浅谈独柱墩桥梁抗倾覆稳定性分析及加固设计
独柱墩梁桥抗倾覆参数分析与加固措施研究

科学技术创新2020.241概述随着城市化的发展,城市交通压力日益增大,城市交通压力也需要各种形式的桥梁来缓解,包括单墩高架桥、立交桥等。
这种单柱墩桥有几个明显的优点:给城市提供更多选择空间与更大的发展空间;独柱墩式桥外形简洁美观,能满足城市的景观需求;独柱墩式桥梁通常采用整体箱梁形式,上部结构抗扭刚度大,桥梁整体性好,有较好的稳定性。
但是在后期运营过程中同样出现了诸多问题,其中倾覆是不容忽视的一点,因此影响独柱墩梁桥抗倾覆的相关参数需要进一步详细分析。
2独柱墩抗倾覆稳定性影响因素2.1梁端双支座间距独柱墩桥梁的倾覆翻转线与端部支座间距有直接关系,端部支座间距越大,桥梁重心越容易落入翻转线内侧。
为了得到端部支座间距与支座反力的准确关系,采用计算算例为3跨20m 连续梁桥,桥梁曲线半径为100m ,运用MIDAS/CIVIL 软件模拟分析,支座模拟与实际支座相同,支座下节点固结,支座下节点与上节点采用考虑支座自由度的弹性连接,支座上节点与单元节点刚性连接。
支座间距参数分别为2m 、2.5m 、3m 、3.5m 、4m 共5组,支座的编号如图1所示。
图1支座编号图在最不利移动荷载偏载作用下,得到的不同支座间距条件下的支反力汇总如表1所示。
由于桥梁在顺桥向对称,所以a 、b 、c 支座支反力与d 、e 、f 支座支反力对称。
因此只研究a 、b 、c 支座支反力即可。
随着支座间距的增加,a 支座反力逐渐增加,整体呈线性增大趋势,表明更大的支座间距使得该支座受压更大。
对于b 支座,当支座间距小于3m 时,支座反力为正值,即为受拉支座,这意味着该桥梁已经出现支座脱空失稳,当支座间距大于3m 时,支座反力由拉力转变为压力,整体变化趋势与支座间距曾正比例关系。
但必须确保该桥梁所有支座有一定的压力储备时,该桥梁的支座间距应大于3m 。
表1不同梁端双支座间距下各支座反力表2.2墩梁连接方式多跨连续梁一般有多个支座,单个支座出现脱空并不能代表支座会发生倾覆失稳,因此支座脱空结构内力重分布后结构的受力状态以及支座反力变化需要在研究中考虑。
互通匝道桥独柱墩抗倾覆加固设计探讨

互通匝道桥独柱墩抗倾覆加固设计探讨摘要:互通立交匝道上的曲线桥为了减少占地、增加视野,下部结构多采用独柱墩的结构形式。
本文分析了连续箱梁独柱墩桥梁,在横向偏载作用下,发生倾覆失稳的力学原因。
通过实例分析,对该类型桥梁提出了加固设计方案,并在实际中进行运用。
关键词:曲线桥连续箱梁独柱墩横向倾覆加固设计中图分类号: s611文献标识码:a 文章编号:随着高速公路的兴建、城市建设的进一步发展,道路网中大型立交桥日益增多,为了增添城市景观、使桥梁服从路线的平面布置和提高交通枢纽的使用功能,匝道上通常采用小半径曲线连续箱梁桥。
在互通区,为了减少占地、节约造价、满足通车视距要求及桥梁美观等因素考虑,匝道桥往往采用独柱墩连续现浇箱梁的结构形式。
随着我国经济建设的快速发展,交通流量、车辆载重日益增大,重载车辆普遍存在超载现象。
超重车辆行驶在小半径曲线独柱墩匝道桥时,容易出现偏载。
这种情况导致国内多起独柱墩箱梁桥倾覆倒塌事故。
因此对现有独柱墩连续箱梁桥进行加固处理,是运营安全的需要。
一、独柱墩连续箱梁桥倾覆原因分析1.对于直桥,桥台通常设置双支座,桥墩支点通常设置在桥梁中心线处,横向扭转约束仅仅靠端部的双支座来完成的,当汽车靠桥梁外侧单车道行驶时,箱梁上部形成偏心受力状态,汽车载重过大时,桥台处支座出现脱空情况,当桥面活载严重超载时,箱梁会绕汽车行驶一侧的大、小桩号两桥台的支座连线倾覆。
对于弯桥,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,如图1所示。
图1:弯桥倾覆示意图1当跨中桥墩全部支座位于桥台外侧支座连线外侧时,倾覆轴线取为一桥台外侧支座和跨中桥墩支座连线,如图2所示。
图2:弯桥倾覆示意图2箱梁桥抗倾覆安全系数为 :式中qk ——车道荷载中均布荷载;pk ——车道荷载中集中荷载;e ——横向最不利车道位置到倾覆轴线的垂直距离;u ——冲击系数;rgi ——成桥状态时各个支座的支反力;xi ——各个支座到倾覆轴线的垂直距离。
独柱墩桥梁上部结构抗倾覆稳定性分析

独柱墩桥梁上部结构抗倾覆稳定性分析摘要:近年来,我国的桥梁工程建设越来越多,本文主要针对独柱墩连续梁桥存在的问题,对于不同加固方案进行了对比分析,通过方案比选选择了端横梁假设拉杆和横向支座拉开间距两种方式进行加固处理。
对于加固处理效果,根据广东省相关文件进行了抗倾覆稳定性计算,结果证明,加固后抗倾覆稳定性系数为2.9,满足规范不得低于2.5的要求。
本文系统研究独柱墩连续梁桥的抗倾覆稳定加固计算,对于独柱墩连续梁桥的设计、加固处理提供一定的经验。
关键词:连续梁桥;独柱墩;加设拉杆;抗倾覆稳定性引言独柱墩连续梁桥因其空间利用率高、施工便捷度好、结构轻盈雅致等特点被广泛用在城市快速干道或高速公路匝道桥中,由于桥墩的单支承作用导致稳定性不足、抗扭能力弱,尤其是在重载交通的作用下,重车偏载倾覆问题突出。
美国AASH-TO《桥梁设计规范》指出,任何结构都应有抵抗滑动、倾覆、提离或压屈的能力,而桥梁上部结构在设计中应考虑偏心荷载作用的影响,并对连续结构最小支座数量进行限制,但对支座布置形式、支座间距、支座抗疲劳性能等参数均没有提及,独柱墩桥梁在偏心荷载作用下的抗倾覆稳定性计算方法不明确。
1工程背景某大桥上部结构采用44孔20m预应力混凝土箱梁,先简支后连续,全桥共7联;下部结构采用柱式墩、钻孔灌注桩基础,桥台为桩接盖梁;桥梁第三联(13号墩-19号墩)平面位于曲线半径为272.461m、缓和曲线为50m的平曲线上,桥墩径向布置;下部结构采用柱式墩、钻孔灌注桩基础,其中有4个桥墩为带盖梁的独柱墩,其余桥墩为双柱墩;桥梁总宽11.4m,桥面布置:0.25m(护栏)+10.65m(行车道)+0.5m(护栏)。
2抗倾覆设计方案的完善和强化在当前我国大多数独柱墩桥梁的建筑中,一般都采用方案二来进行实现,因为此方法在实际使用过程中,往往会涉及结构稳定及使结构失稳的结构自重作用,因此,常常需要选取不同的荷载分项系数。
此外,由于箱梁顶板、腹板以及底板等多方面的空间分布性相对比较复杂,因此,工作人员在其实际使用过程中,无法对此进行实际性的区分,那么对于横向倾覆的曲线桥梁等方面,其难度也就更加困难了。
独柱墩桥梁抗倾覆安全分析及加固设计技术研究

独柱墩桥梁抗倾覆安全分析及加固设计技术研究摘要:与传统的多柱墩桥梁或双柱墩桥梁设计方式相比,独柱墩倾覆风险较高,受力环境存在差异,独柱墩桥梁设计主要是指偏心受压的承重桥梁设计。
在此基础上,文章详细阐述了独柱墩桥梁受力特征,全面剖析了独柱墩桥梁抗倾覆安全,最后深入研究了独柱墩桥梁加固技术,旨在为相关业界人士提供有利参考依据。
关键词:独柱墩桥梁;受力;抗倾覆;加固施工前言:在中国公路桥梁建筑领域中,独柱墩桥非常普遍,此种桥梁重点符合轻型汽车或装载设备的通行任务。
但是,社会的不断进步与发展,使得越来越的车辆出现轴载增加问题,导致桥梁超载问题屡见不鲜。
独柱墩桥梁本身受力环境独特,在过载情况下,单点支撑结构容易出现失稳情况,所产生的后果比较严重。
因此,文章文章详细阐述了独柱墩桥梁受力特征,全面剖析了独柱墩桥梁抗倾覆安全,最后深入研究了独柱墩桥梁加固技术,旨在为相关业界人士提供有利参考依据。
1独柱墩桥梁受力特点桥梁底端的桥墩就是我们经常所说的独柱墩桥梁。
因为独柱墩梁使用的支撑方式较为独立,所以独柱墩梁结构受力独特,主要特征如下:1.1扭矩作用从目前的公路运输状况来看,道路和桥梁上只有两种类型的车辆。
一种是中小型车辆,中小型车辆一般质量相对较轻,桥上的压力在其承载能力之内;另一种是大型车辆。
大多数大型车辆主要用于运输,通常情况下,这类大型运输车辆会或多或少超载,甚至有些车辆超载了300%,在这种偏心过载的作用下,桥梁上部结构梁将承受较大的扭矩,与此同时,随着桥梁跨度的增加,以及单柱墩数量的增加,该累积扭矩将会变得越来越大。
1.2偏心受压构件从结构力分析来看,独柱墩梁属于偏心受压构件。
将偏心受压构件的特性作为主要依据,我们可以得到:桥墩的稳定性随墩柱的长细比而变化。
假设桥墩的细长率比较大,并且桥面路面被车辆超载,则桥墩所承受的偏心载荷也会相应增加,在这种情形下,会逐渐降低桥梁的稳定性,并且随时可能出现桥墩偏心的情况。
独柱墩桥梁抗倾覆加固改造技术

独柱墩桥梁抗倾覆加固改造技术摘要:独柱墩桥梁抗倾覆加固改造技术是保障桥梁安全运行的重要手段。
本文主要对独柱墩梁桥的倾覆进行具体分析,介绍了常用的加固改造方案和技术,以及其优缺点和适用范围。
文章旨在为独柱墩桥梁的抗倾覆加固改造提供参考和借鉴。
关键词:独柱墩梁桥;抗倾覆;加固技术;改造措施引言:独柱墩桥梁是一种常见的桥梁结构形式,其结构简单、造价低廉、施工方便等优点被广泛应用。
然而,在面对复杂的自然环境和交通运输条件时,独柱墩桥梁往往存在着倾覆和承载能力不足的问题。
因此,为了保障独柱墩桥梁的安全运行,需要对其进行抗倾覆加固改造。
1.独柱墩梁桥倾覆1.1 倾覆事故桥梁共性独柱墩梁桥的倾覆事故可能涉及多种因素,其中一些因素可能是桥梁设计、建造、维护和使用等方面的共性。
首先,不合理的桥梁设计和建造可能会导致桥梁结构的薄弱环节,例如缺乏必要的支撑和加强措施、结构不平衡等等。
这些设计和建造缺陷可能会使桥梁承受不了外部因素的压力,导致倾覆。
其次,桥梁维护和修缮不当也是导致独柱墩梁桥倾覆事故的可能因素之一。
例如,缺乏定期检查和维护,导致桥梁结构的腐蚀和老化;修缮不当,可能会使桥梁的结构变得更加不稳定。
这些问题可能会使桥梁在外部因素的作用下失去平衡,从而导致倾覆。
第三,桥梁的使用也可能会对独柱墩梁桥的倾覆事故产生影响。
例如,车辆和行人的超载和过度集中可能会对桥梁造成不利影响,使其失去平衡;高速行驶或不当使用也可能会增加桥梁倾覆的风险。
1.2 支座受力分析支座是连接桥墩和梁的重要部分,它的作用是支撑桥梁并将荷载传递到桥墩上。
在倾覆事故中,支座往往承受着巨大的压力和剪力,如果支座设计不当或者材料不合适,就会发生支座失效,导致整个桥梁失去平衡而倾覆。
支座受力分析的关键是要确定支座所承受的荷载大小和方向,以及荷载的传递路径。
首先,支座所承受的荷载包括垂直于桥面的重力荷载和横向荷载(例如车辆荷载)。
其次,荷载的传递路径从桥面到支座,再到桥墩和地基。
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。
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。
桥梁独柱墩加固方案研究与应用

桥梁独柱墩加固方案研究与应用摘要:本文结合某桥梁独柱墩改造工程项目,根据原有桥梁的稳定性计算与加固后桥梁的稳定性计算,按照新规范分析独柱墩加固的必要性。
根据不同方案的优缺点,对原有桥梁上部结构和下部结构分别产生的不利影响,选择出合适的加固方案。
以及加固方案在施工中的注意事项。
关键词:独柱墩加固稳定性分析 Midas 工程应用近年来桥梁倾覆事故不断发生,超载倾覆的事故桥段桥体多为独柱墩桥,不仅人员和财产遭受了重大损失,同时还造成了较大的社会负面影响。
为确保公路安全运营,为群众出行和经济发展创造更安全、更畅通的公路交通环境,防患于未然,全国各地方开展了严格公路超限超载专项整治行动和独柱墩桥梁运行安全提升专项行动,对在役和在建公路独柱墩桥梁进行全面排查,加强独柱墩桥梁养护管理,有效强化独柱墩桥梁运行安全工作,新改建项目慎重采用独柱墩方案。
下面结合某具体工程展开讨论独柱墩加固的方法及注意事项。
1工程概况该桥梁建于2003年,上部结构为3-20米单箱双室钢筋混凝土连续箱梁,桥长67米,桥宽12.5米,钻孔灌注桩基础,柱式台,桥台采用双支座,1#、2#中墩采用单柱单支座。
桥梁设计荷载汽车-超20级,挂车-120级,桥梁技术状况为二类。
经验算,老桥桥台处,最不利支座为1-1,在偏载最大的情况下,中墩处支座出现负反力,特征状态1验算不通过,不满足规范要求。
故不进行特征状态2验算。
所以需要对全桥的抗倾覆稳定性进行加强。
2原桥抗倾覆验算2.1 桥梁荷载全桥自重系数取1.04。
二期铺装按原数量表计算,取均厚0.11m厚,计算得为33kN/m。
全桥两侧均有防撞护栏,单侧护栏按12 kN/m加载。
车辆荷载按公路一级车道荷载考虑,全桥按双向三车道,偏载最大加载,车道1偏心4.35m ,车道2偏心1.25m ,车道3偏心-1.85m 。
车道荷载冲击系数按结构基频为6.7Hz 计算。
2.2 验算结果采用MIDAS CIVIL 空间有限元分析程序对老桥进行了验算建模抗倾覆验算分析,在建立模型过程中考虑桥梁具体病害的影响,老桥分析验算如下:作用基本组合下,反力如下图:图2.1桥梁边支点出现负反力,支座未处于受压状态表2-1抗倾覆稳定系数表格倾覆方向最不利支座节点编号组合名称∑Sbki (KN.m)∑Sski(KN.m)ki[k]验算结果右倾49倾覆1810920.1786218.8071.75602.5000NG右倾51倾覆1810920.1786672.9451.63652.5000NG左倾50倾覆1810920.1646678.3111.63522.5000NG左倾52倾覆1810920.1646224.0211.75452.5000NG按《桥规》第4.1.8条规定,持久状况下,梁桥不应发生结构体系改变,并应同时满足下列规定:在作用基本组合下,单向受压支座始终保持受压状态。
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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。
2独柱墩桥梁抗倾覆稳定性及加固设计措施
2.1改变梁墩连接形式改变
独柱墩桥梁中桥墩与上部结构的连接方式,去掉支柱上的支撑,直接将支柱
与上部结构固结。
改变梁墩的连接形式后,梁墩形成刚结超静定结构,提高了梁
的横向抗倾覆稳定性,提高后能否满足极端情况下的抗倾覆稳定性要求需要根据
梁的高度、宽度以及能引起倾覆的截面大小和作用位置开展验算。
这种改造模式,使独柱墩的受力状态由受压为主改变为弯压结合的受力状态,这需要对独柱墩在
可能倾覆的极限状态下的抗弯承载能力进行验算,验算通过后方可采用此种抗倾
覆稳定性改造加固技术。
通过改变梁墩连接形式提高独柱墩抗倾覆稳定性操作较
简单,所需材料较少,工期短,因而具有费用低等显著特点。
2.2增加桥墩数,减少桥梁跨度
如果增加独柱墩顶支座数量或增加支座间距难以实施,可在纵向两个独柱墩
之间增加桥梁支座。
增设桥墩,一方面可以减小桥梁跨度,另一方面通过合理设
计新桥墩的结构和支撑,进一步增强独柱墩桥梁的横向抗倾覆稳定性。
增加桥墩
数方案需要新建桥墩基础、桥墩、支座及对支座与梁底接触处予以加强,所以费
用较高,具体费用需要根据具体工作量确定。
同时,新建桥墩时,应考虑新旧桥
墩基础修建时间不一致可能引起的不均匀沉降。
一般新建桥墩沉降会大一些,应
通过适当技术减少新建桥墩可能产生的沉降。
新建的桥墩可采用独柱墩双支座或
双柱墩等形式,以增加桥梁横向抗倾覆稳定性。
增加桥墩数能从根本上解决独柱
墩桥梁横向倾覆问题,但是投入资金较多,需要与其他独柱墩改造加固技术进行
技术经济比较分析。
2.3改变桥墩的横截面
通过对桥墩横截面进行改造,可以增加实际横截面面积,提高桥墩结构的抗
倾复能力。
具体做法简单,施工人员应采用植筋技术浇筑混凝土,将独柱墩升级
改造成花瓶墩和板式墩等,以扩大桥墩横截面积。
采用增设桩基承台的方法也能
取得较好的加固效果。
通过增加新桩基,可将原有桩基与新桩基连接为群桩,让
加宽后的独柱墩具备增设支座条件,这样既能提升墩柱的整体横向稳定性,还能
提高其自身的承载力,显著提高桥梁结构的抗倾覆稳定性。
另外,在桥墩的墩顶
部位增加盖梁能取得较好的加固成效。
可采用钢结构盖梁进行加固,能减少因盖
梁自重过大而出现的失稳现象,提高桥梁的承载能力。
2.4其他加固措施
(1)将独柱墩改为圆端墙墩。
扩大独柱墩的实际墩顶横截面积,水平延伸,再形成更稳定的圆壁墩。
墩顶上部安装两个平橡胶支座,除去各类杂质,然后在
原桥两侧安装基础桩,添加全新的桩顶,植入钢筋,进行混凝土浇筑,将其和原
始的桩帽有效整合。
实心墙墩适合应用在上箱梁底板宽度小于6m、墩高小于7m
的结构中,其属于壁式墩,可在原始独柱墩基础上进行横向加宽成圆形。
此种方
式不会使外观层出现较大变化,同时可提升基础和基础间承载力,避免在外力作
用下桥墩出现较大水平位移或沉降现象。
(2)将独柱墩改为三柱墩.如果独柱墩
遇到超载车辆,两侧新增支撑点能短暂提供一定的反作用力,避免上部梁体出现
扭转现象,保证上梁处于平衡状态,避免梁体发生严重的倾覆。
针对新增加的墩柱,可结合墩高,合理选择钢管柱或钢筋混凝土柱。
如果桥下部的间隙较小,新
建钻孔桩施工难度较大,需采用重量较轻的结构进行施工,将独柱改造为三柱墩。
墩柱改造完毕后,施工人员也可在三柱墩主体表面安装装饰板,提高其美观性。
将独柱改造为三柱墩,主要是利用原有独柱墩帽,在独柱墩的每侧分别设置圆柱墩。
同时,在新增加的墩柱顶部合理安装板式橡胶轴承。
若原始独柱墩属于不带
顶盖单柱单桩结构,需检验下部结构的实际承载能力,若其实际承载力过小,可
增加基础桩与顶盖。
(1)明确钢管柱的具体加固范围,若墩台高度小于6m,可
采取钢管柱加固法,钢管的重量较轻,墩柱横截面积较小,可有效利用既有的结
构帽,不会增加基础桩,施工速度快,适合应用在高速公路匝道桥与天桥独柱墩
加固施工中。
虽然此加固法有很多优点,但是也存在一定缺陷,钢管柱和原有的
钢筋混凝土柱存在差异,加固处理留下的疤痕较为明显。
(2)合理选择钢筋混
凝土圆柱墩的应用范围。
若墩的实际高度超过7m,可采取此种加固法。
此法的优
点是墩柱实际横截面积较小,同时可有效利用原始结构承台,适合应用在高速公
路中央分隔区独柱墩与底板较宽的箱梁中,新增结构稳定性较高,若墩柱高度在
5~7m,可采取此种加固方法。
但该方式也会留下较重的处理痕迹,美观性较差。
结束语
为了确保公众的生命财产安全、确保桥梁结构安全,应对独柱墩桥梁进行抗
倾覆改造加固,以适应社会经济的发展。
独柱墩桥梁抗倾覆改造加固可采用改变
墩梁联结形式、增加支座数、增加支座间距、增加桥墩和增设钢盖梁等技术方案。
采用的抗倾覆改造加固技术首先应能提高桥梁的抗倾覆稳定性,然后需要考虑改
造加固对原有桥梁体系的影响,并采取相应措施减少相关不利影响。
在独柱墩桥
梁抗倾覆改造加固时,应根据具体情况进行技术经济分析,采用合理的加固技术。
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