独柱墩曲线梁桥倾覆轴线研究

为指导独柱墩曲线梁桥抗倾覆能力设计,基于有限元理论和分析方法,利用MIDAS软件建立独柱墩曲线梁桥模型,计算不同车道荷载作用下各支座的反力,得出支座的脱空顺序,确定倾覆轴线。结果表明:当1排车辆从桥的一侧开始向上行驶,最先出现支座脱空的为进入曲线桥的桥台内侧支座,另一侧桥台内侧支座的反力也迅速减小并随后脱空;倾覆轴线为桥台外侧支座与曲线桥其它支座的连线。为了防止独柱墩桥梁在活载作用下发生倾覆,提出了一些如设置抗拉支座、偏心支座等措施。     

独柱墩桥梁在偏载荷作用下抗倾覆验算及处理措施

为了解决独柱墩桥梁在偏心荷载作用下横向抗倾覆能力不足的问题，依托黄麻互通匝道独柱墩桥梁实例，提出了将独柱墩单支撑改为多点支撑的处理措施。首先采用数值模拟法，对该桥独柱墩在车道偏载情况下进行了受力计算，结果显示荷载作用基本组合下，一个支座出现了负反力，不满足抗倾覆验算工况特征状态1的要求。然后采用在独柱墩顶部增设钢盖梁加固措施后，经结构计算及实践证明，有效解决了支座脱压的问题。研究结果表明：在偶然偏心荷载作用下，独柱墩所在桥跨的支座存在脱空的隐患；通过将独柱单支撑改为多点支撑的措施可有效解决支座脱空问题；独柱墩顶部增设钢盖梁后整座桥梁的抗倾覆能力得到了明显提升。     

独柱墩连续箱梁桥抗倾覆性能设计方法研究

为了对非固结独柱墩桥梁横向抗倾覆性能进行简单可靠的设计计算,首先分析了目前常用的计算方法的缺点和不足,提出了以控制桥梁支座受力性能为指标的计算方法。同时,为了保证桥梁在超载车辆作用下有足够的安全度,结合桥梁实际运营情况,采用设计荷载及重车密布荷载两种活载工况进行验算,并规定在每种荷载工况下采用不同的支座性能控制指标。最后采用Midas/Civil软件对一座实桥进行计算分析,说明本方法计算的简单性和可靠性。     

支承间距及方式对独柱墩箱梁桥抗倾覆稳定性影响分析

依托某独柱墩连续箱梁桥,运用MIDAS/Civil建立桥梁仿真模型,研究不同支承距离和支承方式下独柱墩箱梁桥的抗倾覆稳定性变化规律。结果表明,独柱墩箱梁桥抗倾覆稳定性系数随着支承间距的增大逐渐增大,在确保桥梁合理设计的前提下,适当增大支承间距有助于提升桥梁的抗倾覆性能;不同支承方式下独柱墩箱梁桥的抗倾覆稳定性依次为梁墩固结双支座间距2.35m(原结构)双支座间距1.5m单支座,选用中墩双支座支承方式不仅能提升独柱墩箱梁桥梁体抗倾覆性能,还能减小单个支座的轴向承载。     

独柱墩梁桥倾覆临界状态分析及规范法的适用性

为了对独柱墩梁桥的倾覆机理与安全性评价进行研究,以哈尔滨阳明滩大桥已发生倾覆事故的独柱墩梁桥为例,进行精细化三维有限元建模,将支座视为橡胶单元,并记入几何、材料双重非线性,在多种基准验算荷载作用下进行结构极限破坏状态的全过程分析;同时提出4个依次发生的临界倾覆状态,连续描述整个倾覆过程中不同阶段的受力临界行为,利用抗倾覆安全系数的概念针对不同临界状态定量确定独柱墩梁桥的抗倾覆性能,并结合实际倾覆事故进行合理性验证。将规范法、仿真分析的结果与实际情况进行了对比,研究结果表明：基于理想支承刚体转动的规范方法会明显高估其抗倾覆性能,运营阶段不仅应避免支座脱空现象,还应进一步控制上部结构梁体扭转角不超限;建议采用弹性体空间计算模型,计算支座恒载反力与活载最大竖向负反力的比值,作为针对第1临界倾覆状态（支座脱空）的抗倾覆安全系数;当55 t车辆或公路-I级作为验算荷载时,该系数应分别大于1.3或2.0,并计入橡胶支座与主梁底面之间的相互作用。     

独柱墩钢-混组合梁桥抗倾覆性能研究

为研究独柱墩钢-混组合梁桥抗倾覆性能的影响因素,以某两跨连续匝道桥为例,分析结构在不同曲率半径、支座间距、支座偏心距及车速下的抗倾覆稳定性。结果表明,桥梁抗倾覆稳定性系数随曲率半径的增大呈现先减小后增大的趋势,小半径桥梁稳定性最强,直线桥次之,大半径桥梁稳定性最差;增大支座间距及合理设置支座偏心距,可有效提高桥梁的抗倾覆能力;车速越大,桥梁稳定性越差。结合分析成果提出了改善桥梁抗倾覆稳定性的可行性措施。     

独柱墩连续箱梁抗倾覆安全性计算与分析

对于独柱墩连续梁桥通常以抗倾覆稳定系数作为评价桥梁抗倾覆能力的指标。抗倾覆稳定系数有两种不同的定义,不同的定义计算得到的稳定系数亦不相同。通过抗倾覆稳定系数两种不同的定义,分别得出独柱墩连续箱梁的极限倾覆活载,为同类型桥梁结构抗倾覆安全性评估提供借鉴。     

城市公路桥梁抗倾覆验算与加固改造的设计方案研究

以成都某公路独柱墩桥梁为背景,通过对实际桥梁发生倾覆时受力特点进行分析,使用通用的桥梁结构计算空间有限元MIDAS/Civil分析软件进行该桥的计算、建模、分析,计算模型为梁格法模型,制定出适用于独柱墩桥梁倾覆稳定性的验算方法,在独柱墩曲线梁桥原有独柱墩上,进行钢结构支撑的添加,在支撑上部,加设2个支座,也就是在1号桥墩和2号桥墩两侧各进行一个支座的加设,在进行该独柱墩曲线梁桥加固后,脱空问题并没有表现在公路I级验算的支座当中,-272.0 kN~272.0 kN的支座3反力增加到420.0 kN。当汽车超载达到3车道公路I级荷载工况组合时,全部支座均未出现脱空现象。给已有独柱墩桥梁的改造和加固以及新建独柱墩桥梁的设计提供参考。     

独柱墩桥梁抗倾覆稳定性分析

以某高速公路立交四跨一联独柱曲线连续箱梁桥为背景,基于《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362-2018)对桥梁抗倾覆的相关规定进行研究.利用Midas Civil建立桥梁有限元模型,分析该桥的抗倾覆稳定性,并研究了联端支座间距、中支座外偏心距及温度效应对独柱墩桥梁倾覆稳定性的影响.结果表明,增大联端支座间距、设置合理中支座外偏心距可有效提升桥梁抗倾覆能力;温度效应在独柱墩梁桥抗倾覆设计验算中不可忽视.     

墩梁固结独柱墩桥梁抗倾覆分析及加固设计

由于独柱墩桥梁采用的是单支点支撑,在汽车偏载的影响下,结构的横向抗倾覆稳定受到极为不利的影响。文中总结独柱墩桥梁倾覆事故的经验,以具体的工程为实例,分析了桥坍塌时桥面荷载的大小以及布载的方式。同时,还根据荷载的大小和布载方式,对独柱墩桥梁的抗倾覆能力进行了分析,介绍了相关的验算方法,并提出了加固设计措施。     

独柱墩桥梁横向稳定影响因素研究

本文以实际工程为背景,采用五跨等跨布置混凝土连续梁桥,截面为单箱双室结构,借助有限元软件Midas建立不同桥梁跨径、桥梁曲率半径、中墩支座偏心值来分析独柱墩桥梁抗倾覆能力及倾覆力学特征,得出上述影响因素对独柱墩横向稳定系数的影响规律。计算数据分析表明在相同条件下,曲线桥梁随着曲率半径的增大,抗倾覆稳定系数先减小后增大;稳定系数随着跨径的增大而增大;适当增加小半径曲线梁桥中墩支座偏心可以增强独柱墩桥梁横向稳定性。     

独柱墩梁桥抗倾覆承载力计算方法

为了明确独柱墩梁桥的破坏机理并提出有效的抗倾覆承载力计算方法,基于箱梁、支座和桥墩三者之间的相互作用关系,构造了抗倾覆承载力实用计算方法,并通过考虑几何非线性和接触非线性,建立了独柱墩梁桥抗倾覆计算的有限元模型。对上虞春晖大桥采用实用计算和建立有限元模型方法进行了对比研究,并与倒塌现场实际倾覆荷载进行了对比验证。研究结果表明:独柱墩梁桥抗倾覆力矩包括上部结构自重和端部支座反力对转动中心的力矩;采用实用计算方法和有限元模拟得到的倾覆极限荷载与春晖桥现场倒塌实测荷载均较为吻合,验证了实用计算方法和有限元模型的正确性;上部结构线重度对结构抗倾覆有显著影响。     

增设钢牛腿在连续独柱墩桥梁抗倾覆加固设计中的应用

基于独柱墩桥梁的独特优点,在高速公路及市政工程设计建设过程中应用较为广泛,但频发的独柱墩桥梁倾覆事故,亦引发社会各界的广泛关注。以广东某3×20m连续独柱墩匝道桥抗倾覆加固设计为例,通过稳定性验算分析,提出了桥墩增设钢牛腿、改单支座支撑为三支座支撑的加固设计方案。加固效果验算分析表明,三点支撑可有效提高独柱墩桥梁的抗倾覆稳定性。     

超载作用下独柱墩桥梁抗倾覆稳定性分析与加固研究

在重型车辆通过独柱墩桥梁时,易引起箱梁上构横向倾覆。针对广东某高速公路1年内超载车辆分析,确定该段内桥梁汽车荷载效应,划分切合实际的荷载组合,分析验算超载下独柱墩桥梁整体横向抗倾覆性能,并根据验算结果及实际情况,研究独柱墩连续箱梁桥增设支撑体系、设置抗拔销的可行性与合理性,对该类桥的抗倾覆设计提出加固方案。     

桥梁独柱墩加固维修及病害处理

为防止桥梁再次发生倾覆事故,对天津开发区3座桥梁独柱墩进行加固改造,在引桥每个桥墩原有2个支座的外侧再增加2个支座,使其外侧支座间距增大为5m。新增的2个支座不承担恒载反力,主要承担汽车偏载反力,从而增大桥梁的抗倾覆系数。对于桥梁混凝土表面裂缝及破损部位,采用裂缝修补剂、阻锈剂等修补材料进行修补。从施工过程的跟踪到施工完成,桥梁的抗倾覆系数和桥梁结构的质量得到保证。     

独柱墩梁桥横向稳定计算理论与验证

针对独柱墩梁桥横向稳定存在的隐患问题,通过对多座独柱墩梁桥倒塌现场残骸的调查研究提出了倾覆过程中的5种可能破坏模式。基于典型破坏模式,提出以所有抗扭支座失效(脱空)作为判断倾覆的准则。采用有限度的抗扭支座模拟支座尺寸对抗倾覆的有利影响,将独柱墩梁桥倾覆过程等效为箱梁变形体转动及刚体转动的叠加,并考虑箱梁大转动导致桥墩反力重分布对于桥梁抗倾覆的影响。在不考虑、考虑支座尺寸(即支座点支撑或面支撑)2种模式下,通过能量法和变分原理建立空间力系平衡来判断箱梁是否倾覆;最后以上虞春晖桥、哈尔滨三环路鸿福路段上行匝道桥、粤赣高速匝道桥和津晋高速匝道桥为例,对提出理论进行了验证,并进一步进行了影响因素分析。研究结果表明:相比于规范计算方法将倾覆简单地看作刚体的转动,由于综合考虑了变形体转动、刚体转动及箱梁大转动对桥梁倾覆的影响,提出的计算方法所得4座桥的临界倾覆荷载与实测倾覆荷载接近,可偏安全的计算梁桥的抗倾覆承载力。     

基于拉压杆的独柱墩抗倾覆加固结构及设计方法研究

独柱墩桥梁倾覆过程的最主要表现形式是主梁刚体转动,而汽车荷载偏载产生的倾覆力矩和主梁自重产生的抗倾覆力矩分别是杠杆的动力和阻力。为提高独柱墩桥梁结构的抗倾覆稳定性,确保独柱墩桥梁在运营过程中具有足够的抗倾覆安全储备,避免主梁的横桥向倾覆,使梁体达到静止的平衡状态,抗倾覆力矩应具有足够的抵抗效应。在杠杆原理基础上,提出了基于拉压杆的独柱墩抗倾覆加固新型结构,该新型加固结构是将主梁腹板两侧与桥墩通过钢拉杆连接,当主梁有倾覆的趋势时,产生拉压杆效应,为有倾覆趋势的主梁提供了一个附加的反向力矩,以抵抗主梁的倾覆力矩,同时提高了主梁的抗倾覆能力。基于拉压杆效应的力学原理,在现行规范公式基础上建立了该类结构的抗倾覆稳定系数计算方法。该新型加固结构构造简单、受力明确、加固效果好、设计与施工方便。工程应用实例表明:该加固结构能将桥梁抗倾覆稳定系数提高1. 5倍以上,抗倾覆稳定系数大幅增加,加固效果显著;实桥监测期间未见明显位移突变导致支座脱空,左右侧梁体位移并未出现较大的反差,并且呈现一致的变化规律。监测结果也验证了该加固结构的有效性和可行性,该加固结构及其设计方法可为类似桥梁结构加固提供借鉴和参考。     

独柱墩桥梁纵向单车过桥限载研究

独柱墩连续梁桥在我国城市桥梁中广泛存在。其桥下视野广阔,结构整体性好。但是由于其较差的抗倾覆性能,造成了一定的安全隐患。而随着我国日益严重的超载现象,对于独柱墩桥梁限载计算仍然相对滞后。本文分析了在正常使用极限状态和承载能力极限状态下,独柱墩桥梁纵向单车过桥最大承重,并以略阳互通立交匝道桥为例,具体分析了单车过桥限载,并回顾过去独柱墩桥梁倾覆案例,验证了计算方法的有效性。     

独柱墩直线梁与曲线梁抗倾覆稳定性对比分析

对独柱墩桥梁横向失稳倾覆机理进行分析,综述目前国内外规范针对桥梁上部结构抗倾覆稳定性计算的有关规定。结合某高架桥工程,选取桥梁位于直线段和曲线段的3跨1联（3×30m）,分别对支座反力、支座底部混凝土强度和桥梁抗倾覆稳定系数进行验算,并对计算结果进行对比分析,所得结论对桥梁独柱墩设计具有一定的参考价值。     

强倾弱弯梁桥设计准则研究

多起梁桥倾覆事故显示，主梁发生横向倾覆而未发生强度破坏，说明独柱墩梁桥的抗倾覆承载力和抗弯承载力不匹配。为避免超载作用下梁桥发生非延性的倾覆破坏，提出了强倾弱弯设计准则，并推导了强倾弱弯的计算公式。以跨径分布、箱梁线重度和支座分布等为参数，给出了三跨连续梁超载系数的快速计算公式。进一步以江苏无锡312高架桥、哈尔滨三环路鸿福路段高架桥和湖州104高架桥为例，进行强倾弱弯设计准则分析和初步验证。结果表明：①车道荷载横向偏载、纵向满布是连续梁桥抗倾覆最不利的活载布置方案；②传统独柱墩梁桥难以满足强倾弱弯设计准则，无法保证强度破坏发生在倾覆破坏之前；③忽略支座尺寸、大转动效应以及桥梁实际抗弯承载力与设计抗弯承载力的差异，抗倾覆稳定系数应大于2.88才能实现强倾弱弯，而不是2018版《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中规定的2.5。