连续独柱墩桥梁抗倾覆安全评价及加固设计方案

・２２０・　工程科技　连续独柱墩桥梁抗倾覆安全评价及加固设计方案　周骁　（辽宁省交通建设管理有限责任公司，辽宁沈阳１　１０００５）　摘要：在当代的城市交通的发展中，连续独柱墩桥梁在实际的应用中使用的范围非常的广泛，同时连续独柱墩桥梁也表现出很多　突出的优点，例如具有很高的美观性、占地面积相比较下比较少等。然而，连续独柱墩桥梁在结构方面的横向稳定性部分具有很明显的短　处，在连续独柱墩桥梁的设计上也没有合理、完善的规范和标准，因此在安全方面存在一定的问题。主要分析和研究了连续独柱墩桥梁存　在的问题，对其抗倾覆方面的安全进行评价和总结，提出更加合理和适用的加固设计的方案。　关键词：连续独柱墩桥梁抗倾覆；安全评价；加固设计　在当代的桥梁设计和施工过程中，我国国内很多立交桥、高架　构验算中呈现出的数值很低，因此在结构自身承载的安全系数也比　桥大多使用连续独柱墩桥梁的结构。在现在的连续独柱墩桥梁的设　较低，存在很大的安全隐患。在该桥梁结构使用期间，我们需要保证　计阶段，设计师在桥梁的抗弯和抗剪的能力上投入更多的重视，同　避免安全隐患的出现，因此应该将本文中研究的桥梁结构的三个独　时这种结构也会具有很多优点：地面占用面积较少、柱墩结构布局　柱墩的横向方向增加两侧的竖向支撑点，以此将整个结构加固。　更加完善、桥梁外观更优美、视野更加开阔等。然而，在实际的使用　上述连续独柱墩桥梁设计的加固设计的方案具有一些优点：第　的过程中，连续独柱墩桥梁结构却出现了多次倾覆事故，主要由于　上部结构的扭矩破坏风险可以因为竖向支撑的约束而降低，同　现在很多车辆都存在超载的情况，这也导致桥梁超负荷的使用，同　时，整个桥体结构的扭矩设计值也得到降低；第二，该加固设计加强　时设计者却没有加强这部分的设计，对于这种危险性更高的桥梁倾　了独柱墩承载超载的能力，降低桥梁立柱的横向弯矩值和偏心受压　覆性方面，我国也没有相应的规定和政策。本文主要例举某连续独　破坏的风险；第三，上部结构的扭矩值降低也可以减少桥梁制作脱　柱墩桥梁，对其抗倾覆的安全方面进行计算和评价，同时讨论有效　空的风险，增强桥梁支座的稳定性。　的加固设计方案。　２．２增加设置的钢管混凝土立柱的数量的加固设计方案。在桥　１桥梁的结构验算　墩处原有的立柱的横向的两侧分别设置一根钢筋混凝土立柱，这样　１．１桥梁工程主要情况。这个例子中的独柱墩桥梁为四孔一联，　在保证了更好的横向稳定的同时还可以降低偏心受压的影响，将自　箱梁采用预应力混凝土等截面的连续箱梁结构，梁高的范围大致在　身的安全隐患消除，同时还可以增强稳定性。本次研究的桥梁本身　１．２—１．３３５米，桥梁的跨径组合采用２０米＋２５米＋２５米＋２０米。左　的桥墩的承台的尺寸比较大，因此在这个方案中增设的钢筋混凝土　右两侧的桥宽均为７．７４米，单面横坡坡度２％，左右两侧各有一部　立柱可以直接放置在原有结构的承台的上面，然后再采用植筋的施　分在桥体的缓和段。在桥的下部结构中左右两侧的１号、２号、３号　工方法将钢筋混凝土立柱和原来的承台相连接。　的桥墩使用的是独柱墩结构，同时为了提高桥梁的横向稳定性，在　采用螺旋钢管的钢管立柱类型来进行施工，同时还要保证直径　２号桥墩的结构上采用墩梁固结的方式。在桥台结构上采用肋板　采用的是７１１毫米的钢管，壁厚达到１３毫米。为了保证桥梁原有承　式，还有墩台都采用钻孔灌注桩基础。　台和钢管立柱的连接性，在桥梁结构增设的钢管内部增设植筋，在　１．２计算时所运用的模型。在本文中主要计算时运用桥梁结构　钢筋混凝土立柱的上端设置盆式橡胶支座。在考虑到桥梁的下部结　计算专用的常用软件，进行建模计算。首先，将整个案例的结构进行　构的整体性，在桥墩立柱的高度达到将近１０米的结构中设置横向　单元划分，先进行其中的某具有代表性的梁单元模型的建模，这样　的Ｈ型钢加工而成的联系梁，同时在原有和新加的立柱上设置钢　更加有利于该桥梁结构的空间分析。然后，再进行计算和相关的桥　箍，以保证两者之间很好的连接效果。　梁空间分析，在计算时采用统一的标准来进行计算和验算，车辆的　２．３加设预应力盖梁的加固设计方案。这是一个根据具体的情　荷载标准使用单车道最不利的偏载进行加载计算，同时根据现在执　况，提出的另外的加固设计方案。在结合了原有独柱墩直径１３０厘　行的公路一级荷载标准来验算。　米之后，在该方案设计时将会在立柱的上端加一个高度也是１３０厘　１．３计算时所发现的情况。在连续独柱墩结构的桥梁的设计和　米的盖梁，它的厚度将会达到１６０厘米。在施工时要使用后张预应　施工过程中，主要存在三种不同方面的安全问题。第一，主要是在承　力的技术，让工程中新设的盖梁与原有的结构更加的切合，同时运　载了偏心荷载之后，桥梁的梁体将会承载更多的扭矩，同时，跨径、　用的是直径为３２毫米的高强精扎螺纹钢筋。预应力的筋孔的管道　独柱墩数量、扭矩产生的作用之间都是成正比的。在这种情况下，对　在原来具有的柱墩之内采用定向取芯的实施方法，在新加设的盖梁　于梁体的抗扭能力的要求就会提高，如果没有达到标准，桥梁就会　的承受主筋需要运用的是植筋的方法与原来的结构相连接。　容易产生影响很大的剪扭作用。第二，作为偏心受压构件的独柱墩　３结论　极有可能在墩身过于细高时产生更大的偏心荷载，使立柱由于偏心　连续独柱墩桥梁在我国现在应用的非常广泛，同时也在实际应　受压而被破坏。第三，独柱墩桥梁的多支撑点的位置由于偏心荷载　用中展示出了很多的优势，但是在现实生活中的一些实际的连续独　的作用极有可能会产生脱空的情况，这样会产生整体倾覆的可能。　柱墩桥梁的项目中却出现了很多具有倾覆隐患的桥梁结构。这些安　在以上情况下，本文主要进行ｊ方面的计算分析：第一，持续很久的　全隐患需要人们更加重视，同时提出相应的国内适合的相关规范和　久情况下桥梁抗扭承载能力计算，计算结果显示出桥梁结构的上部　标准，对连续独柱墩桥梁的设计进行统一标准的限定。另外，在通过　结构抗扭承载能力满足相应的要求和规定，同时该结构具有较高的　对案例桥梁的验算和安全评价之后提出两种加固设计方案，希望可　抗扭能力，因此，最薄弱的抗扭受力的结构的位置在固结墩。第二，　以更好地提高桥梁的稳定性、减少安全隐患的产生。在今后连续独　在支座脱空现象出现时计算上部结构的抗倾覆性能。在活载加载的　柱墩桥梁设计的过程中，设计师们需要更加重视抗倾覆方面的设　作用下，计算得出这种桥梁结构的支座容易脱空，存在很大的倾覆　计，保证整体结构的安全性和稳定性，真正的提高城市交通的质量。　的危险。第三，计算独柱墩的偏心受压承载能力，同时进行验算。经　参考文献　过计算和验算可以得出结论：连续独柱墩桥梁在超载的作用下，横　［１］钟豪．独柱墩连续箱梁桥抗倾覆稳定性验算分析『Ｊ］．价值工程，　向失稳造成主要的破坏的情况，同时桥梁的底座容易产生脱空现　２０１３（９）：７２—７３．　象，桥梁的桥墩过于细、高也会促使桥梁造成倾覆或者偏心受压的　【２】张志明，郑凯锋．铁路连续铜桁梁柔性拱桥减隔震方案比较研究　风险。　［Ａ］．第八届全国随机振动理论与应用学术会议暨第一届全国随机动　一，２连续独柱墩桥梁的加固设计方案　力学学术会议论文集『ｃ１．成都：西南交通大学，２０１２，１１：６０４—６０７．　２．１验算情况简述。独柱墩偏心承载压力的能力在该桥梁的结