独柱支撑曲线连续梁桥稳定性分析
浅析独柱连续箱梁桥在汽车偏载作用下的稳定性
浅析独柱连续箱梁桥在汽车偏载作用下的稳定性马增数【摘要】汲取独柱墩梁桥倾覆事故的教训，根据夹圹互通立交桥的检测数据以及相关技术资料，对该桥进行偏载作用下的稳定性分析，得到偏载限值，为该桥的进一步决策提供一定依据。
%With the lessons from the overturning accidentsof the single-columned bridges and based on the sense data and related technical information, the structural stability of the interchange overpasses under eccentric load is analyzed and limit of the eccentric load is obtained, which provides basis for the further decision of the bridge.【期刊名称】《石家庄铁路职业技术学院学报》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】4页(P68-71)【关键词】独柱墩;偏载;横向倾覆【作者】马增数【作者单位】石家庄铁道大学河北石家庄 050043【正文语种】中文【中图分类】U446.1独柱现浇连续箱梁桥由于具有占地少、下部结构布局合理、外形轻巧美观等优点，被广泛应用于城市桥梁和高速互通立交匝道桥中。
但由于独柱墩在横桥向采用单支点支撑，在汽车偏载作用下，对结构的横向抗倾覆稳定非常不利。
大量的事实证明，在偶然偏心荷载作用下，独柱墩桥梁可能发生整体横向失稳，而我国大部分桥梁工作者比较关注的是桥梁抗弯、抗剪承载力是否满足规范要求，对由偏心偶然超载引起的横向抗倾覆能力关注不足。
本文以衡水市境内的一座互通立交桥为例，根据实际检测数据，对其稳定性进行了分析。
2.1 桥梁概况夹圹互通立交桥是一座跨石黄高速公路的桥梁（图1）。
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。
连续曲线梁桥设计探析
连续曲线梁桥设计探析文章论述了曲线桥梁的受力性，并且阐述了设计时要注意的要素。
标签：曲线梁桥；受力特点；结构设计1 概述曲线桥是当前的道桥项目中非常关键的一个组成部分，尤其是在最近几年它得到了非常广泛的应用。
对于那些互通型的立交匝道来讲，它的使用更是非常的明显。
在设计匝道的时候会受到很多要素的干扰，比如地形以及所在区域的规模等，这些要素的存在使得该项设计有如下的一些特征。
第一，此类桥的宽度不是很宽，通常匝道的尺寸在六米到十米之间。
第二，匝道本身是为了辅助道路转向的，在立交工程中会受到土地规模的影响，因此这类桥大多数是小尺寸的曲线桥。
第三，匝道桥的纵向坡度非常大，有时会横跨下方的车道，此时就使得桥的长度变长。
因为这种桥本身弯斜，形状特别，所以它的设计工作无法正常的开展。
2 曲线梁桥的平面及纵、横断面布置最近几年高速路在设计的时候更加的关注线形方面的内容，规定设计要合乎线形要求。
因此在布局桥梁平面的时候，要遵照总的线形布局规定，其纵坡也要和路线的纵坡保持一致。
通常为了应对截面的扭矩以及弯矩，在设计的时候常使用箱形的截面。
由于桥面超高的需要及梁体受扭时外边梁受力较大的需要，所以可以在其水平方向上把主梁设置成不一样的高度。
为了便于构造，方便建设，也可以将其设置成一样高度的，其超高横坡由墩台顶面形成。
3 曲线梁桥结构受力特点3.1 梁体的弯扭耦合作用一般来说，当受到外在力影响的时候，曲梁会出现一定的弯矩以及扭矩，两者会彼此影响，进而导致截面处在一种耦合的状态中，截面的拉力要较之于直梁大，这个特征是这种梁所特有的。
因为这种桥会承受较高的扭矩力，所以会发生变形现象，它的外侧的挠度要比相同尺寸的直桥大一些。
因为存在耦合作用，所以在桥上方会存在翘曲现象。
3.2 内外梁无法均匀受力对于曲梁桥来讲，因为其扭矩较大，所以会导致外梁发生超载而内梁出现卸载的情况，特别是当桥梁较宽的时候这种现象更加的明显。
因为两个梁的支点反力差别非常大，如果活载发生了偏移的话，内梁就会生成一种反向力，此时假如内梁无法承受这种力的话，就会使得梁体和支座分离。
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。
独柱墩连续梁桥抗倾覆加固方案分析
独柱墩连续梁桥抗倾覆加固方案分析摘要:本文分析了目前国内已有的增加支座间距和增设预应力钢绞线两种针对独柱墩桥梁抗倾覆的设计方案，并且研究了现有方法的抗倾覆原理，进而将两种方法进行分析对比，结果表明增设预应力钢绞线在独柱墩桥梁抗倾覆方面效果更加显著。
最后提出一种将滑槽与箱梁结合的独柱墩桥梁抗倾覆加固方式，预取可提升独柱墩桥梁抗倾覆性能。
关键词:独柱墩桥梁；抗倾覆; 支座反力；协作受力10引言独柱墩桥梁由于其外形美观，形式简单且桥下有较好的通过性的优点，在国内外立交桥与高架桥中得到了广泛的应用。
但是由于独柱墩由单柱支撑上部结构，支座由单支座或者间距较小的双支座构成，其抗扭性能较差，在偏心荷载作用下易发生倾覆［1］。
国内目前关于独柱墩桥梁的抗倾覆研究多集中在新建独柱墩桥梁的倾覆承载力计算及已有独柱墩桥梁稳定性验算及分析，也有学者提出了在桥梁影响独柱墩桥梁倾覆的主要因素包括曲率半径、桥梁长度、联端支座间距和独柱墩支座预设偏心[2]。
近年来抗倾覆分析以及倾覆理论在工程应用中不断发展，关于独柱墩桥梁的加固设计也不仅局限于增加盖梁从而增大支座间距及增加墩柱的加固技术，还有利用钢绞线与承台协作受力的加固方式。
由于目前对于独柱墩桥梁抗倾覆的研究仍存在不足，因此本文针对两种提高独柱墩桥梁抗倾覆性能的加固方法进行了对比分析，基于其不足之处作出改进并提出了新的加固方法。
1 加固方法1.1 增大支座间距独柱墩桥梁的倾覆根本原因是支座所受支座反力过大，桥墩变形严重最终导致倾覆，增大支座间距是从独柱墩桥梁所受的支座反力出发，在计算分析后发现增大支座间距后，各支座所受到的支座反力减小，提升了桥梁的承载能力，从而提高独柱墩桥梁的抗倾覆性能。
1.2设置预应力钢绞线设置预应力钢绞线的加固方式是在桥墩上设置钢支撑架，增大支座间距，对于单向行车梁桥重车在右侧慢车道行驶，因此加固时在其对侧设置钢绞线，将箱梁与承台连接在一起，对于直桥钢绞线的设置可不设置预拉力，而对于分离式单箱梁弯桥，外弧侧弯桥由于外侧自重大于内侧，因此可以在设置钢绞线时施加预拉力抵消一部分自重偏心。
独柱曲线刚构匝道桥抗倾覆稳定试验研究_刘飞
第３１卷 第４期２０１２年８月兰州交通大学学报Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｌａｎｚｈｏｕ Ｊｉａｏｔｏｎｇ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＶｏｌ．３１Ｎｏ．４Ａｕｇ．２０１２ 文章编号：１００１－４３７３（２０１２）０４－００２６－０５独柱曲线刚构匝道桥抗倾覆稳定试验研究刘 飞， 刘世忠， 张 慧， 李爱军， 董长军， 张霞忠（兰州交通大学甘肃省道路桥梁与地下工程重点实验室，甘肃兰州 ７３００７０）摘 要：以２００９年７月１５日津晋高速公路港塘互通立交Ａ匝道桥发生的桥梁倒塌事故为镜鉴，结合青银高速公路河北段自身的特点，确定出以永安立交两座独柱支承连续曲线混凝土单箱单室箱梁刚构桥作为主要的研究对象．并以有限元理论分析为基础，利用Ａｎｓｙｓ多工况仿真技术，辅以模型试验加以验证的方法，研究独柱曲线连续梁桥的力学性能．得出桥梁在各荷载工况作用下各个控制断面的应力及位移分布情况，并确定出车辆荷载最不利轮位及车辆吨位级数，获得了青银高速公路Ｃ匝道独柱混凝土曲线箱梁桥可能发生倾覆的极端荷载布置形式，提出现阶段避免此类桥型发生桥梁事故的建议，并为永久解决该桥的车辆荷载倾覆问题提出了加固方案．关键词：独柱曲线刚构桥；匝道桥；抗倾覆；模型试验中图分类号：Ｕ４４６．１ 文献标志码：Ａ 随着我国交通事业的迅速发展，桥梁的结构形式也发生着很大的变化．独柱支撑连续曲线混凝土箱梁桥因其结构轻巧，桥下通透性好，易适应地形，下部工程量小等优点，被广泛应用于高速公路、高架桥和立交桥．但其与等跨度同截面直线梁桥相比，受力特点复杂．在荷载作用下，除会产生较大的弯曲扭转变形外，还会发生较大的约束扭转和箱形截面畸变，同时它们产生的应力将对结构产生更为不利的影响．近年来，此种桥型在工程中出现了许多问题，如由于支座的不均匀受力而出现支座脱空、梁体纵向偏移及梁体侧翻等情况．因此，在设计和施工时如何保证其成桥后的正常使用功能是亟待解决的问题．此前国内学者罗旗帜等［１］曾结合一座两跨连续曲线箱梁有机玻璃试验模型研究其在集中荷载、均布荷载作用下横截面应力分布规律，得出了两跨连续曲线箱梁桥存在显著的剪力滞效应、畸变和扭翘效应，并提出对大曲率连续曲线箱梁设计时应注重考虑剪滞、畸变和扭翘效应．但并未有结合有机玻璃试验模型来研究独柱支撑连续曲线箱梁桥的受力性能及其抗倾覆稳定性的相关文献，也未有对此类桥型的安全性能进行过理论分析并辅以试验验证的相关文献报道．因此，对独柱支撑连续曲线箱梁桥受力理论分析及抗倾覆试验研究是很有必要的．本文以青银高速公路河北段Ｃ匝道为原型，利用Ａｎｓｙｓ仿真技术，得出了此匝道桥在一定的荷载工况作用下存在着安全隐患，为确保此结论的准确性，模拟梁体的真实情况，制作有机玻璃试验模型进行验证分析．通过理论分析与模型试验，确定出Ｃ匝道发生倾覆的极端荷载形式及轮位位置，并对独柱曲线连续刚构箱梁桥的受力性能进行分析．本文所得结论可对同类桥型的运营安全提供借鉴．１ 数值计算方法及计算模型在曲线梁桥中，由于存在较大的扭矩，因而通常会使外梁超载、内梁卸载．当扭矩不断增大，达到并超过了整个结构对于梁体外侧翻转轴所能承受的抵抗翻转力矩时，内梁将会产生负反力．这时如果梁体自身不能抵消此负反力，就会出现梁体与支座的脱离，即“支座脱空”现象，整体结构就会发生翻转并倾覆．因此，为准确地考虑Ｃ匝道在各种荷载工况下的安全性及其抗倾覆性，并指导模型试验，针对Ｃ匝道桥建立了三维有限元仿真分析．全面、细致地模拟独柱曲线连续刚构桥在设计荷载作用下的工作行为及受力性能．有限元分析利用通用有限元软件Ａｎｓｙｓ完成，采用Ｓｏｌｉｄ６５单元类型建立Ｃ匝道桥的精细模型，如图１所示．＊收稿日期：２０１２－０５－０８基金项目：国家自然科学基金（５０９６８００８）作者简介：刘 飞（１９８５－），男，陕西扶风人，硕士生．第４期刘 飞等：独柱曲线刚构匝道桥抗倾覆稳定试验研究图１ Ｃ匝道全桥模型Ｆｉｇ．１ Ｍｏｄｅｌ ｏｆ Ｃ－ｒａｍｐ ｂｒｉｄｇｅ通过Ａｎｓｙｓ仿真分析，模拟《公路桥涵设计通用规范（ＪＴＪ ０２１—８９）》和《公路桥涵设计通用规范（ＪＴＧ Ｄ６０—２００４）》中车辆荷载加载形式，分析其受力特点，得出Ｃ匝道在不同的荷载工况作用下的反应，并确定出Ｃ匝道曲线梁内侧支座出现负反力时的荷载级数．２ 模型设计及制作为验证理论分析结果的准确性，模拟Ｃ匝道在倾覆荷载级数和最不利轮位位置上的工作行为．根据相似原理，制作有机玻璃梁体试验模型．２．１ 模型设计准则根据相似原理，结合静力模型试验的要求，得出在模型设计时必须满足三方面的相似条件：１）几何条件物体受荷载后将产生变形，在线形范围内、小应变情况下，根据弹性力学中的几何方程可以得出：要保持原型与模型相似，其线应变ε、角应变γ、位移ｕ和几何尺度的相似常数必须满足：Ｃｕ＝ＣεＣＬ＝ＣγＣＬ其中：Ｃε＝１，Ｃγ＝１．２）物理条件材料性质的弹性模量Ｅ，剪切模量Ｇ，泊松系数μ，容重ｗ和应力状况的描述，都应根据需要满足相似条件的要求．使原型与模型相似，必须满足：Ｃμ＝１，Ｃσ＝ＣＥＣε，Ｃτ＝ＣγＣＧ．３）边界条件相似约束条件必须与原型相同．结构表面作用静态外力时，根据用应力表示的表面条件可知，表面压强ｐ、集中力Ｐ和力矩Ｍ等的相似常数分别为：Ｃｐ＝Ｃσ，ＣＰ＝ＣＦ＝ＣｐＣ２Ｌ，ＣＭ＝ＣＰＣＬ＝ＣｐＣ３Ｌ．２．２ 模型的尺寸确定及制作通过综合考虑影响试验的各个因素，确定出几何缩放比例为１∶１５（如图２所示），其余常数如：几何缩尺：ＣＬ＝１／１５；应变常数：Ｃε＝１；弹性模量常数：ＣＥ＝１／１３（有机玻璃经实测的弹性模量为０．２５×１０ＭＰａ，Ｃ４０混凝土的弹性模量为３．２５×１０４ ＭＰａ．）；应力常数：Ｃσ＝ＣＥＣε＝１／１３；均布荷载常数：Ｃｑ＝ＣＬＣσ＝１／１９５；集中荷载常数：ＣＰ＝Ｃ２ＬＣσ＝１／２ ９２５．这样σｍ＝１ＣＥσＰ＝１１３σＰ，其中：σｍ为模型应力；σＰ为原型应力；Ｆｍ＝１ＣＥＣ２ＬＦＰ＝１１３×２２５ＦＰ＝１２ ９２５ＦＰ．图２ 模型横截面尺寸示意图（单位：ｍｍ）Ｆｉｇ．２ Ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ（ｕｎｉｔ：ｍｍ）试验模型材料采用有机玻璃板．选料遵循同一厂家、同批次生产、材性均匀的原则．模型中独柱墩与底板的刚接根据试验方案的步骤，采用合适的连接材料，紧密连接，连接处不允许存在缝隙，如图３所示．图３ Ｃ匝道有机玻璃模型Ｆｉｇ．３ Ｐｌｅｘｉｇｌａｓｓ ｍｏｄｅｌ ｏｆ Ｃ－ｒａｍｐ ｂｒｉｄｇｅ３ 模型试验３．１ 模型的测点布置Ｃ匝道应变的测点布置（见图４），由于对称的关系，应变测点主要布置在一跨之间，全桥共设４个截面，根据测试要求，顶底板布置相应的纵横向应变片． Ｃ匝道位移测点布置（见图５），共设４个位移测试截面，１０个位移测点．分别为：第一跨跨径１／４、１／２、３／４处Ⅰ?Ⅰ、Ⅱ?Ⅱ、Ⅲ?Ⅲ３个截面，第二跨跨径１／２处Ⅳ?Ⅳ截面，每截面设置２到３个测试点．每个测点位移采用百分表测试．３．２ 试验加载工况的确定根据有限元计算理论及Ａｎｓｙｓ多工况仿真技７２兰州交通大学学报第３１卷图４ Ｃ匝道应变测点截面布置图Ｆｉｇ．４ Ｓｅｃｔｉｏｎ ｌａｙｏｕｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒａｉｎ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃ－ｒａｍｐ ｂｒｉｄｇｅ图５ Ｃ匝道位移测点截面布置图Ｆｉｇ．５ Ｓｅｃｔｉｏｎ ｌａｙｏｕｔ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃ－ｒａｍｐ ｂｒｉｄｇｅ术分析，模拟梁体在各种荷载工况作用下的工作情况，并利用相似原理将其转换为模型中的荷载级数及加载位置，确定出以下４种荷载加载工况．工况１：在模型梁的外侧距路缘石３．３ｃｍ（实桥距路缘石５０ｃｍ）处的桥面板上按８９规范汽车超－２０间距布置集中力，单车道加偏载，测试跨中和墩顶截面的应力和位移．工况２：在模型梁的外侧距路缘石３．３ｃｍ（实桥距路缘石５０ｃｍ）处的桥面板上按０４规范车道荷载布置集中力和均布荷载，单车道加偏载，测试跨中和独柱墩截面附近的应力和位移．工况３：在模型梁的外侧距路缘石３．３ｃｍ（实桥距路缘石５０ｃｍ）处的桥面板上按８９规范汽车挂车－１２０间距布置集中力，单车道加偏载，测试跨中和独柱墩截面附近的应力和位移．工况４：倾覆试验加载（四辆挂车－１２０荷载位于梁体最不利位置），验证该桥的抗倾覆能力，测试该桥跨中和独柱墩截面附近的应力和位移．３．３ 试验内容本模型试验在室内进行，室温基本位于２５℃范围左右．在对桥跨结构进行静载试验时，各个工况分级加载及卸载，采集桥梁结构控制部位在静载作用下的应变、变形（位移）的数据，以便分析结构在荷载作用下控制截面的应力和位移的分布情况．模型试验如图６所示．图６ Ｃ匝道模型试验Ｆｉｇ．６ Ｍｏｄｅｌ ｔｅｓｔｉｎｇ ｏｆ Ｃ－ｒａｍｐ ｂｒｉｄｇｅ４ 模型实测与理论结果对比４．１ 位移结果比较分析在工况１及工况２的作用下，提取Ｃ匝道刚构连续梁桥理论及实测位移结果，如表１所示．表１ 各试验工况下挠度理论值与实测值对比Ｔａｂ．１ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｖａｌｕｅ ｕｎｄｅｒ ｅａｃｈ ｌｏａｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｍｍ测点１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０工况１理论值－０．０４０－０．１０３－０．１７１－０．０６９－０．１７０－０．２７８－０．０１３－０．２４６－０．０６８－０．２８３实测值－０．０４１－０．１０７－０．１６３－０．０７０－０．１９０－０．３１２－０．０１２－０．２４９－０．０６２－０．２９０工况２理论值－０．１３７－０．１９１－０．２４９－０．２６８－０．４０５－０．５５８－０．１９６－０．５８１－０．３１７－０．６７１实测值－０．１５９－０．１９１－０．２３８－０．２９４－０．４４３－０．６１８－０．２００－０．６３８－０．３５０－０．６５７ 从位移实测值和理论值的对比结果可以发现，工况１作用下的实测位移值比理论计算值略大，个别出现实测位移值偏小的现象，但总体上在各工况作用下实测值与理论值吻合较好．４．２ 应力结果比较分析在各个工况的作用下，提取Ｃ匝道刚构连续梁８２第４期刘 飞等：独柱曲线刚构匝道桥抗倾覆稳定试验研究桥截面Ⅰ?Ⅰ、Ⅱ?Ⅱ截面底板的测点数据进行对比，测点布置由曲线的外侧到内侧，如表２所示．表２ 各试验工况下底板测点应力理论值与实测值对比Ｔａｂ．２ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｓｔｒｅｓｓ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｓｔｒｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｂｏｔｔｏｍ ｓｌａｂ ｓｔａｔｉｏｎ ｕｎｄｅｒ ｅａｃｈ ｌｏａｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ Ｐａ测点截面Ⅰ?Ⅰ截面Ⅱ?Ⅱ曲线外侧到内侧曲线外侧到内侧工况１理论值８６ ９２２ ７３ ０９６ ５０ ４００ ３７ ７９３ ３５ ８６５ ５４ ８４２ ６６ ７０９ ７３ ５６１ ６３ ４６３ ５４ ３３２ ５６ ８６４ ５４ ７４２实测值６３ ７００ ６６ １５０ ３９ ２００ ３１ ８５０ ３９ ２００ ６２ ０８１ ６４ ２９９ ６８ ７３３ ５８ ８００ ５１ ４５０ ５６ ３５０ ５３ ２１３工况２理论值４２ ６３８ ４８ ６６９ ４４ ５６０ ４１ ７２９ ４２ ８５７ １０２ ３３０ １１５ ４２０ １１５ ０３０ ９０ ５９５ ７１ ２０８ ７５ ５３３ ７５ ８３８实测值４１ ６５０ ４６ ５５０ ３９ ２００ ４９ ０００ ３９ ２００ ８２ ０３６ ８８ ６８７ ９５ ３３９ １００ ４５０ ８０ ８５０ ８３ ３００ ８３ ３００工况３理论值－７６ １９ ７６７ ３７ ０８７ ５３ ８６５ ５５ １０３ ９０ １５２ １１７ ０８０ １３５ ９２０ １２４ ４６０ １１２ ６７０ １１３ ８９０ １１０ ３００实测值０ １７ １５０ ３４ ３００ ４６ ５５０ ５１ ４５０ ９５ ５５０ １２０ ０５０ １３２ ３００ １２０ ０５０ １１５ １５０ １１５ １５０ １０７ ８００工况４理论值１ ８６８ ２６ ３２４ ４３ ９７２ ６０ ８６３ ５７ ４０９ ９０ ０７２ １２０ ６３０ １４２ ６８０ １２８ ２８０ １１４ ０９０ １１３ ３２０ １０７ １７０实测值２ ４５０ ２４ ５００ ４９ ０００ ７１ ０５０ ６６ １５０ ９５ ５５０ １０７ ８００ １４２ １００ １２９ ８５０ １２４ ９５０ １２２ ５００ １００ ４５０ 由表２可以看出：应力实测值与理论计算值数值上吻合较好，应力值均以受拉为主，符合曲线梁桥梁体受力特点．在工况４的作用下，测点应力值相对以上３个工况作用下的应力值大幅度增大，说明在此荷载工况下，梁体受力增加．在荷载工况４的作用下，Ｃ匝道出现曲线梁体内侧支座脱空现象，此时与有限元理论分析Ｃ匝道曲线内侧支座出现负反力时荷载级数结果吻合，从而验证了有限元软件Ａｎｓｙｓ仿真技术对梁体分析的准确性．也说明了梁体在此荷载工况作用下存在着巨大的安全隐患（见图７）．图７ Ｃ匝道在工况４作用下支座脱空图Ｆｉｇ．７ Ｂｅａｒｉｎｇ ｖｏｉｄ ｏｆ Ｃ－ｒａｍｐ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｌｏａｄ ｃａｓｅ ４因此为了确保梁体运行安全，针对此类情况，根据梁体的位置环境，采取预防加固措施．并以此提出以下两点建议：１）对Ｃ匝道车道进行标线指引，标线以内安装警示桩，以确保在距离曲线外侧路缘石５０ｃｍ以内尽量禁止行车，防止发生可能使该匝道桥倾覆的荷载布置形式（见图８）．２）在曲线梁外侧一跨跨中增加直径为５０ｃｍ（根据腹板的厚度确定）的备用墩，以备在梁体发生外翻时起到支撑作用．虽然此加固方案使梁体底部空间缩小，但很大程度上提高了其安全性，确保其受到极端倾覆工况布置时，不致使津晋高速公路港塘互通立交Ａ匝道桥的悲剧在青银高速永安立交匝道桥上重演（见图９）．图８ 匝道车道引导线示意图Ｆｉｇ．８ Ｌａｎｅ ｇｕｉｄｅ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｒａｍｐ ｂｒｉｄｇｅ图９ 梁体横截面外侧加固简易图（单位：ｍｍ）Ｆｉｇ．９ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｏｎ ｔｈｅ ｏｕｔｓｉｄｅ ｏｆ ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎ（ｕｎｉｔ：ｍｍ）５ 结论针对Ｃ匝道独柱曲线连续刚构桥的结构特点，采用有限元仿真分析方法，结合现实中的车辆荷载形式，确定出Ｃ匝道最不利荷载工况，并采用模型试验加以验证，同时对该桥的力学特性进行了分析，得到了该桥可能发生倾覆的荷载布置模式，并辅以模型试验加以验证，可得出以下主要结论：１）桥梁模型试验所得实测位移和应力数据与理论值变化趋势相同，数值吻合较好，说明有限元仿真模型荷载模式与边界条件符合工程实际．２）通过理论研究及试验验证发现，Ｃ匝道在特定的重载车辆荷载布置工况下，存在着重大的安全隐患，应采取适当的加固方法及科学的管理措施，确９２兰州交通大学学报第３１卷保桥梁的安全运行．３）根据对Ｃ匝道曲线连续刚构桥的受力特点分析，提出了确保梁体安全运行的加固方案和维护建议，为桥梁安全运营及管理起到指导意义．本文提出的Ｃ匝道加固措施和安全运营建议，并得到了河北省交通厅专家的认可，被青银高速公路管理处采纳．本文研究方法与所得结论对同类桥梁的安全运营具有参考价值．参考文献：［１］ 罗旗帜，杜嘉斌，吴幼明，等．连续曲线箱梁模型试验研究［Ｊ］．实验力学，２００６，２１（４）：５０２－５１２．［２］ 刘德华，金伟良，刘斌，等．独柱墩曲线梁桥中的支座分析［Ｊ］．南京理工大学学报：自然科学版，２００６，３０（１）：１１３－１１６．［３］ 杨党旗．华强立交Ａ匝道独柱曲线梁桥病害分析及加固［Ｊ］．桥梁建设，２００３（２）：５８－６１．［４］ 徐文平，钟金周．某独柱支承连续曲梁桥侧向滑移事故处理［Ｊ］．公路交通科技，２００５，２２（３）：７８－８１．［５］ 曹琳，潘丽云．弯桥荷载试验研究［Ｊ］．中外公路，２００９，２９（２）：１６８－１７１．［６］ 田伟雄，赵玉泉，梁岳．独柱支承连续箱梁天桥活载偏载时的滑移分析［Ｊ］．中国市政工程，２００９（２）：３０．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｏｖｅｒｔｕｒｎｉｎｇ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ Ｓｉｎｇｌｅ－ｃｏｌｕｍｎ Ｃｕｒｖｅｄ Ｒｉｇｉｄ Ｆｒａｍｅ Ｒａｍｐ ＢｒｉｄｇｅＬＩＵ Ｆｅｉ， ＬＩＵ Ｓｈｉ－ｚｈｏｎｇ， ＺＨＡＮＧ Ｈｕｉ，ＬＩ Ａｉ－ｊｕｎ， ＤＯＮＧ Ｃｈａｎｇ－ｊｕｎ， ＺＨＡＮＧ Ｘｉａ－ｚｈｏｎｇ（Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｒｏａｄ ＆Ｂｒｉｄｇｅ ａｎｄ Ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆ Ｇａｎｓｕ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｌａｎｚｈｏｕ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００７０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｏｖｅｒｔｕｒｎ ｏｆ Ｇａｎｇｔａｎｇ ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ Ａ－ｒａｍｐ ｂｒｉｄｇｅ ｉｎ Ｔｉａｎｊｉｎ－Ｓｈａｎｘｉ Ｈｉｇｈｗａｙ ｏｎ Ｊｕｌｙ１５，２００９，ａｎｄ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｈｅｂｅｉ ｓｅｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｑｉｎｇｄａｏ－Ｙｉｎｃｈｕａｎ Ｈｉｇｈｗａｙ，ｔｗｏ ｓｉｎｇｌｅ?ｃｏｌｕｍｎ ｃｕｒｖｅｄ ｓｉｎｇｌｅ－ｃｅｌｌ ｓｉｎｇｌｅ－ｂｏｘ ｒｉｇｉｄ ｆｒａｍｅ ｂｒｉｄｇｅｓ ｏｆ Ｙｏｎｇａｎ ｇｒａｄｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａ－ｐｅｒ．Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｏｆｔｗａｒｅ ＡＮＳＹＳ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｔｅｓｔ，ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆ ｔｈｅ ｂｒｉｄｇｅ ｉｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｌｏａｄ ｃａｓｅｓ．Ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ａｎｄ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｅａｃｈ ｃｏｎ－ｔｒｏｌ ｓｅｃｔｉｏｎ ｕｎｄｅｒ ｅａｃｈ ｌｏａｄ ｃａｓｅ ｉｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｕｎｆａｖｏｒａｂｌｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｗｈｅｅｌ ａｎｄ ｔｏｎｎａｇｅ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆｖｅｈｉｃｌｅ ａｒｅ ｅｎｓｕｒｅｄ．Ｔｈｅ ｕｌｔｉｍａｔｅ ｌｏａｄ ｗｈｉｃｈ ｐｒｏｂａｂｌｙ ｌｅａｄｓ ｔｏ ｔｈｅ ｏｖｅｒｔｕｒｎ ｏｆ Ｃ－ｒａｍｐ ｓｉｎｇｌｅ－ｃｏｌｕｍｎ ｃｕｒｖｅｄｂｒｉｄｇｅ ｉｎ Ｑｉｎｇｄａｏ－Ｙｉｎｃｈｕａｎ Ｈｉｇｈｗａｙ ｉｓ ｅｎｓｕｒｅｄ．Ｔｈｅ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎ ｔｈａｔ ｈｏｗ ｔｏ ａｖｏｉｄ ｔｈｅ ａｃｃｉｄｅｎｔ ｏｆ ｔｈｉｓ ｋｉｎｄｏｆ ｔｈｅ ｂｒｉｄｇｅ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｏ ｐｅｒｍａｎｅｎｔｌｙ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｖｅｈｉｃｌｅ ｏｖｅｒｔｕｒｎ，ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｓｃｈｅｍｅ ｉｓ ｐｒｏ－ｐｏｓｅｄ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｉｎｇｌｅ－ｃｏｌｕｍｎ ｃｕｒｖｅｄ ｒｉｇｉｄ ｆｒａｍｅ ｂｒｉｄｇｅ；ｒａｍｐ ｂｒｉｄｇｅ；ｏｖｅｒｔｕｒｎｉｎｇ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ；ｍｏｄｅｌ ｔｅｓｔ０３。
独柱墩连续弯梁桥抗倾覆稳定性验算方法及加固措施
独柱墩连续弯梁桥抗倾覆稳定性验算方法及加固措施许东风;吴连勋【摘要】In recent years,multiple whole -bridge overturning/collapse accidents happened to single column pier continuous bending beam bridges.This paper increases checking loads as appropriate on the basis of regular design loads in combination with project examples and in consideration of over -load factors to check and calculate the anti -overturning stability of in -service single column pier continuous bending beam bridges,and proposes reinforcing measures with targets.%近年来，独柱墩连续弯梁桥发生了多起桥梁整体倾覆坍塌事故。
结合工程实例并考虑超载因素，在规范设计荷载基础上适当提高验算荷载，以检算在役独柱墩连续弯梁桥的抗倾覆稳定性，并有针对性地提出加固措施。
【期刊名称】《公路交通技术》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】5页(P89-93)【关键词】独柱墩;连续弯梁桥;超载;抗倾覆稳定;桥梁加固【作者】许东风;吴连勋【作者单位】温州市交通规划设计研究院，浙江温州 325000;温州市交通规划设计研究院，浙江温州 325000【正文语种】中文【中图分类】U448.21独柱墩连续梁桥因其独特的桥下空间利用优势广泛用作公路互通式立交匝道桥、城市立交桥和高架桥，但是近几年来，这种结构形式的桥梁在使用过程中已发生过多起施工过程中倾覆或超载引起的坍塌事故，且桥梁坍塌时，事先并无明显征兆，均是猝然发生，从而造成了巨大的经济损失和恶劣的社会影响，危害极大。
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
连续梁桥的抗倾覆稳定性设计研究
连续梁桥的抗倾覆稳定性设计研究作者：***来源：《西部交通科技》2020年第12期摘要：文章從某连续梁桥的独柱墩引桥出发，以建立有限元模型的方式对该连续梁桥的抗倾覆稳定性进行分析，研究了荷载与连续梁抗倾覆的关系，以及偏心距对连续梁桥抗倾覆稳定性的影响。
关键词：连续梁桥;抗倾覆稳定性;偏心距0 引言因具有良好的受力性能，连续梁被广泛应用于基础交通建设中。
现有桥梁设计中主要考虑桥梁的强度，而对其抗倾覆稳定性的规定较少。
但在汽车超载情况下容易因抗倾覆稳定性不足而导致交通事故的发生。
因此，本文将针对连续梁桥抗倾覆破坏进行研究。
1 工程概况本文以某连续梁桥的引桥段为背景，采用有限元分析软件MIDAS/Civil对其进行建模处理。
该连续梁桥的引桥是预应力混凝土连续箱梁桥，基于计算精度，该引桥的有限元模型所划分的单元数有96个，节点数有106个，并且细化了梁段箱室变截面的形状。
在模拟时因无法考虑到桥梁截面较小的纵向坡度，因此以应用弹性的方式模拟支座的连接，以刚性连接的方式对支座顶部以及梁体的连接进行模拟，为更好地反映桥梁的受力，以一般支承的方式进行支座底与主墩顶的模拟。
具体如图1所示。
2 连续梁桥抗倾覆稳定性分析2.1 抗倾覆轴线汽车超载以及偏载等原因会引起连续梁桥发生倾覆事故。
桥梁单向支座被动地消除了负反作用力，导致边界条件被破坏而发生失稳现象[1-2]。
在计算反倾覆验算时，倾覆轴是首先要确定的条件。
对于连续梁直线段的倾覆轴一般认为是桥梁中线最外层的支座线，对于连续梁曲线段一般假设其支座在受压时有正支反力存在，没有多余支座出现在倾覆轴处。
以曲线段的特点可知，其倾覆轴加多，具体如图2所示。
2.2 倾覆稳定性荷载模式本文在桥梁当前运营模式的基础上，综合现有规范要求，在对该桥的倾覆稳定性计算时分别选取了四种荷载模式，具体为：工况一：公路-Ⅰ级汽车荷载模式，以模拟标准设计荷载;工况二：1.3倍公路-Ⅰ级荷载，以模拟一般汽车超载的情况;工况三：10 m间距55 t密排重车，以模拟现场实际的重车车队;工况四：3倍公路-Ⅰ级荷载，以模拟现场严重超载时的情况。
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。
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。
- 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)。
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
[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MIDAS civil2010 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。
荷载参数取值如下：
恒载：混凝土容重取26kN/m2，护栏单侧每延米重按7.8kN考虑，桥面铺装15cm厚沥青混凝土；支座不均匀沉降按5.0mm计算；有效温度标准值按照《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）表4.3.10-2中规定取值；活载：车道荷载（双车道），设计速度40km/h。
车道荷载分为以下两个工况。
工况一：城市桥梁设计规范（ CJJ
11-2011）城-A级荷载；工况二：超载工况，取1.3倍的城市桥梁设计规范（ CJJ 11-2011）城-A级荷载，即将均布荷载标准值和集中荷载标准值均乘以1.3的系数。
使用阶段荷载组合为：恒载、预应力、支座不均匀沉降、温度力、活载。
表1为崇左市某互通立交工程中四条匝道的独柱墩箱梁，在使用阶段两种活载组合工况下，最小支座反力的结果统计。
曲线梁桥由于产生的扭矩比较大，会造成梁体外侧超载，内侧卸载，内外侧支座反力差值大，支座位置脱空。
工况一，有2处独柱墩曲线桥出现负的支座反力；工况二，有3处出现负的支座反力。
出现最大支座反力的是B匝道5×20 m 的独柱墩曲线桥，在两种工况下的支座负反力分别为943 kN、1125 kN， B匝道桥位于直线段与半径R=45m的圆曲线上，线型变化大，曲线半径小，因此会产生较大负的支座反力。
支座脱空将造成梁体整体向外侧偏移，甚至翻转等隐患，应引起设计人员的足够重视。
二、独柱墩曲线梁桥稳定性分析
比较表1中的数据，可以得出影响独柱墩连续箱梁桥支座反力的一些基本规律：对于相同跨度的桥梁，曲线半径越小，支座负反力越大；对于相同曲线半径的桥梁，桥梁越长，支座负反力越大。
实际情况下，为满足使用功能或由于地形条件限制，跨度和曲线半径是确定的。
此时独柱墩曲线梁桥稳定性还受到边界墩支座间距、独柱墩支座预设偏心等因素的影响。
对于独柱支承的曲线连续梁桥，曲线梁体发生的扭矩，不能通过
中支点独柱墩处支座传到墩柱和基础上，而是通过边界墩处设置的抗扭支座来传递。
在满足边界墩支座与梁底边缘最小距离的前提下，尽量增大边界墩支座间距，可减小支座出现脱空的可能性，提高桥梁的抗倾覆能力，增加桥梁的稳定性。
同时，在各中支点独柱墩支座处设一定的径向预偏心，使梁内部扭矩分布比较合理，原则是：全联扭矩分布比较均匀，端横梁支反力差不多大，不出现负反力。
具体方法是，计算出梁体在恒载和预应力作用下的扭转角，调整墩柱偏心距的大小，使梁体各个界面的扭转角接近相等。
这样可以改善曲线梁沿桥轴线的扭矩分布，同时可以控制梁体的扭转变形，增加梁桥稳定性。
三、预偏心距对独柱墩曲线梁桥的影响
本节以崇左市某互通立交工程C匝道跨度5×20m，平曲线半径45m的预应力钢筋混凝土连续箱梁为计算模型，分析支座偏心距对曲线桥梁稳定性的影响，确定适宜的偏心距。
如图1所示，8#台和3#边界墩端支座设置为对称的盆式橡胶支座，中支点独柱墩处支座设置相同的偏心，都偏向曲线外侧，偏心距变化范围为0～0.4m。
图4是两种组合工况下的边界墩最小支座反力随支座偏心距的变化情况。
两种工况组合下最大支座反力随偏心距的变化情况基本一致：随偏心距的增加，最小支座反力线性增加，当偏心距增大到0.2～0.25m 左右时，最小支座反力达到峰值，此时边界墩内、外侧两个支座反力分布最为均衡，全联扭矩分布比较均匀。
因此，对于独柱墩式曲线梁桥，中墩支座设置合理的偏心距对改善支座受力性能和提高桥梁的稳定性作用是非常明显的。
四、构造及施工方法对独柱墩曲线梁桥稳定性的影响
在独柱墩曲线梁桥的设计中，计算分析是必要的，但是构造要求和施工方法是使桥梁达到安全使用的可靠保证[2]。
曲线箱梁桥与相应的直桥相比，横隔板要加强，如果内横隔板设置不适当，横截面变形引起的变形应力可能会导致梁体开裂。
曲线梁桥径向的钢筋预应力较大，设计人员必须考虑预应力钢束径向力对梁体腹板曲线内侧混凝土压力，应在腹板内设置足够的防崩钢筋，以防腹板崩裂和钢束崩出梁体。
小半径的曲线梁，设置墩柱预偏心后仍会产生支座负反力时，可根据扭转方向在梁体内侧或外侧加配重混凝土[2]，配重混凝土可以选用大容重的钢渣混凝土，容重可达40～50kN/m3，也可以选用拉力支座。
互通式立交中匝道的曲线梁桥，桥宽一般较小，对于确定的桥宽，应尽量增加箱体宽度减小悬臂宽度，来增加梁体的抗扭性能。
由于梁的平面弯曲、纵坡的存在，曲线梁桥在温度力作用下产生的位移要求梁端伸缩缝既能沿顺桥向伸缩又能沿横桥向伸缩，相比同跨径的直桥，伸缩缝的变形量应适当放大。
同时要合理布置支座，尤其是固定支座位置的选择。
钢筋布置应使截面具有足够的抗扭能力，利于结构抵抗扭矩。
曲线梁桥施工过程中要充分考虑按其受力特点，采用分段施工的梁体，结构在形成整体前，不具备抗扭能力，所以应在分段处和支点处使用具有抗扭能力的强力支架。
对于整体现浇的梁体，由于抗张拉预应力钢束引起支架反力增加，外侧箱体范围的支架应予以加强。
五、结语
本文通过对崇左市某互通立交工程独柱墩连续箱梁桥的有限元
建模及计算，分析了曲线半径、桥长、边界墩支座间距、独柱墩支座预偏心等因素对独柱墩连续箱梁桥稳定性的影响，增大边界墩支座间距，合理设置中墩支座偏心距，可减小支座出现脱空的可能性，提高桥梁的抗倾覆能力，使边界墩支座反力分布更为均衡，改善桥梁的稳定性；同时指出，只调整梁体扭矩而忽略了梁体的扭转变形也是不全面的。
调整偏心距的大小使梁体在自重和预应力荷载作用下，全联扭矩分布比较均匀，端横梁支反力差不多大，不出现负反力，控制梁体的扭转变形，使梁体达到一个相对的平衡状态；并分析了构造要求及施工方法对独柱墩曲线梁桥稳定性的影响。
[参考文献]
[1]霍志芳.独柱曲线连续梁桥预偏心距设计[J].公路，2007，（7）.
[2]何维利.独柱支承的曲线梁桥设计[J].北京建筑工程学院学报，2001，（10）.
------------最新【精品】范文。