Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ］Ｌ ｅ ａ ｒ ｎ ｉ ｎ ｇ ｆ ｒ ｏ ｍ ｌ ｅ ｓ ｓ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ ｃ ｏ ｌ ｕ ｍ ｎ ｐ ｉ ｅ ｒ ｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ ｏ ｖ ｅ ｒ ｔ ｕ ｒ ｎ ｉ ｎ ｇ ａ ｃ ｃ ｉ ｄ ｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｒ ｅ ｃ ｅ ｎ ｔ ｙ ｅ ａ ｒ ｓ ，
０ 引 言
独 柱 墩 桥 梁 由 于桥 下 空 间 占用 土地 少 、 整 体 结
构美 观 ， 因而 广泛 应用 于城 市立交 桥 、 城 市高 架桥 以 及高速 公 路 的 匝道 桥 上 。但 由 于独 柱 墩 墩 顶 较 窄 ， 使得墩 顶 支座 横 向 间距 很 小 ， 甚 至 只 能采 用 单 支 座
４ １ ０ ０ ０ ８ ） （ 湖南省交通规划勘察设计院 ， 湖南 长沙
［ 摘 要 ］汲 取近 几 年 发生 的独 柱 墩 桥 梁 倾 覆 事故 的教 训 与 经 验 ， 结 合 现行 规 范 的 相关 规 定 ， 对 该 类 桥 梁 的抗 倾 覆 稳 定 性 作 了 一些 分 墩 桥 梁 的设 计 工 作 提 供 一 些 详 实 、 可 靠 的 指 导
作提 供一 些 指导性 的建议 。
［ 收 稿 日 期 】２ ０ １ ３ — ０ ６ 一ｌ ９－ ［ 作 者 简 介 ］张 健（ １ ９ ８ ０ 一） ， 男， 湖南长沙人， 工程 师 ， 主 要从 事 公 路 桥 梁 勘 察 设计 工作 。
支承 ， 这 种 结构 在 汽车超 重偏 载作 用下 ， 对倾 覆稳 定 性 非常 不 利 。
１ 工 程 概 况
某互 通 匝道 桥 第 二 联 为 ６×２ ０ ｍ 现 浇 连 续 箱 梁， 处 于半 径 为 ９ ０ ｍ 的 圆曲线 上 （ 见图 １ ） ， 中间墩 柱 采用独 柱墩单 支 座 （ 设有 ２ ０ ｃ ｍ 的 预偏 心 ） 、 中间
独柱支承梁式桥倾覆稳定性分析及抗倾覆措施研究
题目：独柱支承梁式桥倾覆稳定性分析及抗倾覆措施研究摘要目前，国内公路桥梁规范、城市桥梁规范及铁路桥梁规范均未提及独柱支承梁式桥倾覆稳定性本质特征及验算方法，也未对桥梁抗倾覆措施作出具体规定。
为减免独柱支承梁式桥倾覆事故的发生，对该类桥梁倾覆稳定性及抗倾覆措施进行研究。
根据结构受力特点及其倾覆破坏特征，独柱支承梁式桥分为：中墩固结独柱支承梁式桥、中墩铰结直线独柱支承梁式桥、中墩铰结曲线独柱支承梁式桥。
揭示了中墩固结独柱支承梁式桥倾覆破坏为构件强度破坏；中墩铰结独柱支承梁式桥倾覆破坏首先表现为边支座脱空，然后出现中墩支座转角超限，最终发生结构倾覆的本质特征。
推导了独柱支承梁式桥倾覆稳定性验算方法，并通过对北京市典型桥梁倾覆稳定性分析，发现中墩铰结直线独柱支承梁式桥倾覆破坏表现为边支座脱空；中墩铰结曲线独柱支承梁式桥倾覆破坏表现为中墩支座转角超限。
同时对保证桥梁倾覆稳定性的结构构造及抗倾覆措施进行了研究，得出边墩设置抗倾覆措施对提高主梁抗倾覆能力更有效。
通过上述研究，可供同类桥梁的设计及维修加固参考。
关键词：独柱支承，倾覆稳定性，荷载系数，临界状态，抗倾覆措施目录摘要 (Ⅱ)绪论 (1)一、独柱支承梁式桥分类及其倾覆破坏特征研究 (2)1、独柱支承梁式桥分类 (2)2、各类独柱支承梁式桥倾覆破坏特征研究 (2)二、独柱支承梁式桥倾覆稳定性验算方法 (4)1、倾覆临界状态的确定 (4)2、中墩铰接独柱支承梁式桥倾覆稳定性验算方法 (5)3、稳定验算的初始状态 (6)三、北京市独柱支承梁式桥倾覆稳定性研究 (7)1、典型研究模型的选取 (7)2、倾覆稳定性分析结果 (7)四、抗倾覆措施研究. (13)1、抗倾覆措施原则 (13)2、抗倾覆措施抗倾覆能力分析 (14)结论. (16)参考文献. (18)绪论随着我国现代交通运输业迅速发展，高速公路、城市立交桥和高架桥的大量建设，具有理想净空及透视度的独柱支承梁式桥在立交匝道中得到广泛采用。
浅谈独柱墩桥梁抗倾覆稳定性分析及加固设计
浅谈独柱墩桥梁抗倾覆稳定性分析及加固设计摘要：独柱墩桥梁主要是跨线桥，由于桥下路线的限制，普通桥墩不满足安装条件，特别是受地形限制时，独柱墩桥梁往往成为首选方案，因此，柱式墩经常应用于立交匝道桥中。
受桥墩尺寸的限制，独柱墩墩顶多为单支座。
然而单支座无法对主梁形成扭转约束，使得桥梁结构的抗倾覆性能大大降低。
互通立交因路线与转向的需求，往往需要设置曲线桥梁。
曲线桥梁由于存在“弯扭耦合”效应，受力与直线桥梁有很大的不同。
在对称荷载的作用下，内侧的支座反力小于外侧，曲率半径越小，“弯扭耦合”效应越明显，甚至在恒载作用下，曲线桥内侧边跨支座就有可能脱空，如曲线桥中存在独柱墩，在偏载重车的作用下，极易发生桥梁倾覆。
因此，本文对独柱墩桥梁抗倾覆稳定性及加固设计进行了研究，仅供参考。
关键词：独柱墩桥梁;抗倾覆;稳定性分析;加固设计引言独柱墩桥梁是公路桥梁中的一种特殊形式。
由于独柱墩桥梁具有占地少、复杂场地适应性强、桥下视野好及经济美观等优点，目前在国内外城市立交、公路跨线工程等领域应用广泛。
随着中国城市化的进程加快，交通运输需求增长与建设用地紧张，矛盾凸显，在建设条件有限的情况下，独柱墩桥梁往往成为唯一的选择。
独柱墩桥梁的合理建设，对于提升基础设施安全运营水平，促进土地资源集约利用具有重要的社会和经济意义。
1独柱墩桥梁抗倾覆稳定性影响因素研究1.1支座横向间距影响桥梁支座横向间距大时上部结构的重力可以提供较大的抗倾复力矩，从而阻止桥梁在较大偏心荷载下倾复。
但是，部分独柱墩桥梁采用单支座，其横向抗倾覆稳定性效果较差。
部分桥梁独柱墩采用双支座，但限于独柱墩顶部尺寸较小，支座间的横向间距较小，桥梁在汽车荷载偏载作用时能够抗倾覆的弯矩也较小，抗倾覆稳定性相对较差。
1.2桥梁半径的影响由于独柱墩具有占地面积小的优点，所以独柱墩常用于具有引桥的市政桥梁转体桥、高速公路转体桥等空间占用要求相对较高的地方。
但是，在这些情况下，独柱墩桥梁常采用半径较小的曲线桥，而其上箱梁的弯扭耦合效应增大，致使箱梁受力后内外侧挠度差异变大，外侧挠度明显大于内侧，导致独柱墩桥梁的横向抗倾覆稳定性出现较大幅度的降低，使独柱墩桥梁所受偏心荷载作用效果增强，更易在偏心荷载作用下发生倾覆。
关于独柱墩桥梁抗倾覆加固改造技术分析
关于独柱墩桥梁抗倾覆加固改造技术分析摘要：独柱墩桥梁在城市桥梁和高速公路互通匝道中应用较为广泛，具有结构简单、外形美观、施工方便等特点，但随着交通流量增加及车辆超载现象增多，从而造成独柱墩桥梁在运营过程中出现支座脱空、主梁移位等不利情况，导致桥梁失稳倾覆的安全事故发生。
本文着重对独柱墩桥梁抗倾覆加固技术进行分析与探讨。
关键词：桥梁工程独柱墩抗倾覆加固技术独柱墩桥梁普遍运用到城市桥梁和高速公路互通匝道中，其主要优点体现在桥梁美观，独柱墩结构简单，很大程度扩展利用桥下空间；随着独柱墩桥梁的大量应用，一些突出问题逐步显现，独柱墩桥梁发生整体侧向倾覆，导致桥梁倒塌，造成人身伤害、巨大的经济损失和不良社会影响。
因此为了保证独柱墩桥的质量，增强稳定性，减少桥梁因发生倾覆而产生的危害，对独柱墩桥梁进行加固改进是十分有必要的，所以要提高独柱墩桥的稳定性，就必须采取一定的加固措施。
独柱墩桥梁加固措施的实施，需要从独柱墩桥梁的梁、支座、墩基础等几个方面进行，通过加固可以提高桥梁自身的横向抗倾覆能力。
一、独柱墩桥梁倾覆原因分析1.独柱墩桥梁的上下部结构受力性能都能满足桥梁设计规范要求，但是桥墩横向支承体系为单支点支承，在偏载作用下，其结构受力抗倾覆不稳定，导致桥梁整体抗倾覆稳定性的安全不足，在超车辆偏载通过时，存在桥梁整体侧翻和独柱墩被破坏的安全隐患。
2.独柱墩属于偏心受力构件，若桥墩高度或者桥墩墩身回旋半径小，在超载车辆偏心作用下，支座出现较大的横桥向水平力，从而造成桥梁墩柱根部截面的弯剪破会。
3.独柱墩桥梁主要是运用墩梁固结的方法，此方法能够很好的减轻墩柱的压力，避免主梁出现变形的情况，不过在实际情况当中，在偏心荷载的长时间影响下，就极有可能在墩梁固结的地方发生开裂的情况，更为严重的话，还会造成墩柱断裂、主梁倾覆的后果。
二、独柱墩桥梁加固改造方法1.增设钢盖梁：（1）独柱墩通过增设钢盖梁方式改单支座为多支座受力体系，桥梁整体顶升将桥梁上所有的支座进行更换，并将箱梁及下部存在的常规病害进行维修处理。
独柱式弯桥抗倾覆稳定性分析_王兰
随着我国交通事业的迅速发展，大量的公路立交和城市大型 互通高架桥在建，匝 道 桥 是 互 通 立 交 实 现 道 路 转 向 功 能 的 关 键， 并且由于地形及 空 间 限 制，匝 道 桥 多 位 于 小 半 径 曲 线 上，研 究 结 果表明无论使用何种支座布置方案，曲线梁总存在扭矩，因此，曲 线梁总是处于弯扭耦合的受力状态下。由于扭矩的产生，通常会 使梁体处于外侧 超 载，内 侧 卸 载 的 情 况，因 而 引 起 梁 内 外 侧 支 点 反力相差较大，当活载偏置时，梁内侧支座甚至会产生负反力，这 时如果支座不能承受拉力，就会出现梁体与支座的脱离，即“支座 脱空”现象。当内侧支座产生脱空，梁体便有倾覆失稳的可能，现 实中有很多曲线梁上部梁体由于倾覆失稳造成的事故，所以对独 柱式弯桥上部梁体进行抗倾覆稳定性分析是很有必要的。
Key words: isolated-column curved bridge，bearing counter-force，B ramp bridge，overturning stability
points out a series of feasible maintenance repair schemes，so it is meaningful for the maintenance management of similar long and large bridges’
steel deck pavement．
Abstract: Taking Nanjing Second Yangtze Ｒiver’s pavement with epoxy asphalt concrete on the steel deck for the first time as the example，the
独柱墩连续箱梁桥横向抗倾覆计算要点探讨及研究
独柱墩连续箱梁桥横向抗倾覆计算要点探讨及研究横向抗倾覆是指桥梁在横向力的作用下，保持稳定不发生倾倒的能力。
由于独柱墩连续箱梁桥的柱墩与箱梁之间采用梁-柱连接件来传递荷载，因此其横向抗倾覆设计与传统的连续箱梁桥有所不同。
要点探讨1.横向稳定性计算：桥梁横向稳定性主要受到风荷载和地震荷载的影响。
在设计中需要考虑桥墩的弯矩抗倾覆能力和箱梁的刚度，以及梁-柱连接件的强度和刚度等因素。
2.梁-柱连接件的选择：梁-柱连接件的选取对桥梁的横向抗倾覆能力起着至关重要的作用。
一般情况下，可以选择具有较高强度和刚度的连接件来增加桥梁的抗倾覆能力。
在进行连接件设计时，需要考虑桥梁的荷载特性、连接件材料的性能以及连接件的安全性、便利性等因素。
3.桥墩的设计：桥墩的设计是保证桥梁横向抗倾覆能力的重要因素之一、桥墩应具有足够的抗倾覆强度和稳定性，可以采用适当的墩身形态和几何参数来增加其整体刚度。
同时，还需要保证桥墩的材料与结构的耐久性和抗震性能。
4.荷载分析与校核：在横向抗倾覆计算中，需要对桥梁受到的各种荷载进行全面的分析与校核。
除了常规的静态荷载（如桥车荷载、行人荷载等）外，还需要考虑桥梁受到的动态荷载、风荷载以及地震荷载等因素。
通过合理的荷载分析与校核，可以确保桥梁在各种工况下都具备足够的横向抗倾覆能力。
研究方向1.墩身形态优化：研究人员可以通过优化桥墩的几何形态、增加墩身的截面面积以及改变墩身的横断面形状等方式，进一步提高桥梁的横向抗倾覆能力。
2.墩梁连接构造研究：可以通过改进梁-柱连接件的设计，增加连接件的强度和刚度，从而提高桥梁的横向稳定性。
同时，还可以研究采用新型的连接方式，如摩擦连接等，来提高桥梁的抗倾覆能力。
3.横向倾覆试验研究：通过进行横向倾覆试验，可以验证设计理论和计算方法的准确性，并对桥梁在倾覆过程中的变形和破坏机理进行深入研究。
在试验研究中还可以模拟不同的荷载条件和工况，以评估桥梁的安全性和抗倾覆能力。
独柱支撑曲线连续梁桥稳定性分析
独柱支撑曲线连续梁桥稳定性分析作者：张艳东李凤芹来源：《沿海企业与科技》2012年第10期[摘要] 文章通过对崇左市某互通立交工程独柱墩曲线连续梁桥进行有限元建模及计算，分析曲线半径、桥长、边界墩支座间距、独柱墩支座预偏心等因素对独柱墩曲线连续梁桥稳定性的影响；指出只调整梁的扭矩而忽略梁的扭转变形是不全面的。
通过调整墩顶处支座的位置保证梁在结构自重以及预应力荷载作用下的扭转变形达到最小，同时梁端的支座处不产生脱空现象，这样才会使整个梁体结构处于平衡；并分析构造要求及施工方法对独柱墩曲线梁桥稳定性的影响。
对同类工程设计及施工有一定指导作用。
[关键词] 曲线连续梁桥；独柱支承；偏心距[作者简介] 张艳东，中铁四院集团南宁勘察设计院有限公司桥隧所助理工程师，研究生，广西南宁，530003；李凤芹，中铁四院集团南宁勘察设计院有限公司，广西南宁，530003[中图分类号] U448 [文献标识码] A [文章编号] 1007-7723（2012）10-0071-0003曲线梁桥目前已广泛应用于现代桥梁工程，在城市立交工程的匝道设计中更为普遍。
匝道桥的宽度较窄，一般多为两车道，宽度在9～11m；为了实现道路的转向功能，匝道桥多为小半径的曲线梁桥，平曲线最小半径可在30m；匝道桥多设有较大纵坡；匝道桥长度较大，以跨越下面的非机动车道或主干道。
由于曲线梁桥相对于普通直线梁桥的特殊性，产生了一系列新的问题，如独柱支座预偏心距的设置，梁体的预应力损失、梁体腹板开裂、整体扭转、变形等[1]，没有很好地解决。
规范中对曲线梁桥的设计规定也较少。
相关研究的不足，导致独柱墩曲线梁桥较普通直线梁桥发生的病害、事故更多。
查阅已建成的独柱墩曲线桥梁的检查资料可知，大部分梁体都存在着不同程度的病害，如梁端支座脱空、产生位移、梁体开裂等现象，甚至导致严重的交通事故，造成巨大的生命财产损失。
一、有限元模型本文以崇左市某互通立交工程中四条匝道的独柱墩连续箱梁桥为算例，采用MIDAScivil2010 版进行有限元计算分析，计算中考虑了恒载、钢筋预应力、支座不均匀沉降、温度力及活载作用。
独柱式弯桥抗倾覆稳定性分析
独柱式弯桥抗倾覆稳定性分析摘要以对浙江省某高速公路立交桥独柱式匝道桥进行主梁抗倾覆验算分析为工程背景，利用空间有限元程序进行计算分析，在考虑了不同荷载工况的组合情况下，对产生支座负反力的荷载工况进行主梁抗倾覆稳定性分析。
关键词：独柱式弯桥支座负反力扭矩倾覆稳定性引言随着我国交通事业的迅速发展，大量的公路立交和城市大型互通高架桥在建，匝道桥是互通立交桥上实现道路转向功能的关键,并且由于地形及空间限制，匝道桥多位于小半径曲线上，研究结果表明无论使用何种支座布置方案,曲线梁总存在扭矩，因此，曲线梁总是处于弯扭耦合的受力状态下[1]。
由于扭矩的产生，通常会使梁处于外侧超载，内侧卸载的情况，因而引起梁内、外支点反力相差较大，当活载偏置时，梁内侧支座甚至会产生负反力，这时如果支座不能承受拉力，就会出现梁体与支座的脱离，即“支座脱空”现象。
当内侧支座产生脱空，梁体便有倾覆失稳的可能，现实中有很多曲线梁上部梁体由于倾覆失稳造成的事故，所以对独柱式弯桥上部梁体进行抗倾覆稳定性分析是很有必要的。
一、结构尺寸本匝道桥位于半径为55m的平曲线上，为3×25m等截面预应力混凝土现浇连续箱梁，梁高1.5m，桥宽8m，悬臂宽1.8m，箱梁底宽4.4m。
中间墩为单支座，1号墩单支座设偏心12cm、2号墩单支座设偏心5cm，联端设双支座，支座中心线间距 3.7m，由于联端铰支座不能承受拉力，所以必须对联端的内侧支座受力进行分析[2]。
二、计算参数一期恒载：混凝土容重取26kN/m3，并计入自重引起的扭矩。
支座沉降按0.002m计算。
温度按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）4.3.10条计算。
桥面静荷载：护栏单侧每延米重7.5kN/m，桥面铺装厚16cm。
活载：2车道，设计速度40km/h，设计荷载：活载工况1、2、3。
冲击系数计算参照《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）条文说明4.3.2。
曲线半径大小对独柱墩箱梁抗倾覆稳定性的影响分析
曲线半径大小对独柱墩箱梁抗倾覆稳定性的影响分析作者：夏良杰来源：《价值工程》2018年第10期摘要：鉴于国内独柱墩桥梁因横向抗倾覆安全性不足导致的结构安全事故时有发生，为了研究曲线半径大小对独柱墩桥梁抗倾覆稳定性的影响，结合实际工程实践，利用MIDAS/Civil 2017建立空间杆系有限元模型分析对比不同曲线半径对独柱墩箱梁抗倾覆稳定性的影响，为同类结构设计和建造提供借鉴。
Abstract： In order to study the influence of curve radius on the anti-overturning stability with single column pier bridge， combined with practical engineering practice， in view of the structural safety accidents caused by insufficient transverse anti-overturning safety with single column pier bridge in China， the finite element model of spatial bar system established by MIDAS/Civil 2017 is used to analyze and compare the influence of different curve radius on the anti-overturning stability of box girder with single column pier， which provides a reference for the design and construction of similar structures.关键词：独柱墩箱梁；有限元模拟；曲线桥；抗倾覆受力分析Key words： box girder with single column pier；finite element simulation；curved bridge；anti-overturning force analysis中图分类号：U448.21+3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）10-0099-03某高速公路有两座结构类似的匝道桥，通过查阅桥梁竣工图及现场勘探，两座匝道桥除曲线半径不相同外其他因素大体相同，桥跨布置均为（23+24+23）m。
独柱墩连续梁桥抗倾覆的稳定性分析与加固设计
独柱墩连续梁桥抗倾覆的稳定性分析与加固设计我国在2007年之前已经逐步实现对独柱墩桥上部结构纵向以及竖向静力模型的透彻分析，但是可变荷载过渡到横向偶然偏心荷载的问题却忽略。
并没有引起行业内重视。
加之受到车辆超载情况的影响，我国桥梁长期处于一种超负荷的工作状态当中，如果偏心偶然荷载过大，就会直接引发桥梁坍塌倾覆，严重时威胁到人们的生命财产安全。
因此，必须提高对独柱墩桥连续桥梁抗倾覆稳定性的重视程度。
一、工程概况某独柱墩桥梁，左右分幅，上部结构为8m×20m单箱双室预应力混凝土连续箱梁，四跨一联，桥面宽度11.6m，下部结构为钢筋混凝土独圆柱墩，墩台联端设置悬挑式盖梁。
桥梁的曲线半径为90m，箱梁的截面积大小为6m×20m，支座数量为20个。
二、抗倾覆验算分析1.验算说明（1）梁底支座的负支撑反力在桥梁一侧横向偶然偏心荷载超过自身抗倾覆能力的基础上出现，严重时会存在支座脱空的问题。
导致桥跨出现倾覆的原因有很多种，其中最为直接的就是横向偶然偏心荷载作用率出现超出整联结构抗倾覆力矩的问题。
在实际对抗倾覆进行验算时，必须实现对以下条件的严格遵循。
γqf=Sbk/Sbk≥2．5上式中抗倾覆稳定系数由γqf表示，含有冲击作用的汽车荷载需要利用Sbk表示。
Ssk是一个组合值，其中涉及到上部结构的稳定作用以及效应标准。
桥梁单向受压支座在作用标准值组合的背景下不会处于脱空状态。
（2）在弯桥区域，如果联内桥墩中所有的支座都处于支座连线内侧以及桥台外侧时，倾覆轴线则应根据桥台外侧支座连线进行确定；如果联内桥墩的所有支座不仅在桥台的外侧处，而且还在支座连线外侧时，倾覆轴线的确定则要依据跨中桥墩支座连线的位置确定。
对连续梁桥的整个倾覆阶段进行分析时发现联端偏载另侧的支座较易发生脱空，倾覆发生的同时结构受力体系也会发生一定的改变。
因此，在汽车荷载冲击作用下，支座脱空现象是不允许发生的。
由于支座处于脱空状态是桥梁发生倾覆的前提，所以在判断桥梁是否会产生倾覆时，可以通过检查汽车荷载影响下支座是否出现脱空来进行判断，当支座没有脱空，并且还有比较大的富余量时，以此为依据来判断该桥是否会出现倾覆的情况。
独柱式曲线梁桥稳定性分析
预应力效应在联端 内侧支座产生 了９ ０ Ｎ ２ ｋ 的拉力 ， 远超 过 了由汽 车偏 载 引起 的４ ４ Ｎ的拉 力 ，是 造 成 ３ｋ
图４ Ｍｉａ计 算 模 型 ｄｓ
内侧 支座脱 空 的主要 因素 。仅 在恒 载 （ 自重＋ 预应力 效应） 组合下 ，联端 内侧 支座产生负反力一 ８ ｋ ４ ４ Ｎ．即
０ 引 言
的稳定 性 进行 计 算 分 析 ，探 讨 梁体 自重 、预 应 力 、
活载等 不 同因素 对 曲线 梁桥 抗扭 稳定 性 的影 响。
１ 独柱 墩 曲线梁桥 结构 受 力特点
１１ ． 自重 对桥 梁 结 构 的 影 响
曲线 梁桥在 现代 公路 及城 市道 路立 交 中应用 非 常普 遍 ，尤其在 大 型枢纽 立交 的 匝道桥 中应 用最 为 广泛 。其 宽度一 般较 窄 ，多 为单车 道或 双车 道 ，曲
ａ ｄ ｌｖ ｏ ｄ ａ ｅ ｅ ｐ ｏ ｅ ． ｎ ｉｅ ｌａ ｒ ｘ ｌ ｒ ｄ
Ｋｅ ｒ ｓ ｉ ｇ ｅ ｃ ｌ ｍｎ ｐ ｅ ； ｕ ｖ ｄ ｂ ａ ｐ ｅ ｔ ｓ ｅ ｔ ｅ ｅ ｍ ａ ｉ ｏ ｃ ； ｅ ｒ ｇ ｎ ｇ ｔ ｅ ｒ ａ ｔ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ：ｓｎ ｌ － ｏ ｕ ｉｒ ｃ ｒ ｅ ｅ ｍ； ｒ ｓｒ ｓ ｄ ｓｅ ｌｂ ａ ｒ ｄ ａ ｆ ｒ ｅ ｂ ａ ｉ ｅ ａｉ ｅ ｃｉ ｅ ｌ ｎ ｖ ｏ
重 、 预 应 力 、 活 载 等 不 同 因素 对 曲线 梁桥 抗扭 稳 定性 的影 响 。 关 键 词 ：独 柱 墩 ； 曲线 梁 ；预 应 力钢 束 径 向 力 ； 支座 负反 力 中 图分 类 号 ：Ｕ ４ ． ４８ ２ 文 献标 识 码 ：Ａ 文 章编 号 ： １ ０ — ７ ６ ２ １ ） ２ ０ ７ — ３ ０ ２ ４ ８ （０ ２ １— ０ ７ ０
独柱墩桥梁横向抗倾覆性影响因素研究
独柱墩桥梁横向抗倾覆性影响因素研究
安海涛
【期刊名称】《北方交通》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】基于8.5m、9.5m、10.5m三种箱梁宽度,采用有限元软件,以梁端支座间距与梁宽之比作为自变量,研究其对独柱墩桥梁横向抗倾覆性的影响。
通过纵向研究以及横向对比分析发现,当梁宽确定时,随着梁端支座间距与梁宽之比的增大,最小支座反力呈曲线增大,横向抗倾覆稳定系数呈线性增大;梁端支座间距与梁宽之比大于0.6时,横向抗倾覆性基本满足;梁端支座间距与梁宽之比确定时,随着梁宽的增加,最小支座反力随之增大。
实际工程中,可适当增大梁端支座间距与梁宽之比来提高梁体的抗倾覆性能。
【总页数】4页(P18-21)
【作者】安海涛
【作者单位】河北交规院瑞志交通技术咨询有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U445.72
【相关文献】
1.独柱墩梁桥横向抗倾覆安全性桥梁评估的实际应用介绍
2.独柱墩桥梁抗倾覆稳定性影响因素研究
3.独柱墩桥梁横向抗倾覆研究
4.独柱墩桥梁横向抗倾覆稳定性验算与研究
5.独柱墩桥梁横向抗倾覆计算分析及加固方案研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
曲线桥抗倾覆稳定性及墩柱承载能力分析
曲线桥抗倾覆稳定性及墩柱承载能力分析摘要：以某曲线独柱墩连续梁桥为例，采用公路-Ⅰ级中的标准车辆密布荷载作用的方式，根据独柱墩桥横向失稳的判别准则和计算方法，对独柱墩上增设钢盖梁，并在钢盖梁的两侧各增加1个支座加固方案下的支座脱空情况、抗倾覆稳定性、墩柱承载能力进行了验算分析。
验算结果表明其抗倾覆稳定性能满足要求，但墩柱承载能力不能满足要求，需进行加固处理。
关键词：曲线桥、支座脱空、抗倾覆、承载能力1、引言曲线独柱墩连续箱梁桥以其造型美观、结构轻巧、适应强性等独特优势在高速公路互通立交匝道桥中广泛应用，近年来，由于交通量的增大、车辆超载、桥梁劣化等不利因素，因超重车辆偏载导致的独柱墩桥梁倾覆倒塌事故时有发生，造成人员伤亡和重大财产损失。
对在役曲线独柱墩连续箱梁桥进行横向倾覆稳定性验算及改造加固的任务迫在眉睫。
本文以某曲线独柱墩连续箱梁为例，对其在独柱墩上增设钢盖梁，并在钢盖梁的两侧各增加1个支座的加固方案，通过建立空间有限元模型计算分析了支座脱空、主梁倾覆稳定性、墩柱正截面承载能力情况，为该桥梁加固方案实施的可行性及注意事项提供了参考依据。
2、计算分析内容2.1 支座计算支座脱空可认为是横向倾覆过程的开始，剩余未脱空支座位于一条直线时则可以认为是横向失稳的临界状态，在支座脱空计算中考虑《公路工程技术标准》（JTG B01-2014）公路-Ⅰ级中的标准车辆密布荷载（含冲击力）标准值和成桥内力（自重、二期恒载、预应力、收缩徐变）标准值作用下支座反力是否为负（拉力）。
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。
2.2 主梁抗倾覆验算根据查阅的相关资料和《公路钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土桥涵设计规范》（征求意见稿），独柱墩桥梁抗倾覆验算的汽车荷载按照现行规范公路-Ⅰ级中的标准车辆荷载并采用密布形式验算，安全系数不小于3。
抗倾覆轴选取原则为抗倾覆轴外侧无支座。
对于曲线桥倾覆轴线确定方法为，当跨中桥墩全部支座位于桥台外侧支座连线内侧时，倾覆轴线为桥台外侧支座连线，当跨中桥墩全部支座位于桥台外侧支座连线外侧时，倾覆轴线取为跨中支座连线或一桥台外侧支座和跨中桥墩连线。
独柱墩连续箱梁桥抗倾覆稳定性验算分析
独柱墩连续箱梁桥抗倾覆稳定性验算分析钟豪;陈孔令;汪磊;夏支贤【摘要】在偏心偶然超载作用下,独柱墩桥梁可能发生整体横向失稳。
通过对独柱墩连续箱梁桥的抗倾覆能力分析,并以云南省武定至昆明高速公路共9座独柱墩箱梁桥的抗倾覆验算为工程背景,运用有限元分析程序MIDAS/CIVIL2006,对其中横向受力最不利的箱梁进行了整体抗倾覆验算,并有针对性的提出应对措施,以避免发生支座脱空现象导致侧倾,提高桥梁的抗倾覆能力。
%Under the action of the eccentric accidental overloading, the overall lateral instability of single column pier bridge may occur. Through to the analysis of the ability against overturning on continuous box girder bridge, and WuDing to Kunming highway in Yunnan Province a total of 9 single column pier box girder bridges resistive overturning checking calculation for the engineering background, by using the finite element analysis program MIDAS/CIVIL2006, to check the overall stability against overturning of the box girder under the worst lateral force, and put forward some corresponding countermeasures, to avoid the phenomenon of bearing separation and enhance the ability of bridge stability against overturning.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2013(000)009【总页数】3页(P45-47)【关键词】独柱墩;连续箱梁桥;抗倾覆稳定性;应对措施【作者】钟豪;陈孔令;汪磊;夏支贤【作者单位】云南省交通规划设计研究院，昆明650011;云南省交通规划设计研究院，昆明650011;云南省交通规划设计研究院，昆明650011;云南省交通规划设计研究院，昆明650011【正文语种】中文【中图分类】U440 引言现浇连续箱梁桥整体性能好、抗扭刚度大，下部结构若配置独柱式桥墩，可使桥梁视觉通透、线条流畅、外形美观、节约桥梁占地并能节省工程造价，因此独柱式连续箱梁桥在互通式立交的匝道桥中被广泛采用。
桥梁墩梁独柱式抗倾覆探讨
桥梁墩梁独柱式抗倾覆探讨桥梁是人类文明发展的重要标志之一，桥梁的建构一直是人们探究技术、文化和历史的源头。
在桥梁的建设过程中，如何有效地抵御地震、台风等不可预料的自然灾害，保证桥梁稳定耐用，成为人们关注的焦点。
而作为桥梁重要支撑结构的墩梁，在抗倾覆方面发挥着重要的作用。
本文将围绕桥梁墩梁独柱式抗倾覆进行探讨。
1. 墩梁的作用和分类墩梁是桥梁中的重要结构，它连接主梁与桥墩之间，承受主梁负载并将负载传导到桥墩。
因此，墩梁具有重要的支撑功能，在桥梁建设中发挥着重要的作用。
根据结构形式的不同，墩梁可分为双墩梁和单墩梁。
在双墩梁结构中，主梁直接与桥墩相连；而在单墩梁中，主梁由一根独立的柱子承担，这种墩梁形式也称为独柱式墩梁。
通常情况下，采用独柱式墩梁的桥梁都是跨度较大的悬索、斜拉等特殊桥式。
2. 独柱式墩梁的结构特点独柱式墩梁结构相对于双墩梁结构更为简洁明了，在桥梁设计中具备一定的优势。
其结构特点主要表现在以下几个方面：（1）极限状态下独柱式墩梁稳定性好。
由于独柱式墩梁只有一根柱子作为支撑，因此其结构更加紧凑、简单，不容易发生局部扭曲变形和全局失稳。
在地震、台风等自然灾害的情况下，独柱式墩梁具有较好的稳定性，能够有效抵御墩柱的倾覆。
（2）对桥墩轨迹要求高。
独柱式墩梁的柱子部分需要支撑主梁，因此其轨迹要高于双墩梁，需要对整个桥梁的位置有较高的要求。
在设计中需要充分考虑桥梁的位置、高度和长度等因素，以确保独柱式墩梁的稳定性和安全性。
3. 独柱式墩梁的抗倾覆问题独柱式墩梁在抗倾覆方面具有较好的效果，但其在特定条件下也可能会出现倾覆问题。
这主要与墩梁设计中的关键因素有关。
（1）墩柱尺寸墩柱的尺寸是独柱式墩梁抗倾覆的关键因素之一。
在设计中，需要考虑墩柱的高度和厚度，以使其在承受桥梁负载的同时，能够保证足够的稳定性。
（2）地震影响地震是桥梁结构设计中需要充分考虑的因素之一。
由于地震的产生不可预测，因此需要在设计中充分考虑地震的影响，设计出抗震性更强的独柱式墩梁结构。
关键设计参量对独柱墩连续梁桥抗倾覆性能的影响分析
关键设计参量对独柱墩连续梁桥抗倾覆性能的影响分析发布时间：2022-12-20T05:43:51.449Z 来源：《工程建设标准化》2022年15期8月10批次作者：黄存彪康旭李珠熙[导读] 近年来，各地独柱墩连续梁桥倾覆倒塌的案例时有发生黄存彪康旭李珠熙南京理工大学土木工程系，南京江苏 210094摘要: 近年来，各地独柱墩连续梁桥倾覆倒塌的案例时有发生，造成了巨大的政府财政损失和不良的社会影响。
因此，对独柱墩桥梁抗倾覆性能的研究具有至关重要的实际意义以及工程价值。
本文结合现有规范，利用 MIDAS 软件建立三维有限元模型，以车道荷载偏心距与主梁跨径作为两个关键设计参量，分析其对于桥梁的整体抗倾覆性能的影响，并针对性地提出建议，最后介绍了其他在实际桥梁设计中需考虑到的影响因素。
关键词: 独柱墩桥梁；抗倾覆；车道荷载偏心距；主梁跨径0引言随着我国城市铁路与市政交通的飞速发展，为满足美观、空间、造价诸方面要求，因此对于独柱墩连续梁桥的研究大有裨益。
近几年发生的无锡高架桥侧翻、浙江上虞市春晖大桥坍塌、湖北鄂州12.18桥面侧翻事故[1,2]。
究其原因，主要是由于车辆的超载行驶导致桥梁出现支座脱空，最后造成桥梁的整体倾覆与坍塌。
2018年以前中国的公路桥梁规范，对桥的梁结构倾覆稳定性的判定并未作出明确规定，只有对于禁止桥梁支座脱空的描述［3］，而且诸多独柱墩连续梁桥的设计过程中也仅仅考虑了抗剪、抗弯的承载力即强度验算。
对此，许多国内学者都展开过相关研究，如袁摄桢等[4]采用梁格法对某独柱墩宽桥建立有限元模型,在不同荷载工况下分析了其横向倾覆稳定性，并提出了横向倾覆稳定系数简化算法。
姜爱国等[5]利用 Midas 软件建立独柱墩曲线梁桥模型,研究了荷载作用下曲线桥梁支座的脱空顺序,确定了桥梁的倾覆轴线。
张于晔等[6]针对车辆撞击桥墩问题，设计了一种采用泡沫铝材料的桥墩防撞装置。
然而，关于独柱墩连续梁桥在偶然偏心荷载作用下抗倾覆稳定性方面的研究尚鲜见报道[7,8]。
独柱墩桥梁抗倾覆稳定验算方法及参数影响分析
根据 上 节公 式可 以看 出倾 覆 轴 的选取 直 接影响 Ｍ ｄ 和 Ｍｈ 的求 算结 果 ，并最 终影 响抗倾 覆稳 定安 全 系数 ，因此 如何 选取 正 确 的最不 利倾覆 轴事关 倾覆 与否 的判定 ，如果选 错倾 覆 轴 ，有可 能导致 错误 的 验算 结论 。最 不利倾 覆 轴 的选取 应根 据 以下 原则确
２
浙江交Байду номын сангаас职业技术学 院学报
偶 然偏 心超 限荷 载 的作 用关 注不 足 。而 且我 国现行 的桥 涵规范对 上部 桥梁 结 构抗倾 覆 稳定 性验 算 给出 了概念 性 的要 求但 均不 明确 和具 体 ，处 于相对 空 白 状态＿ ｌ ］ 。桥梁 从业 人员 迫切 需 要一 种简 单 、统 一 的验算 方法 。
浙 江交通职业技 术学院学报 ，第 １ ４卷 第 ３ 期 ，２ ０ １ ３年 ９月
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｚ ｈ ｅ ｊ ｉ ａ ｎ ｇＩ ｎ ｓ ｉ ｔ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｃ ｏ ｍ ｍ ｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｉ ｔ ｏ ｎ ｓ
Ｖ ｏ １ ． １ ４ Ｎ ｏ ． ３ Ｓ ｅ ｐ ． ０１ ２ ３
摘 要：针对独柱墩桥 梁倾覆倒塌时有发生的现状 ，从现行 相关规 范的局 限出发， 给 出 了抗倾 覆稳 定 安 全 系数 的 定 义 及详 细的 验 算 方 法 ，适 用 于 工程 抗 倾 覆 稳 定 验 算。通过对桥宽、梁端支座 间距、曲率半径、联 长等影 响参数进行有 限元数值分
析，得到 了独柱墩抗倾覆稳定安全 系数随以上参数改变而变化的规律 ，并以此建立 了能 够较 为全 面 的反 映倾覆 破 坏 临界 状 态的抗 倾覆稳 定 安全评 价 指标体 系。
独柱墩桥梁倾覆原因与加固设计
独柱墩桥梁倾覆原因与加固设计摘要:在现代桥梁建设中，独柱墩桥梁不仅可以提高低空间布局和视野，而且能够对桥梁外观起到美化的作用，曾被广泛运用于高速公路互通匝道桥以及城市立交桥等项目中，其(对应的上部)通常为连续箱梁的结构。
独柱墩桥梁在偏载情况下，易导致桥梁的抗倾覆能力下降。
本文针对独柱墩桥梁倾覆原因进行分析，并对后期运营管控及加固设计提出了建议。
近年来，随着交通流量不断增大，超载以及重型车辆日益增加，加之超速行驶等情况时有发生，致使独柱桥墩桥梁运营中发生梁体扭转及变形、支座受力不均及脱空等情况，危及桥梁安全。
最严重的情况下，可能会发生桥梁倾覆等安全事故(如图1所示)。
因此，对独柱墩桥梁倾覆原因进行分析，对其加固设计进行探究，具有现实意义。
全国交通系统对国省干道上的独柱墩桥梁展开了全面的技术状况排查和验算评估工作。
笔者有幸参与了广东省、四川省等多条高速公路上的独柱墩桥梁验算评估工作，本文对倾覆原因及加固设计进行阐述。
1桥梁倾覆事故原因独柱墩桥梁在施工和运营过程中容易受到外界诸多条件影响。
对近年来独柱墩桥梁倾覆和垮塌现场进行剖析，可大致还原出桥梁垮塌前的情景:多辆严重超载货车(一般为桥梁设计荷载等级的两倍以上)或重型车辆均沿独柱墩桥梁的单侧行驶，从而引起桥梁严重偏心受载，使桥梁支座出现了单边脱空，导致桥梁梁体横向侧翻。
2独柱墩倾覆的表现独柱墩桥梁倾覆的主要表现有支座脱空、支座剪切破坏、主梁滑移或外侧倾覆等。
就近年发生独柱墩倾覆或坍塌事故现场来看，桥梁倾覆事故多发生在连续独柱墩的曲线连续箱梁桥上，现场情况多为箱梁梁体横向侧翻，导致桥墩破坏或折断，但箱梁梁体几乎未损毁［1］。
3独柱墩桥梁倾覆原因3．1桥梁支座受力分析。
桥梁支座在高负荷的情况下会发生一定程度的扭转变形，从而造成受力不均。
若扭矩不断加大，则会导致支座发生不均匀变形。
独柱墩桥梁梁体在荷载作用下，通常会产生纵向弯曲，从而对耦合作用进行扭转，致使桥梁内侧卸载，外侧部位超载，在内外支座在受力不均的情况下，易引发支座与梁体脱离的情况［2］。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于有限元的独柱墩曲线桥抗倾覆稳定性影响因素分析
王刚
【摘要】为了探讨独柱墩曲线桥抗倾覆稳定性的影响因素,笔者运用Midas Civil 有限元软件,分别对不同曲线半径、支座布置和边中跨比的曲线桥进行抗倾覆分析,得出结论:曲线桥的抗倾覆稳定性随着曲线半径在一定范围内增大逐渐减小,当半径较大时抗倾覆性反而大幅提升;曲线桥的抗倾覆性能基本不会受桥台双支座间距影响,而设置合理的中墩单支座偏心距能够有效增强抗倾覆稳定性;曲线桥的抗倾覆性能随着边中跨比的减小逐渐减小.
【期刊名称】《山西交通科技》
【年(卷),期】2017(000)005
【总页数】4页(P31-33,45)
【关键词】独柱墩曲线桥;支座反力;抗倾覆稳定性;Midas Civil;影响因素
【作者】王刚
【作者单位】山西路桥东二环高速公路有限公司,山西太原 030006
【正文语种】中文
【中图分类】U448.42
随着我国经济的快速发展，城市交通受地形或地物限制日益严重，为了改善交通拥堵现状，城市立交桥和高架桥得到广泛运用[1-2]。
立交桥互通匝道通常采用占地量小、结构轻巧、行车舒适的独柱墩曲线桥，当遇到严重超载偏载情况时，桥梁会
出现倾覆破坏[3-4]。
近年来，我国发生多起因汽车超载致使曲线桥倾覆倒塌事故，造成严重经济损失及人员伤亡[5]。
目前，国内在独柱墩曲线桥设计过程中大多仅
考虑抗弯、抗剪性是否满足规范要求，而对曲线桥的抗倾覆稳定性没有足够重视[6]。
基于此，笔者以某城市快速路匝道桥曲线部分为研究背景，运用Midas Civil 有限元软件，建立桥梁仿真模型，针对不同曲线半径、支座布置和边中跨比的独柱墩曲线桥进行抗倾覆稳定性分析，研究结果可为独柱墩连续梁桥的抗倾覆设计提供理论依据。
1 桥梁概况
依托某快速路匝道桥曲线部分为研究背景，其上部结构为三跨钢-混组合连续梁，
下部结构采用独柱墩、承台接灌注桩基础，桥梁每跨的中心线均为20 m，曲线半径R=120 m，该匝道桥为单箱单室箱梁，采用单向双车道形式设计，桥面宽度8 m，其桥梁整体布置及横断面如图1所示。
图1 独柱墩曲线桥布置情况（单位：cm）
2 建立模型
考虑到独柱墩曲线桥的构造特点及计算精度要求，运用Midas Civil建立有限元模型进行数值分析，曲线桥计算模型如图2所示。
模型中上部混凝土板结构与下部
钢箱结构均采用梁单元进行模拟。
图2 曲线桥计算模型
其中支座采用弹性连接，支座与主梁为刚性连接，支座与墩顶为固结连接。
桥梁支座编号和倾覆轴线的布置如图3所示。
图3 支座及倾覆轴线布置
计算过程中考虑了恒载、基础变位、温度及汽车荷载的作用，各参数取值如下：a）恒载桥面混凝土层厚20 cm，重度25 kN/m3，沥青混凝土层厚10 cm，重
度23 kN/m3，钢材重度78.5 kN/m3，单侧护栏每延米10 kN/m。
b）基础变位支座不均匀沉降8 mm。
c）温度荷载按照《公路桥涵设计通用规范JTG D60—2004》相关规定进行计算。
d）汽车荷载采用公路-I级双车道荷载，考虑冲击荷载，根据《公路桥涵设计通用规范JTG D60—2004》中最不利偏载布置规定，选取车道中心线距桥边侧1.4 m 作为最不利车道位置。
3 抗倾覆稳定性影响分析
3.1 曲线半径
在原曲线半径120 m独柱墩曲线桥梁的基础上，通过增加60 m、240 m和600 m三种不同曲线半径桥梁，针对不同曲线半径情形下的独柱墩曲线桥进行抗倾覆
稳定性分析。
通过对车载偏载作用下各独柱墩曲线桥梁进行数值分析，获得最大倾覆效应时各支座反力如图4所示，并根据《公路钢筋混凝土与预应力混凝主桥涵设计规范》（JTG D62—2012）中相关公式分别对各独柱墩曲线桥梁抗倾覆稳定系数进行计算，得出结果如图5所示。
图4 不同曲线半径情形下支座反力变化情况
图5 不同曲线半径的抗倾覆稳定系数
根据图4可知，在车辆偏载作用下，曲线半径不会对桥梁中墩支座反力产生明显
影响，但对桥台双支座的反力影响较为明显。
通过对比桥台双支座结构中内外两侧的支座反力数据发现，两桥台内侧的支座反力均小于外侧，且当曲线半径越大，内外侧的支座反力差值越小，说明此时双支座结构的受力越平稳，其内侧支座也就越难发生脱空损害。
由图5可知，当曲线半径小于240 m时，桥梁抗倾覆稳定系数随着曲线半径增大逐渐减小，其原因为曲线桥的稳定力矩和倾覆力矩均趋于恶性发育；当曲线半径大于240 m时，桥梁抗倾覆稳定系数随着曲线半径增大出现大幅
上升，其原因是倾覆轴线在曲线半径达到一定值后变成了桥台外侧支座连线，致使
曲线桥的抗倾覆稳定能力得到明显提升。
3.2 支座布置
根据文献[7]可知，合理的支座布置能够有效提升桥梁的稳定性能。
为了探讨不同支座布置对桥梁抗倾覆稳定性的影响，本文在曲线半径120 m的原桥基础上，通过仅改变桥台双支座间距和中墩单支座间距，拟定了5种不同支座布置方案如表1所示，针对不同支座布置情形下的曲线桥进行抗倾覆稳定分析。
表1 支座布置方案 m注：表中数据为支座至中心线的距离。
?
通过对车载偏载作用下各支座布置的独柱墩曲线桥梁进行数值分析，获得最大倾覆效应时各支座反力以及抗倾覆稳定系数分别如图6、图7所示。
图6 不同支座布置情形下支座反力变化情况
图7 不同支座布置的抗倾覆稳定系数
由图6中支座布置方案一～方案三的反力数据可知，在车辆偏载作用下，随着桥台支座间距的增大，桥台双支座之间的反力差值逐渐减小，说明增大桥台支座间距能够有效降低桥台内侧支座发生脱空损坏，有利于提升桥梁的稳定性能。
而对比方案一、方案四和方案五可知，在车辆偏载作用下桥台双支座之间的反力差随着中墩偏心距的增大逐渐减小，但由于方案五中桥台内侧支座反力大于外侧支座，对桥梁抗倾覆稳定较为不利，因此合理布置好中墩单支座的偏心距能够有效提升桥台双支座稳定性。
根据图7可知，曲线桥的抗倾覆稳定性能基本不会受到桥台双支座间距变化的影响，这是由于倾覆轴线为中墩支座连线时，改变桥台支座间距不会引起曲线桥的稳定力矩和倾覆力矩产生变化，故桥梁抗倾覆稳定性保持平稳；而增大中墩支座偏心距可有效地增强曲线桥的抗倾覆性，其原因为中墩支座设置偏心距能够使曲线桥的稳定力矩和倾覆力矩呈良性发展，故有利于提升抗倾覆稳定性能。
3.3 边中跨长度比
以原曲线桥计算模型为基础，保持曲线桥总长、跨数、半径等参数不变，通过仅改
变桥梁边跨与中跨两者之间的长度，拟定了边中跨比为1、3/4、1/2三组数值模型，其对应跨径组合分别为（20+20+20）m、（18+24+18）m和
（15+30+15）m。
通过对车载偏载作用下不同边中跨比的独柱墩曲线桥梁进行数值分析，得到最大倾覆效应时各支座反力以及抗倾覆稳定系数分别如图8、图9所示。
图8 不同边中跨长度比情形下支座反力变化情况
图9 不同边中跨长度比的抗倾覆稳定系数
根据图8可知，曲线桥中墩支座反力随着边中跨比的减小逐渐增大，而桥台支座反力差值随之逐渐减小，其中边中跨比为3/4时，边墩双支座反力差较小，桥梁结构内力分布较为合理，而边中跨比为1/2时，桥台支座出现脱空现象，这是由于边中跨比布置不合理导致。
根据图9可知，曲线桥的抗倾覆稳定系数随着边中跨比的减小逐渐减小，而以上分析结果表明桥梁跨径采用边中跨比为3/4最为合理，故曲线桥在边中跨比设计时应对桥梁的结构内力分布与抗倾覆稳定性进行综合考虑。
4 结论
a）当曲线半径越大，桥台内外侧的支座反力分布越均匀，但桥梁的抗倾覆稳定性越差；当曲线半径增加至倾覆轴线变为桥台支座连线时，曲线桥的抗倾覆性能够得到大幅提升。
b）曲线桥的抗倾覆性能基本不会受桥台双支座间距影响，而设置合理的中墩单支座偏心距能够有效提升桥台双支座的稳定性，增强桥梁的抗倾覆稳定性。
c）曲线桥的抗倾覆性能随着边中跨比的减小逐渐减小，但边中跨比过小会导致桥台支座产生脱空现象；设计合理的边中跨比需综合考虑曲线桥内力分布、抗倾覆性等因素。
【相关文献】
[1] 万世成，黄侨.独柱墩连续梁桥偏载下的抗倾覆稳定性研究综述[J].中外公路，2015，35（4）：156-161.
[2] 危强，张杰.独柱墩桥梁的安全风险分析[J].公路，2014（6）：105-108.
[3] 周列茅.独柱支墩连续箱梁桥的倾覆事故成因分析[J].公路交通科技（应用技术版），2011
（ 7）：179-181.
[4] 吴玉华，蔡若红，杨育人.独柱墩连续梁桥的稳定影响因素分析[J].公路工程，2011（ 6）：93-96，106.
[5] 庄冬利.偏载作用下箱梁桥抗倾覆稳定问题的探讨[J].桥梁建设，2014，44（ 2）：27-31.
[6] 张.钢筋混凝土连续曲线箱梁桥温度变形研究[D].西安：长安大学，2004.
[7] 姜爱国，杨志.独柱墩曲线梁桥倾覆轴线研究[J].世界桥梁，2013（ 4）：58-61.。