独柱墩连续曲线箱梁桥抗倾覆稳定性研究
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。
多跨独柱墩曲线连续箱梁抗倾覆性能研究
多跨独柱墩曲线连续箱梁抗倾覆性能研究
黎业华
【期刊名称】《广东交通职业技术学院学报》
【年(卷),期】2017(016)001
【摘要】鉴于近年来国内发生多起桥梁倾覆事故的严峻形势,交通管理部门对运营中的桥梁尤其是曲线梁桥纷纷开展抗倾覆性能的核查工作.文中以东莞市G107涌头立交Q匝道桥为研究对象,该桥为带独柱固结墩小半径多跨曲线连续箱梁桥,综合考虑抗倾覆验算的各方面要求及适用条件,运用桥梁结构有限元分析程序Midas Civil建立相应的力学分析模型,对其抗倾覆性能进行分析研究,得出相应的结论,为同类桥梁的设计和养护提供参考.
【总页数】7页(P22-28)
【作者】黎业华
【作者单位】东莞市交通规划勘察设计院有限公司,广东东莞523125
【正文语种】中文
【中图分类】U448.213
【相关文献】
1.曲线独柱墩连续箱梁整体抗倾覆能力研究 [J], 徐德志;
2.独柱墩连续箱梁桥抗倾覆性能设计方法研究 [J], 梁柯峰
3.曲线独柱墩连续箱梁桥横向抗倾覆稳定性研究 [J], 王强
4.独柱墩连续箱梁桥横向抗倾覆计算要点探讨及研究 [J], 罗致
5.独柱墩连续箱梁桥横向抗倾覆加固技术研究 [J], 张伟景;杜命刚
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独柱支承梁式桥倾覆稳定安全系数及抗倾覆措施研究
独柱支承梁式桥倾覆稳定安全系数及抗倾覆措施研究
独柱支承梁式桥的倾覆稳定安全系数是给定桥梁稳定安全质量的重要
指标，研究表明，其倾覆稳定安全系数明显低于拱形桥，远低于木、钢、
混凝土、钢混合桥梁，因此，要保证独柱支承梁式桥的倾覆稳定，采取合
理抗倾覆措施很有必要。
抗倾覆措施主要包括：增加桁架杆件的断面尺寸、改变设计抗震等级、增设抗倾覆构件和抗倾覆锚索等。
增加桁架杆件的断
面尺寸可以增大桥的抗倾覆力，同时减少桥的重量；改变设计抗震等级可
以使桥增加适应地质条件而增加抗倾覆性能，同时节省了建设投资；增设
抗倾覆构件和抗倾覆锚索可以有效地增加独柱支承梁式桥的抗倾覆性能；
另外，还可以采取适当的地质改措施，改善基础的稳定性，来提高桥梁的
抗倾覆性能。
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。
立交桥独柱墩曲线梁桥抗倾覆稳定性分析
立交桥独柱墩曲线梁桥抗倾覆稳定性分析
林俪昕
【期刊名称】《福建建设科技》
【年(卷),期】2022()6
【摘要】为对运营多年的厦门海沧大桥东渡立交进行加固,提高其抗倾覆安全系数,通过现场调查及数值分析方法,对独柱墩匝道桥抗倾覆的风险进行评估,并提出联合加固措施及施工技术。
研究表明:(1)东渡立交桥有4联桥联端支座存在脱压风险,需进行加固改造;(2)加固设计采用新增混凝土盖梁改为多支撑体系,即利用原独柱墩身,在独柱墩顶端(横桥向)增加扩大端,新增扩大端顶面安装2个板式橡胶支座;在两侧腹板上增设钢牛腿,新增支座置于钢牛腿下方。
(3)采取加固措施后,对联端支座脱压的可能性进行验算,验算结果不存在支座脱压的情况。
计算及实践表明,东渡立交经过抗倾覆加固后,安全系数提高,加固方案可供同类工程参考。
【总页数】5页(P92-95)
【作者】林俪昕
【作者单位】厦门市高速公路建设开发有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U44
【相关文献】
1.独柱墩连续曲线箱梁桥抗倾覆稳定性研究
2.曲线独柱墩连续箱梁桥横向抗倾覆稳定性研究
3.独柱墩曲线梁桥抗倾覆稳定性分析研究
4.基于新规范的独柱墩曲线梁桥抗倾覆稳定性分析
5.既有独柱墩曲线箱梁桥抗倾覆稳定性分析及加固
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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。
高速匝道独柱墩连续箱梁桥横向抗倾覆稳定性分析
比智能施工218智能城市INTELLIGENT CITY NO.072020高速匝道独柱墩连续箱梁桥横向抗倾覆稳定性分析陈潇I刘泽慧2(1.湖北省交通规划设计院股份有限公司，湖北武汉430051;2.湖北省城建设计院股份有限公司，湖北武汉430056)摘要：在高速匝道设计过程中，独柱墩连续箱梁结构属于常用的应用结构之一，该结构的施工质量也会影响整个桥梁工程的使用寿命。
文章针对独柱墩连续箱梁桥横向抗倾覆失稳过程的相关性内容展开分析，结合实际应用案例，通过研究此类结构横向抗倾覆稳定性的具体情况，为后续箱梁桥结构施工提供数据参考，提高连续箱梁桥的使用寿命。
关键词：高速匝道；独柱墩；连续箱梁桥;横向抗倾覆稳定性1独柱墩连续箱梁桥横向抗倾覆失稳过程分析桥梁横向失稳的过程首先是超载偏载作用于梁体一侧,引起梁体扭转，梁体变形导致偏载另一侧联端支座转角逐渐增大，随着荷载增加，其支座反力迅速降低直至出现负反力,脱离正常受压状态，此时支座题趣空而失去其支撑梁体作用，其他支座则发生支座反力重新分布，支反力重新分布过程中可能会发生支座超出其设计强度的破坏或是发生因支座转角过大而发生的梁体滑移，支座依次失效或脱空,当剩余支座位于一条直线时，此时支撑体系已不能有效约束上部结构，上部结构在超载作用下横向失稳垮塌，立柱则在垮塌梁体的巨大水平推力作用下发生破坏。
如偏载超出了立柱的偏心受压承载能力，还会出现立柱先破坏，进而引起上部结构倾覆的可能性。
支座脱空可以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。
由此过程可以看出，桥梁横向失稳的破坏形式是上部结构作为刚性整体失去静力平衡，并不是混凝土或钢筋受力超过其极限强度的材料破坏形态內。
2结构横向抗倾覆稳定性分析工程概况:所选的箱梁截面类型为单箱体、单箱室的应用模式，同时结构的路面宽度设计为8.0m,其中行车宽的排水性能，导致了涵洞下部跟两侧管桩的高程面存在一定的差异性，在涵洞施工过程中需要进行基层开挖方法的合理选择。
独柱桥梁抗倾覆的稳定性分析与加固设计方法
独柱墩连续梁桥抗倾覆的稳定性分析与加固设计方法摘 要：在桥梁工程建设中，现浇连续箱梁的独柱墩因具有良好的抗扭刚度、整体性以及视觉通透性等特点被广泛应用。
但其限制横向偶然偏心荷载能力较弱，加之设计时对连续梁桥横向稳定性分析深度不足，常导致后期桥梁运营阶段出现连续梁桥上部结构横向侧移甚至倾覆。
基于此，对独柱墩连续梁桥的抗倾覆的稳定性分析以及加固设计方法进行探讨。
关键词：独柱墩；连续梁；抗倾覆稳定性分析；加固设计国内在2007年之前的设计中对于验算独柱墩桥梁进行研究中，往往对其上部结构纵向和竖向静力和动力模型分析的较为透彻，但对基本可变荷载过渡到横向偶然偏心荷载的影响没有引起足够重视及我国行业规范的抗倾覆系数取值较低等原因的制约。
再加之我国车辆超载情况严重，常使得桥梁常处于超负荷的工作状态。
当偏心偶然荷载过大时，独柱桥梁就会倒塌倾覆[1]，危及国民生计安全，因此对独柱墩连续梁桥抗倾覆稳定性研究至关重要。
1 工程概况某独柱墩桥梁，左右分幅，上部结构为8×20m 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6×20，支座数量为20个。
2 抗倾覆验算分析2.1 验算说明（1）当桥梁一侧横向偶然偏心荷载超过其自身抗倾覆能力时，另侧梁底支座即产生负支撑反力，直至支座脱空，当横向偶然偏心荷载作用力矩达到并超过整联结构抗倾覆力矩时，桥跨即可能出现倾覆。
上部结构抗倾覆验算稳定系数应满足如下条件：/ 2.5qf bk bk s s γ=≥在上式中各字母所代表的含义表示如下：qf γ表示抗倾覆稳定系数；bk s 表示的含义是汽车荷载（含冲击作用下）标准值；sk s 表示上部结构稳定的作用效应标准组合值。
在作用标准值组合下，桥梁单向受压支座不能处于脱空状态。
（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。
独柱墩连续箱梁桥横向抗倾覆加固技术研究
文章编号:１０００Ｇ０３３X (２０２０)０５Ｇ００１５Ｇ０５收稿日期:２０１９Ｇ１２Ｇ１０作者简介:张伟景(１９８６Ｇ),男,广东云浮人,工程师,从事公路桥梁施工.独柱墩连续箱梁桥横向抗倾覆加固技术研究张伟景１,杜命刚２(１．广东冠粤路桥有限公司,广东广州㊀５１１４００;２．石家庄铁道大学土木工程学院,河北石家庄㊀０５００４３)摘㊀要:独柱墩单支点支撑的结构受力体系的横向抗倾覆能力较差,在后期运营过程中存在倾覆事故隐患,尤其是车辆超载的作用下,存在着较大的倾覆风险.本文研究了通过增加多点支承受力装置和应用构件连接的抗倾覆加固技术,可以减少增加桩柱施工过程中对桥梁基础的扰动,不仅保证了桥梁基础的稳定,同时达到抗倾覆的目的,可为独柱墩连续箱梁桥抗倾覆加固施工提供借鉴.关键词:桥梁工程;加固;独柱墩箱梁桥;抗倾覆中图分类号:U ４４５．７㊀㊀㊀文献标志码:AR e s e a r c ho nR e i n f o r c e m e n t T e c h n o l o g y A g a i n s tL a t e r a lO v e r t u r n i n g o f C o n t i n u o u sB o xG i r d e rB r i d g ew i t hS i n gl eC o l u m nP i e r Z HA N G W e i Ｇj i n g １,D U M i n g Ｇg a n g２(１．G u a n g d o n g G u a n y u eH i g h w a y a n dB r i d g eC o ．,L t d ．,G u a n g z h o u５１１４００,G u a n g d o n g,C h i n a ;２．S c h o o l o fC i v i l E n g i n e e r i n g ,S h i j i a z h u a n g T i e d a oU n i v e r s i t y ,S h i j i a z h u a n g ０５００４３,H e b e i ,C h i n a )A b s t r a c t :T h e s t a b i l i t y o f t h e s t r u c t u r a l s y s t e ms u p p o r t e db y a s i n g l e c o l u m n p i e r i s p o o r a ga i n s t l a t e r a l o v e r t u r n i n g ,a n d t h e r e i s ah i d d e nd a n g e r o f o v e r t u r n i n g a c c i d e n t s d u r i n g t h e o pe r a t i o nof t h eb r i dg e s ,e s p e c i a l l y u n d e r th ee f f e c to fv e hi c l eo v e r l o a d ．A c c o r d i n g t ot h es t u d y ,b y a d d i n g m u l t i Ｇp o i n t s u p p o r t i n g d e v i c ea n da p p l y i n g r e i n f o r c e m e n t t e c h n o l o g y a g a i n s to v e r t u r n i n g tot h e c o m p o n e n t s c o n n e c t i o n ,t h ed i s t u r b a n c e t ot h eb r i d ge f o u n d a t i o n i nt h e t r a d i t i o n a l c o n s t r u c t i o n p r o c e s so fa d d i n g p i l e s c o u l d b e r e d u c e d ．I t n o t o n l y e n s u r e st h e s t a b i l i t y o ft h e b r i d g e f o u n d a t i o n ,b u t a l s o a c h i e v e s t h e p u r p o s e o f a n t i Ｇo v e r t u r n i n g ,a n d c a n p r o v i d e a r e f e r e n c e f o r t h e a n t i Ｇo v e r t u r n i n g a n d r e i n f o r c e m e n t o f c o n t i n u o u s b o x g i r d e r b r i d g ew i t hs i n gl e c o l u m n p i e r ．K e y wo r d s :b r i d g e e n g i n e e r i n g ;r e i n f o r c e m e n t ;b o x g i r d e r b r i d g ew i t h s i n g l e c o l u m n p i e r ;a n t i Ｇo Ｇv e r t u r n i n g０㊀引㊀言独柱墩连续桥梁具有节约用地㊁造型美观㊁施工便利㊁节约成本等一系列优点,因而广泛应用于高速公路匝道桥及市政立交桥等桥梁工程中.由于国家建设需要,长轴距㊁大载重的汽车越来越多,随之而来的问题是汽车超载问题的治理变得更加棘手,许多已投入运营的桥梁存在着较大的倾覆风险.近几年来国内发生了多起独柱墩箱梁桥倾覆事故,例如２００７年内蒙古包头丹拉高速公路高架桥坍塌㊁２００９年津晋高速公路天津段一匝道桥坍塌㊁２０１２年哈尔滨阳明滩大桥匝道桥坍塌㊁２０１５年广东省境内的粤赣高速城南互通立交桥坍塌㊁２０１９年江苏无锡锡港路上跨桥出现坍塌等,这些事故给国家造成了巨大经济损失和不良的社会影响.此类事故充分说明增强独柱墩桥梁横向抗倾覆性能的重要性[１].这几起坍塌事故有一个共同点就是坍塌原因都是由于桥面的侧翻而引起结构破坏.因此,对独柱墩连续箱梁桥抗倾覆加固施工方法的进一步研究具有较高的实用价值.许多研究者已对独柱墩箱梁桥的抗倾覆技术做过研究,汪磊[２]等通过对独柱墩连续箱梁桥超载情况下的横向抗倾覆加固进行研究,提出采用钢盖梁加固方案是抗横向倾覆倒塌的有效措施,但该技术的不足是技术要求高㊁费用高且对原墩柱有一定损伤.魏剑峰[３]通过对不同独柱墩连续箱梁桥横向抗倾覆加固方案进行对比研究,提出增设支撑柱加固效果最好,增加盖梁方法效果次之,端支座外移加固效果最差.罗致[４]通过建立不同荷载下的计算模型对主梁的横向抗倾覆能力进行分析,为独柱墩连续箱梁桥横向抗倾覆计算提供了参考.本文结合实例以独柱墩连续箱梁桥为背景,对横向抗倾覆加固施工技术进行研究.为使独柱墩桥梁达到横向抗倾覆的目的,采用增加钢盖梁㊁增加端横隔梁抗拔销等方式将独柱墩单点受力变为多支承多点受力,通过加强构件连接的方式改变受力状态,经不断的试验和实践,形成了独柱墩连续箱梁桥横向抗倾覆加固施工技术,旨在为同类项目的实施提供参考与借鉴.１㊀横向倾覆技术分析１．１㊀桥梁独柱墩抗倾覆验算依据广东省交通运输厅关于印发广东省公路独柱墩桥梁设计与整治工程指导意见的通知(粤交基[２０１５]１０４９号)及其附件«广东省公路独柱墩桥梁设计与整治工程指导意见».１．２㊀独柱抗倾覆验算规定及条款(１)桥梁结构在持久状况下,将不会改变结构体系,其横桥向抗倾覆性能验算规定如下:支座在荷载作用下应处于受压状态.连续聚桥在标准值组合下,其箱梁作用效应需要满足以下要求.ðS b k,iðS s k,iȡk q f(１)ðS b k,i＝ðR G k,i l i(２)ðS s k,i＝ðR Q k,i l i(３)式中:k q f为抗倾覆稳定性系数,取２ ５;当独柱墩桥梁处于发生超载路段,k q f应适当提高;ðS k b,i为使上部结构稳定的效应设计值;ðS s k,i为使上部结构失稳的效应设计值;l i为第i个桥墩处失效支座与有效支座的中心间距,在倾覆失稳极限状态各桥墩仅存在１个有效支座,如图１所示.图１㊀倾覆失稳极限状态的有效支座示意R G k i为第i个桥域处失效支座的永久作用支反カ,按全部支座有效的支承体系计算;R Q k i为第i个桥墩处失效支座的可变作用支反力,按全部支座有效的支承体系计算,汽车荷載效应(考虑冲击作用)按各失效支座对应的最不利布置形式取值.(２)在作用基本组合下,汽车荷载效应分项系数为３．４时,独柱中墩支座转角应小于０．０２r a d.(３)其他说明:上述验算汽车荷载考虑冲击系数.在基本组合和汽车荷载效应分项系数为３．４时,活载及横向分布系数均按照«公路工程技术标准»(J T GB０１ ２０１４)取值.２㊀独柱墩加固施工技术措施为了解决独柱墩加固施工中钢盖梁安装及抗拔销安装等过程中存在的施工方法欠佳㊁施工造价高㊁施工工期长等问题,经研究与实践,设计了独柱墩连续箱梁桥横向抗倾覆加固施工工艺,能有效地提高独柱墩加固的施工质量与施工效率.本措施按照施工关键节点分为两部分.抗拔销施工和钢盖梁施工,具体如下.２．１㊀抗拔销施工工艺流程抗拔销施工工艺流程见图２.２．２㊀抗拔销施工控制重点通过对本工艺的实践与分析,特别明确应用本工艺的施工重点与难点,具体如下.(１)桥体及梁体的表面处理.事先对桥台梁体图２㊀抗拔销施工工艺流程是否有破损部位,如有破损则根据设计进行处理.如无破损依据设计图的要求凿除挡块并清理,测量定位出墩柱及梁体上需处理的表面区域.用角磨机打磨去除表面疏松混凝土㊁浮浆,打磨平整.用压缩空气吹净粉尘,并用工业丙酮清除表面油污.表面处理验收合格后进入下一道工序.(２)植筋.植筋工作设计以下步骤:测量放样Ｇ钻孔Ｇ清理钻孔Ｇ植筋注胶Ｇ锚栓安装Ｇ拉拔试验.根据设计图纸要求在桥台及梁体对应位置放样出锚栓孔钻孔位置㊁锚孔间距,钻孔位置须避开钢筋或钢绞线.成孔后用空压机配合毛刷清孔,用硬毛刷刷３遍,吹３遍,确保孔壁无尘干燥,对锚孔孔深进行测量确保合格.锚孔合格后注胶植筋,２４h 后进行拉拔试验.(３)抗拨销拉杆安装.抗拨销拉杆安装有以下步骤:底座钢板吊装Ｇ灌注粘钢胶Ｇ拉杆安装.根据底座钢板粘贴位的植筋情况在底座钢板上放样钻孔,钻孔直径比锚栓直径略大２m m 左右,以便于安装.安装时在对应吊装位置的正上方设置１个３t 的手拉葫芦作为底座钢板吊装的提升工具,待钢板安装就位在拧紧螺栓前,事先在底座钢板的垫上一定数量３m m 的金属垫片,以保留一定的空间灌注粘钢胶.灌注粘钢胶前须清除钢板和混凝土间隙内的粉尘,确保混凝土面的干燥㊁无尘,之后对钢板进行封边,封边胶完全固化后采用进口品牌A 级胶,施工配合比为A 胶ʒB 胶＝２ʒ１进行压力注浆,之后用环氧胶泥封口,保证钢板粘贴牢固,最后完成拉杆安装.２．３㊀钢盖梁施工工艺流程如图３所示.图３㊀钢盖梁施工工艺流程２．４㊀钢梁施工控制重点钢梁的施工质量对整个独柱墩加固起到至关重要的作用,本工艺经过多次实践,明确了独柱墩抗倾覆加固方法的质量控制重点,具体如下.(１)基层处理.事先检查桥台梁体是否有破损部位,如有破损按设计要求进行处理.如无破损用砂轮机打磨表面松散混凝土,表面平整,并用钢丝刷刷毛,后用压缩空气吹净表面粉尘.支座调平钢板对应的梁板底进行凿毛,先凿除粘钢区域表面的浮浆,使坚硬的混凝土骨料外露,并形成平整的粗糙面,表面不平整处应用尖凿轻凿整平,表面粗糙凹凸差不小于６m m .再用钢丝轮清除表面浮浆,剔除表面疏松物,最后用压缩空气吹净表面粉尘.(２)锚栓钻孔施工.锚栓对原梁板底进行测量放样,确定安装支座的位置,植入调平块钢板锚栓.锚栓采用８０级特殊倒锥型不锈钢锚栓,根据施工放样及探明的主筋位置对原墩柱进行钻孔施工,首次钻孔为５c m ,同时在模板上画出相对应的钻孔位置,返回钢构厂对钢套筒进行开孔作业.(３)钢盖梁安装.钢盖梁加工完成并经验收合格后,方可进行安装.安装前根据设计图纸及现场实际情况布置吊点,２个钢盖梁半结构吊装完成后,安装８．８级M ２０拼接螺杆,将钢构件对接处进行现场焊接.为顺利安装钢盖梁,注胶及植筋分两次进行,首先对２个套筒中间３列的锚栓孔进行注胶植筋,次序由上至下依次进行.在植筋胶固化之前,避免扰动锚栓,同时为减小对原结构截面的削弱,锚栓安装不能在全部钻孔完成后再进行,应分批进行钻孔植筋,一批植筋固化完成后才能进行下一批的钻孔.植筋胶固化后灌注粘钢胶,最后完成钢梁安装.３㊀实例分析以佛开高速公路独柱墩连续箱梁桥横向抗倾覆加固项目为例,该项目项目于２０１７年１月施工完毕,主要内容有:佛开高速公路沿线的汾江大桥㊁南庄互通立交匝道桥㊁吉利互通立交匝道桥㊁陈山互通立交匝道桥等独柱个墩桥梁增设钢盖梁１３个,抗拔销２６个.本项目采用该施工工法,通过应用效果观测与检测评价,总结了独柱墩连续箱梁桥横向抗倾覆加固施工工法的优势,为进一步推广应用积累了经验.以下对该施工工法在项目中的关键应用点作简要说明.３．１㊀抗拔销的应用点事先检查桥台梁体是否有破损部位,如有破损应先进行处理.如无破损依据设计要求凿除挡块并清理,测量定位出墩柱及梁体上需处理的表面区域.用角磨机打磨去除表面疏松混凝土㊁浮浆,打磨平整.用压缩空气吹净粉尘,并用工业丙酮清除表面油污.表面处理完成后用钢筋探测仪初步探明设计钻孔位置是否有钢筋或钢铰线,再用６m m小钻头冲击钻进行探孔,如果没有钢筋或钢铰线,则在设计位置上钻孔;如果有钢筋或钢绞线则可适当偏离设计位置钻孔,当钻孔偏离２~３c m时,现场监理可以确定施工位置,当大于３c m时,及时通知设计单位确定施工位置.采用Φ２０m m的钻头,钻孔深度为２０~３０c m,成孔直径为２４m m.对钻孔过程产生的废孔,先将其孔内清理干净,然后用环氧修补胶将其填补密封,验收合格后进行植筋,如图４所示.根据现场每一处底座钢板粘贴位置的植筋位置情况,在底座钢板上放样钻孔,设置一个３t的手拉葫芦作为底座钢板吊装的提升工具,钢板安装后吊装抗拔销如图５所示.３．２㊀钢盖梁的应用点钢盖梁吊装根据设计图纸及现场实际情况布置吊点.钢盖梁的起吊点布置:A吊点采用１块长１４０c m,宽１０c m,厚１８m m的钢板焊接在钢盖梁N３钢板上,B吊点采用厚１８m m的钢板焊接在钢盖梁N１㊁N１０及N３钢板上.旧桥梁体上的吊点布置:在梁体上采用植入螺杆设置吊点,吊点布置为横图４㊀抗拔销植筋图５㊀抗拔销吊装桥向４排,纵桥向２排共８个吊点,纵向吊点位置在离N２钢板２０c m处布置.吊点的受力分析:最重的１节钢盖梁为２ ０２t,按４个吊点同时受力计算,每个吊点受力为０ ５t,１个吊点植有２根M１６的螺栓,１个吊点的承受能力等于２ˑ２０１ˑ２３５＝９４ ５k N,大于实际受力的１９倍.如图６㊁７所示.图６㊀钢盖梁吊点示意图３．３㊀支座垫石与支座安装为了保证支座的安装效果,由现场量取支座与垫石的空间,根据设计要求垫板厚度大于５c m时采用２c m厚空心钢垫板,垫板厚度不大于５c m时直接采用２c m钢板和厚度５~１０m m钢板垫实.该处的一边大于５c m,支座钢垫板采用加工厂完成的６０c mˑ６０c mˑ２c m厚的空心钢垫板.另一边小于５c m,采用３块６０c mˑ６０c mˑ２c m厚的钢板图７㊀钢盖梁吊装重垫在一起,全部要求四周紧贴下钢板满焊,因钢盖梁提升过程留有支座的安放空间,为保证支座与上钢板密贴,该空间高度略小于支座的厚度,故支座安装时需用胶锤缓缓将支座敲到设计位置,最后安装支座四周的角钢挡块,如图８所示.图８㊀支座与支座垫石安装后制作安装完成后进行防腐处理,如图９所示.图９㊀涂装后效果３．４㊀经济效果评价该施工技术在佛开高速公路独柱墩连续箱梁桥横向抗倾覆加固项目得到了成功应用,对比传统的增加桩柱施工,单墩增加桩柱造价约１２万元,增加钢盖梁造价约６．８万元,可节省费用５．２万元,佛开独柱墩加固项目节约费用４１．６万元.４㊀结㊀语本文重点介绍了独柱墩连续箱梁桥横向抗倾覆加固施工技术.提出了独柱墩连续箱梁桥横向抗倾覆加固施工采用合理的受力分析,在箱梁底部及钢盖梁上表面合理布置吊点,通过手拉葫芦或电动葫芦吊拉钢盖梁进行安装,以解决使用安装吊架,自行式吊机进行钢盖梁及抗拔销安装的施工质量差与施工安全系数低的问题.连续箱梁桥独柱墩横向抗倾覆加固施工技术,是一种快速㊁高效㊁安全的独柱墩桥梁加固技术.该技术能够在不扰动桥梁基础的情况下使独柱墩桥梁得到有效加固,达到横向抗倾覆的目的.该加固技术能够缩短桥梁加固的施工工期,且能够减少增设桩柱带来的环境污染,更加环保,同时该加固技术不需要中断交通,在保证收益的同时减少了施工带来的交通问题,社会效益和经济效益十分明显,在广东省已推广应用多个项目,具有很高的推广价值.参考文献:[１]㊀陈映贞,许肇峰,郭永平．独柱墩连续曲线梁桥抗倾覆稳定性分析[J]．广东公路交通,２０１４(１):１３Ｇ１６．[２]㊀汪㊀磊,陈孔令,李㊀梅,等．独柱墩连续箱梁桥超载情况下的横向抗倾覆加固研究[J]．公路交通科技(应用技术版),２０１３,９(１１):１９７Ｇ１９９．[３]㊀魏剑峰．独柱墩连续箱梁桥横向抗倾覆加固方案对比[J]．价值工程,２０１７,３６(４):１２３Ｇ１２４．[４]㊀罗㊀致．独柱墩连续箱梁桥横向抗倾覆计算要点探讨及研究[J]．广东建材,２０１７,３３(６):４２Ｇ４４．[５]㊀杨西福．某跨线桥连续箱梁施工病害的维修与加固[J]．中外公路,２０１１,３１(３):２０９Ｇ２１２．[责任编辑:杜卫华]。
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１ ３・
车辆荷载增 大 ， 其 产生 的倾覆 力矩逐 渐增 大 ， 并
覆 稳 定性 的 计 算 简 化 为 刚 体 结 构 的 转 动 体 系 进 行分析 ， 通 过 求 解 桥 梁 结 果 的抗 倾 覆 稳 定 系数 ， 判 定 桥 梁 结 构 发 生 倾 覆 可 能 性 的 大 小 Ｊ 。但 是， 抗倾覆稳 定 系数计算 法 ， 要 么 忽 略 了桥 梁 倾 覆 过 程 结 构 体 系 发 生 转 变 所 造 成 支 座 反 力 变 化 的影 响 ， 要 么结 构 的简 化 计 算 分 析 无 法 考 虑 桥
陈映贞 ，许肇峰 ，郭永平
（ 广东华路交通科技有限公 司 ， 广州 ５ １ ０ ４ ２ ０ ）
摘要： 分析独柱墩连续 曲线箱梁倾 覆失稳破坏过程 ， 综合 考虑其 临界倾 覆 时的实 际空 间受 力状况 ， 运用 计算 机
辅 助图形设计和有限元计算分析技术 ， 结合工程实例 ， 提出一种计算思路清 晰、 方便快捷 的连续 曲线 箱梁抗倾 覆 稳定性计算方法 ， 为连续曲线箱梁 的设计 、 检测计算分析提供借鉴参考 。
２ ０ １ ４年 第 １ 期
广东公 路 交通
总第 １ ３ ０期
在 外 部力 作 用 下 ， 对 倾 覆 轴 产 生 的倾 覆 矩 超 过 梁
体 自身 的抗 倾 覆 力矩 ， 而产 生 翻 转破 坏 。
（ １ ） 当桥 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 ； （ ２ ） 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 与 跨 中桥 墩 支 座 连线 ， 或跨 中桥墩 之 间的连 线 ；
而该 计 算 方 法 未 考 虑 桥 梁 空 间 曲线 和 支 座 空 间
柱 墩 连 续箱 梁 倾 覆 失 稳 破 坏 基 本 过 程 的基 础 上 ， 综 合 考 虑 连 续 曲线 箱 梁 实 际 结 构 和 Ｉ 临界 倾 覆 时 实 际空 间 受力 状 况 ， 运 用 计 算 机 辅 助 图形 设 计 和
梁结 构 抗 倾 覆 判 定 的 一 个 准 则 Ｊ ， 然而， 支 座
反 力 计算 分 析 法 并 没 有 反 映 桥 梁 结 构 发 生 失 稳
形、 占用 桥 下 空 间 小 等 特 点 ， 在 城 市 桥 梁 和 高 速
公 路互 通 立 交 匝道 桥 中得 到 广 泛 的应 用 。然 而 ，
关 键 词 ：独 柱 墩 ； 连 续曲线箱梁 ； 倾覆 中 图 分 类 号 ：Ｕ ４ ４ １ ． ５ 文 献 标 识 码 ：Ｂ
０ 引 言
独 柱墩 连 续 箱 梁 桥 由 于 具 有 简 洁 流 畅 的外
行 空 间离 散 分 析 ， 以支 座 是 否 出 现 负 反 力 作 为 桥
２ ０ １ ４年第 １期
广 东 公 路 交 通 Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ Ｄ ｏ ｎ ｇ Ｇ ｏ ｎ ｇ Ｌ ｕ Ｊ ｉ ａ ｏ Ｔ ｏ ｎ ｇ
总第 １ ３ ０期
文章 编 号 ： １ ６ ７ １— ７ ６ １ ９ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １ — ０ ０ １ ３— ０ ４
独 柱 墩 连 续 曲线 箱 梁 桥 抗 倾 覆 稳 定 性 研 究
倾覆 破 坏 的临 界 状 态 ， 不 能正 确 反 映 桥 梁 实 际 抗 倾 覆 的安 全 状 况 。
另 一 类 为 参 照 铁 路 规 范 假 定 桥 梁 横 向抗 倾
该 桥 型 由于 横 桥 向采 用 单 支 点 支 撑 ， 其 抗 倾 覆 稳 定性较弱 ， 特 别是 连续 曲线箱 梁 ， 当 横 向 多 辆 汽 车 偏 载 行驶 于 曲线 箱 梁 外 侧 时 ， 随着 桥 跨 长 度 和
梁 实 际 空 间 曲线 的影 响 Ｊ 。 为此 ， 本 生整 体失稳 倾覆 破
坏 。近 年来 ， 连 续箱 梁 桥 整 体 失 稳 倾 覆 事 故 时 有 发生 ， 这些 事 故 往 往 伴 随 着 大 量 的人 员 伤 亡 和 经 济损失 ， 并 造 成 了不 良社 会 影 响 。 针对 独 柱 墩 连续 箱 梁 存 在 的 问 题 ， 现 行 公 路 桥涵规范 ９ ． ７ ． ４条 只有 禁 止 支 座 脱 空 的 描 述 Ｊ ， 并 未对 桥 梁 的 横 向 抗 倾 覆 稳 定 性 做 出 明 确 的 规 定； 而 铁 路桥 涵 规 范 ４ ． １ ． １条 把 桥 梁 横 向抗 倾 覆 稳 定性 的计 算 简 化 为 刚 体 结 构 的 转 动 体 系 进 行 分 析 Ｊ ， 并 规 定 其 横 向抗 倾 覆 稳定 系数 为 １ ． ３ ， 然
有 限元 计 算 分 析 技 术 ， 结合工 程实例 ， 提 出 一 种
计算思路清晰、 方 便 快 捷 的连 续 曲线 箱 梁 抗 倾 覆 稳定性计算 方法 ， 为 连 续 曲线 箱 梁 的设 计 、 检 测 计 算 分 析 提供 借 鉴 参 考 。
的 布置 影 响 ， 难 以适 应 连 续 曲线 箱 梁 的计 算 。近 年来 ， 国 内对 此 问题 计 算 分 析 ， 总 结 起 来 有 以 下
两 大类 ：
一
１ 独柱墩连 续 曲线箱梁倾覆破 坏形态分 析
独柱墩连续 曲线 箱 梁桥倾 覆 多发生在 营运 阶段超载车辆作用下 ， 其破坏 的主要原 因为梁体
类 为采 用 空 间有 限元 软 件 对 桥 梁 结 构 进
基金项 目： 广东省交通厅科技项 目（ ２ ０ ０ ９— ０ １ — ０ ０ １ ） ； 广州至乐 昌高速公路建设 成套 技术研究之子题 ：