独柱墩连续箱梁桥横向抗倾覆加固方案对比

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独柱墩箱梁桥抗倾覆性能的比较分析

独柱墩箱梁桥抗倾覆性能的比较分析

独柱墩箱梁桥抗倾覆性能的比较分析黄小峰;张杰【摘要】From the relevant provisions of the stability requirements of the structure to resist overturning in Chinese Highway Bridge Design Code ( JTG D62 draft),by means of finite element analysis for the influence of parameters of single column pier box girder span layout,support set, the width of the deck,the curve radius,then get the safety factor of stability and bearing stress with the change of the above parameters of single column pier box girder overturning,and concludes the relevant conclusions of the anti overturning stability design.%从JTG D62中国公路桥梁规范(讨论稿)对结构抗倾覆稳定要求的相关条文出发,通过对独柱墩箱梁桥孔布置、支座设置、桥面宽度、曲线半径等影响参数进行有限元数值分析,得到了独柱墩箱梁桥抗倾覆稳定安全系数和支座应力随以上参数改变而变化的规律,并以此得出了其抗倾覆稳定设计的相关结论。

【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2015(000)016【总页数】3页(P177-178,179)【关键词】独柱墩;倾覆;稳定系数;影响因素【作者】黄小峰;张杰【作者单位】河南省交通规划勘察设计院有限责任公司,河南郑州 450052;河南省交通规划勘察设计院有限责任公司,河南郑州 450052【正文语种】中文【中图分类】U448.213独柱墩箱梁桥下部结构构造简单、行车视线开阔且建设占地少、费用经济。

独柱墩连续箱梁桥横向抗倾覆加固方案对比

独柱墩连续箱梁桥横向抗倾覆加固方案对比

Value Engineering• 123 •独柱墩连续箱梁桥横向抗倾覆加固方案对比Comparison of Transverse Anti-overturning Reinforcement Schemes for Continuous BoxGirder Bridge with Single Column Pier魏剑峰WEI Jian-feng(中国铁道科学研究院,北京100081)(China Academ y o f R a ilw-a y Sciences,Beijing100081, China)摘要:独柱墩连续箱梁桥具有结构简单,外形美观,占地面积小,施工难度较小等优点,在交通工程得到了广泛的应用。

但独柱墩 桥梁因其独特的受力特点导致横向抗倾覆能力不足,独柱墩桥梁倾覆事故也时有发生。

对于独柱墩的加固增加其横向抗倾覆能力,加固方式有很多,比如增加盖梁,增设支撑柱,桥台支座外移等方法。

本文将根据不同加固方法的加固效果进行独柱墩加固方案比选Abstract:C ontinuous box girder bridge w ith single colum n pier has m an y advantages,such as sim ple structure,beautiful appearance, sm all floor space and less construction difficulty.It has been w idely used in traffic engineering.H ow ever,due to th e unique stress characteristics o f th e single pier bridge,th e transverse anti-overturning ability is insufficient,single pier bridge overturning accident also occurs frequently.There are m an y strengthening m eth od s for th e single colum n pier to increase th e transverse anti-overturning ability,such as increasing th e num ber o f su pp ort beam and colum n,m ovin g su pport abutm ent outside.In this paper,single colum n pier reinforcem ent schem e is selected according to th e reinforcem ent effect o f different reinforcem ent m ethods.关键词:独柱墩;连续箱梁;横向抗倾覆;加固Key words:single colum n pier;continuous box girder;transverse anti-overturning;reinforcem ent中图分类号:U445.7 文献标识码:A文章编号=1006-4311(2017)04-0123-02〇引言独柱墩连续桥梁具有外形美观,节省桥下空间等一系 列优点,在公路工程和市政工程中有着广泛的应用。

高速公路连续箱梁桥独柱墩加固方案分析

高速公路连续箱梁桥独柱墩加固方案分析

总751期第十七期2021年6月河南科技Henan Science and Technology高速公路连续箱梁桥独柱墩加固方案分析岳尕朝(青海省交通规划设计研究院有限公司,青海西宁810001)摘要:受超载、偏载以及支座布置不合理等因素影响,连续梁桥会出现整体失稳事故,而且事故大多出现在独柱墩连续梁桥上。

本文介绍了青海省部分高速公路连续箱梁桥独柱墩的四种加固方案,重点分析比较了各方案的优缺点,通过举例说明了青海省部分高速公路连续箱梁桥独柱墩采用的加固方案,供同类桥梁设计参考。

关键词:高速公路;连续箱梁桥;独柱墩;加固方案中图分类号:U445.57文献标识码:A文章编号:1003-5168(2021)17-0093-04 Analysis of Single-Pillar Pier Reinforcement Plan for ContinuousBox Girder Bridge on ExpresswayYUE Gachao(Qinghai Transportation Planning and Design Institute Co.,Ltd.,Xining Qinghai810001)Abstract:Affected by factors such as overload,unbalanced load and unreasonable bearing arrangement,continuous girder bridges will experience overall instability accidents,and most of the accidents occur on single-pillar pier con⁃tinuous girder bridges.This paper introduces four reinforcement schemes for single-pillar piers of continuous box girder bridges on some expressways in Qinghai Province,focusing on analyzing and comparing the advantages and disadvantages of each scheme,and illustrates the reinforcement scheme adopted by the single-column piers of contin⁃uous box girder bridges of some expressways in Qinghai Province through examples for reference in the design of sim⁃ilar bridges.Keywords:expressway;continuous box girder bridge;single-pillar pier;reinforcement plan根据《交通运输部关于全面排查独柱墩桥梁安全运行状况的通知》(交公便字〔2019〕426号)的要求,青海省高速公路管养单位委托相关单位对青海省境内的西塔高速公路、湟贵一级公路、京藏高速公路、平阿高速公路和马平高速公路内的连续箱梁桥独柱式桥墩进行了抗倾覆验算。

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

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。

04桥与18年梁混凝土结构设计规范关于独柱墩抗倾覆

04桥与18年梁混凝土结构设计规范关于独柱墩抗倾覆

04桥与18年梁混凝土结构设计规范关于独柱墩抗倾覆10月10日傍晚发生在无锡的高架桥侧翻事故,迅速成为全国焦点。

如此重大的突发安全事故,也引发了社会各界对事故原因的分析探讨。

《桥梁》杂志微信公众号也随即在第一时间采访并报道了《无锡高架桥坍塌祸端之源是超载还是独柱墩?》一文,超载、独柱墩设计在此次事故中再次成为人们关注和讨论的焦点,《桥梁》杂志曾经专门就独柱墩设计约请了全国权威专家和设计大师做了系列专题讨论。

独柱桥的一般情况1.独柱桥多用于匝道桥,一般采用预应力混凝土连续箱梁或钢与混凝土组合连续箱梁,3~5跨为一联,可以等跨、也可不等跨,跨径25~50m,每联长度80~200m.。

2.独柱匝道桥宽度,一般单车道加一个停车宽度、两个人行道,全宽8~10m。

也有双车道的独墩桥。

3.独柱桥的直桥,为了维持整个桥的横向稳定,其分界墩多为桩柱式墩、盖梁上设两个支座,以抗倾覆。

中墩为独柱,柱顶设固定铰支座,既承受竖向力(荷载)也约束纵向位移以抵抗制动力。

有的也可约束横向位移(如横向固定支座),有的还可约束一些横向弯矩(如盆式橡胶支座)。

在维持横向稳定的条件下,一般可以简化成平面结构处理。

4.独柱桥的弯桥,为满足行车要求,桥梁中轴线在平面上呈曲线,实际是空间曲线,它的构造、受力(离心力)和结构分析比直桥复杂一些。

为了维持横向稳定,平曲线半径较大的独柱弯桥的分界墩上,横向仍需两个支点;中墩顶上的固定铰支座常横向偏置,以改善独柱弯桥的稳定性和受力。

平曲线半径较小的独柱弯桥是比较复杂的空间结构,其整体稳定性问题已退居第二位。

独柱桥维稳机理和倾覆过程用一座3跨独柱预应力混凝土连续箱梁桥,说明维持“独柱匝道桥”直桥的横向稳定的机理。

图中示出了汽车(符合设计规范的最大车辆荷载、车道荷载)行驶方向。

汽车车队未上桥前,桥梁承受其自重(恒载),独柱中墩的压力各580t,分界墩的压力180t、左右两个支座各分担90t。

《桥梁》杂志于2004年创刊,以促进科技发展,传承桥梁文化为办刊宗旨。

肇庆市阅江大桥独柱墩宽幅连续箱梁横向倾覆稳定分析

肇庆市阅江大桥独柱墩宽幅连续箱梁横向倾覆稳定分析

专项技术分析报告(一)肇庆市阅江大桥独柱墩宽幅连续箱梁横向倾覆稳定分析肇庆市公路勘察设计院张红日最对阅江大桥独柱宽幅连续梁桥横向宽度为18米,跨度为4x25米的的预应力混凝土连续箱梁进行分析,发现现行公路桥涵规范在这方面的不足;提出横向倾覆稳定性系数计算的简化方法,并进行初步的验证,确定独柱墩宽桥的抗倾覆稳定性。

1 分析原因连续梁桥由于墩柱对桥下空间占用小,整体结构美观,而广泛应用于城市高架桥、城市和公路互通立交里的匝道桥,而在城市高架桥中尤其以宽幅、独柱墩居多。

这种桥的显著特点在活载偏载作用下可能会产生支座脱空。

2012年8月24日哈尔滨阳明摊大桥引桥匝道桥因通行车辆偏载超载引发整体倾覆,倾覆结构为三跨连续,钢混凝土组合箱梁,中墩独柱。

这些桥梁虽然产生倾覆倒塌的主要原因是超载,但不得不说我们的规范在抗倾覆稳定性方面除了支座不允许出现拉力外并没有其他规定,我们的设计在考虑倾覆稳定方面也没有足够的前瞻性。

这应该引起我们设计人员的足够重视。

本文以此规定为依据,对桥宽为18米,跨度为4x30米的直线的预应力混凝土连续箱梁进行分析,提出提出横向倾覆稳定性系数计算的简化方法。

2 现行规范中有关横向倾覆稳定性的检算方法2.1现行铁路桥梁规范横向稳定性的检算方法《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB10002.3-2005)中的4.1.1条对横向倾覆稳定性检算的规定:在计算荷载的最不利组合作用下,桥跨结构的横向倾覆稳定系数不应小于1.3。

4.1.1条的条文说明:检算倾覆稳定性时,可将支座看成是刚体,稳定力距及倾覆力矩沿横向指对支座边缘而言,沿纵向指对支座铰中心而言,计算公式如下:1.3Md K Mq =≥∑∑ (1-1)Md :稳定力距,Mq :倾覆力距2.2现行公路桥梁规范在倾覆稳定性以及支座脱空方面的描述 《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)中3.5.8条和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)中9.7.4条中均只有禁止支座脱空的描述。

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

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

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。

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独柱墩连续箱梁桥横向抗倾覆加固方案对比作者:魏剑峰
来源:《价值工程》2017年第04期
摘要:独柱墩连续箱梁桥具有结构简单,外形美观,占地面积小,施工难度较小等优点,在交通工程得到了广泛的应用。

但独柱墩桥梁因其独特的受力特点导致横向抗倾覆能力不足,独柱墩桥梁倾覆事故也时有发生。

对于独柱墩的加固增加其横向抗倾覆能力,加固方式有很多,比如增加盖梁,增设支撑柱,桥台支座外移等方法。

本文将根据不同加固方法的加固效果进行独柱墩加固方案比选
Abstract: Continuous box girder bridge with single column pier has many advantages, such as simple structure, beautiful appearance, small floor space and less construction difficulty. It has been widely used in traffic engineering. However, due to the unique stress characteristics of the single pier bridge, the transverse anti-overturning ability is insufficient, single pier bridge overturning accident also occurs frequently. There are many strengthening methods for the single column pier to increase the transverse anti-overturning ability, such as increasing the number of support beam and column, moving support abutment outside. In this paper, single column pier reinforcement scheme is selected according to the reinforcement effect of different reinforcement methods.
关键词:独柱墩;连续箱梁;横向抗倾覆;加固
Key words: single column pier;continuous box girder;transverse anti-overturning;reinforcement
中图分类号:U445.7 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)04-0123-02
0 引言
独柱墩连续桥梁具有外形美观,节省桥下空间等一系列优点,在公路工程和市政工程中有着广泛的应用。

但由于在独柱墩常布置一个支座,采用单支点支撑的方式对其横向抗倾覆能力不利。

在桥梁建成后期运营的过程中,独柱墩桥梁倾覆事故时有发生,并且开始重视独柱墩桥梁横向抗倾覆能力。

对于建成的既有桥梁,通过横向抗倾覆验算,不满足的独柱墩桥梁需要加固。

加固采用的方法为增加盖梁,增设支撑柱,桥台支座外移。

下面将对一座未通过验算的独柱墩连续箱梁桥采用增加盖梁,增设支撑柱,端支座外移的方法,建立有限元模型进行计算,分别对比三种加固方式计算结果,分析比较三种不同加固方式的加固效果。

1 桥梁概况及计算参数
桥梁跨径组合:13+21+21+13(m);结构形式:预应力混凝土结构;平面布置:直线;墩柱布置:0#、4#桥台设置两个板式橡胶支座,0#台支座间距4.24m,4#台支座间距4.62m;中间1#~3#墩为独柱墩,采用板式橡胶支座,2#墩为固结墩,柱中心与箱梁中心重合;墩柱采用C30混凝土;桥面宽度:11m;施工方法:满堂支架法施工;材料参数:箱梁梁体采用
C40混凝土。

计算荷载:
1.1 恒荷载恒荷载包括结构自重和二期恒载。

混凝土自重按25.5kN/m3计,二期恒载由桥面铺装和防撞墙组成,桥面铺装按18.63kN/m、单侧防撞墙按8.313kN/m计。

1.2 活荷载设计荷载等级为:公路一级,按《公路工程技术标准》(JTG B01-2014)取值;汽车荷载冲击系数按规范《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)计算。

1.3 混凝土收缩徐变混凝土收缩应变和徐变系数按相应规范由程序自动计算。

1.4 温度作用常年温差按±20℃考虑。

桥面为混凝土铺装,箱梁升温温差T1=25℃、
T2=6.7℃,降温效应为升温效应的0.5倍。

1.5 基础沉降计算按沉降5mm取值。

1.6 验算组合工况验算活载组合工况一:根据《公路工程技术标准》(JTG B01-2014),基本组合下按各桥桥面宽度进行横向车道布置,计算车道横向、纵向折减系数和冲击系数;验算活载组合工况二:最外侧车道汽车荷载效应(含汽车冲击力)分析系数采用3.4,其余同组合工况一。

2 计算要点
2.1 单向受压支座脱空验算
在作用基本组合荷载组合下,单向受压支座始终保持受压状态;当汽车荷载分项系数为3.4时,单向受压支座宜保持受压状态。

主要计算要点如下:①对结构按设计进行最不利车道布载,考察在作用基本组合下(汽车荷载效应分项系数1.4)支座是否出现负反力,从而判断单向受压支座是否保持受压状态;②对结构进行最不利单车道布载,考察在作用基本组合下、汽车荷载效应分项系数为3.4时支座是否出现负反力,从而判断单向受压支座是否保持受压状态。

2.2 上部结构横向抗倾覆稳定性验算
当箱梁桥整联只采用单向受压支座支承时,应满足
∑Sbk,i/∑Ssk,i?叟kqf
式中:kqf—横向倾覆安全系数,取kqf=5;∑Sbk,i—使上部结构稳定的作用标准组合的效应设计值;∑Ssk,i—使上部结构失稳的作用标准组合的效应设计值。

2.2.1 倾覆轴线
根据规范JTG D62-20XX(总校稿),横向抗倾覆验算倾覆轴线按如下方法确定:①对于正交桥梁、斜交角30°以内的斜交桥梁,倾覆轴线为位于桥梁中心线同侧的联端支座连线;②对于曲线梁桥,当全部联中支座位于联端外侧支座连线内侧时,倾覆轴线为联端外侧支座连线;当全部联中支座位于联端外侧支座连线外侧时,倾覆轴线取为跨中支座连线,或联端外侧支座与联中支座连线。

2.2.2 使上部结构稳定的作用
使上部结构稳定的作用按下式计算:∑Sbk,i=∑RGixi
式中: RGi—成桥状态时各支座的反力;xi—各支座到倾覆轴线的垂直距离。

2.2.3 使上部结构失稳的作用
对于正交桥梁,使上部结构失稳的作用按下式计算:
∑Ssk,i=(1+μ)(qkl+Pk)e
式中:μ—汽车荷载冲击系数;Pk—汽车车道荷载的集中荷载标准值;qk—汽车车道荷载的均布荷载标准值;e—横向最不利车道位置到倾覆轴线的垂直距离。

对于曲线梁桥,使上部结构失稳的作用按下式计算:
∑Ssk,i=(1+μ)(qkΩ+Pke)
式中:Ω—倾覆轴线与车道荷载中心线围成的面积。

2.3 独柱中墩支座转角验算
在作用基本荷载组合下,汽车荷载分项系数为3.4时,独柱中墩支座转角应小于0.02rad。

对结构进行最不利单车道布载,考察在作用基本组合下、汽车荷载效应分项系数为3.4时支座是否出现负反力,若出现负反力,应首先解除相应支座,再判断独柱中墩的支座转角值是否超限。

3 计算结果
3.1 加固前状况
采用midas civil建立有限元模型,全桥共143个单元,支座采用一般点弹性支承模拟,有限元建模情况见图1。

小结:在未加固的情况下,桥梁一侧支座出现负反力,不满足横向抗倾覆相关规定的要求。

3.2 增加盖梁
采用增加盖梁的方法对独柱墩桥梁进行加固。

小结:由表2可见,本联箱梁对独柱墩进行盖梁加固后,基本组合下端支座仍出现负反力,汽车荷载效应分项系数为3.4时仍存在负反力,且独柱中墩转角满足要求,加固效果不明显。

3.3 增设支撑柱
采用增设支撑柱的方法对独柱墩桥梁进行加固。

小结:由表3可见,本联箱梁采用增设支撑柱方法加固后,基本组合下和汽车荷载效应分项系数为3.4下端支座均未出现负反力,且独柱中墩转角满足要求,加固效果与增加盖梁方法相比较好。

3.4 端支座外移
采用端支座外移的方法对独柱墩桥梁进行加固。

小结:由表4可见,本联箱梁将桥台梁端支座外移后,在基本组合下仍存在负反力,加固方案效果较差。

4 结论
对比三种加固方法,其中增设支撑柱加固效果最为明显,端支座外移加固效果最差,增加盖梁方法效果居中。

在经济效益方面,增设支撑柱加固方法造价最高,且施工过程中对周边环境已经交通影响较大,增加盖梁和端支座外移加固方法造价较低,且施工过程对交通影响不大。

从上面计算结果可知,采用增设支撑柱的加固方法可以基本满足独柱墩抗倾覆验算的要求,但是在汽车荷载效应分项系数为3.4下,支座仍然存在脱空现象。

所以本桥采用增设支撑
墩加固后,在日后的养护运营管理的过程中,要严格防止各类汽车的严重超载过桥现象的发生。

参考文献:
[1]JTG D60-2004,公路桥涵设计通用规范[S].中华人民共和国交通部,2004.
[2]JTG D62-2004,公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].中华人民共和国交通部,2004.
[3]陈新,赖增成,王标才.独柱墩连续箱梁桥横向抗倾覆加固技术[J].公路交通科技(应用技术版),2016(06).。

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