独柱曲线梁桥的抗倾覆设计与研究

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1、38桥梁结构城市道桥与防洪2015年1月第1期独柱曲线梁桥的抗倾覆设计与研究高超，朱琳，王明伟(北京市市政工程设计研究总院有限公司，北京市100082)摘要：城市立交的飞速发展，使独柱曲线梁桥形式得到广泛应用。由于设计的不足和车辆的超载问题，近年来桥梁倾覆事件频有发生。从事故原因人手，针对我国近年来发生的桥梁倾覆事故及病害，总结其规律和特点后，得出两种类型的破坏形式和导致倾覆破坏的关键因素，并指出抗倾覆设计思路的两个步骤。针对活载影响下的抗倾覆设计提出抗倾覆安全系数的定义，通过对北京市现有独柱支承梁桥

2、影响参数的统计，建立典型模型进行计算分析，得出不同临界状态下安全系数的取值。而针对内外力组合影响下的抗倾覆设计则是采用工程实例分析的方法进行阐述，经空间有限元计算分析、试验验证计算结论等一系列做法，为独柱曲线梁桥设计提供了重要案例参考。关键词：独柱曲线梁；抗倾覆设计；安全系数；空间有限元中图分类号：U441文献标志码：A文章编号：1009—7716(2015)O1—0038—007没有对其正确且充分认识前，以经验指导设计施0引言工往往会导致病害及事故的发生，造成不必要的曲线桥的出现是桥梁设计发展的必然

3、结果，损失。与直桥相比，曲线桥的建设并不经济，且在施工工本文从城市桥梁中最典型的独柱曲线梁桥人艺方面还有其特殊的要求，但就道路线形设计和手，研究其特点和原理，并针对易发生的倾覆事故城市空间利用而言，采用曲线桥所带来的效益是进行分析和计算，得出事故产生的原因及解决办不可估量的。法，以指导今后的设计工作。我国常见的曲线梁桥一般分为钢筋混凝土、1独柱曲线梁桥的特点预应力混凝土、钢混等几类结构。近年来随着城市化进程的加快，立交桥的建设促进了曲线匝道梁1．1与曲线梁桥的共同特征桥的发展，其特点是桥梁宽度窄、半径

4、较小、跨径首先，独柱曲线梁桥属于曲线梁桥的一种特分配不合理，且绝大多数受地形地物限制，下部结殊形式，它拥有一般曲线梁桥的结构属性特征，即构采用独柱墩的形式。在众多不利因素的综合影在恒载和活载的作用下，将会产生纵向弯曲、刚性响下，曲线梁桥受力状态十分复杂。扭转、畸变及横向挠曲四种变形状态。直桥仅是曲20世纪80年代，主要在大型城市，如北京、上线桥一种特例，若荷载作用在剪切中心，则结构只海、广州、深圳、沈阳等地建造了不少立交匝道曲发生弯曲，若荷载偏心作用，才会在产生弯曲变形线桥，当时计算机不发达，很多简单

5、的空间问题都的同时也产生扭转变形。而曲线桥即便没有活载必须通过实验才能解决。90年代后，计算机飞速发的作用下，单单在自重作用下就存在弯矩和扭矩，展，曲线桥专用程序不断改进提高，现在对曲线梁产生弯扭耦合作用【1I。桥的一般空间效应采用程序分析已经较为准确，其次，曲线梁在温度、收缩徐变、预应力、制动对曲线桥的研究以计算为主，实验为辅。在最初的力、离心力等作用下的变形也不可以按平面问题曲线桥建设过程中，国内外都出现过事故，1969年处理。而且扭转引起的截面翘曲和畸变一般比直瑞士、德国、美国和澳大利亚相继出现

6、弯箱梁桥施梁桥大，在大曲率、较大跨径的曲线梁桥中，主梁工事故，以及国内深圳华强立交桥A匝道、浙江上组合最大扭矩值有时可达纵向最大弯矩值的50％虞立交桥、哈尔滨阳明滩大桥等。其中部分事故是以上，这些特征点对于设计者来说都是不容忽视由于车辆超载引起的，但是不少原因是由于设计的。者对曲线梁桥结构特性缺乏深入理解导致的，在1．2独柱梁桥的特点而独柱曲线梁桥又是曲线梁桥的形式之一，它所特有的地方在于它的结构尺寸和支承形式。收稿日期：2014-09—19作者简介：高超(1982一)，男，北京人，高级工程师，从事桥

7、(1)结构尺寸梁设汁丁作。