独柱墩梁桥倾覆破坏机理研究_彭卫兵.pdf

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1、第23卷第5期自然灾害学报Vol．23No．52014年10月JOUＲNALOFNATUＲALDISASTEＲSOct．2014文章编号:1004－4574(2014)05－0098－09DOI:10．13577/j．jnd．2014．0513独柱墩梁桥倾覆破坏机理研究1123彭卫兵，程波，史贤豪，谢波(1．浙江工业大学建筑工程学院，浙江杭州310014;2．宁波市城建设计研究院有限公司，浙江宁波315010;3．宁波城建投资控股有限公司，浙江宁波315010)摘要:系统研究了独柱墩梁桥在超载及偏载作用下箱梁发生倾覆破坏的机理，具体包括如下内容:

2、(1)定义了箱梁发生倾覆前的两个关键状态，即一侧端支座脱空状态和倾覆稳定极限状态，并据此进一步定义了箱梁发生倾覆的3个阶段，即稳定阶段、过渡阶段和倾覆阶段;(2)以上虞春晖大桥为背景，建立了考虑接触非线性和几何非线性的ABAQUS有限元模型，确定了桥梁倒塌的两个关键状态所对应的荷载，并进一步研究了倾覆荷载与箱梁弹性模量、加载位置、桥长和支座与箱梁摩擦系数间的关系。研究结果表明:(1)有限元计算得到的倾覆极限荷载与春晖桥现场倒塌实测荷载吻合，表明春晖桥的倒塌源于箱梁首先倾覆，在倾覆过程中桥墩被推倒;(2)倾覆稳定极限状态可以作为判断桥梁是否倾覆的依

3、据，比采用一侧端支座脱空状态判断更加准确，对应的倾覆极限荷载是转动极限荷载的1．5～2倍;(3)独柱墩梁桥的转动和倾覆极限荷载与箱梁的弹性模量、加载位置和桥长有关，而与支座与箱梁间的摩擦系数无关。关键词:独柱墩;桥梁倾覆;三阶段倒塌;极限荷载+中图分类号:U441．5文献标志码:AＲesearchonmechanismofoverturningfailureofsinglecolumnpierbeambridge1123PENGWeibing，CHENGBo，SHIXianhao，XIEBo(1．SchoolofCivilEngineeringa

4、ndArchitecture，ZhejiangUniversityofTechnology，Hangzhou310014，China;2．NingboUrbanConstructionDesignInstituteCo．，Ltd，Ningbo315010，China;3．NingboUrbanConstructionInvestmentHoldingCo．Ltd，Ningbo315010，China)Abstract:Thispapermakesasystematicresearchonthemechanismofoverturningfailu

5、refortheboxgirderofsinglecolumnpierbeambridgeunderoverloadandoffsetload，thecontentsofwhichincludes:(1)Twokeystatesbeforetheoverturningofboxgirderoccurweredefined，oultimatenebeingthedisengagingstateofonesideendbearing，theotheristheultimatestateofoverturningstability．Onthisbasi

6、s，threestages，namelystablestage，transitionalstageandoverturningstagewerefurtherdefined．(2)InreferencetotheShangyuChunhuiBridge，anABAQUSfiniteelementmodelconsideringcontactnonlinearandgeometrynonlinearwasestablished，andloadcorrespondingtothetwokeystateswasdetermined．Furtherres

7、earchwasmadeontherelationshipbetweentheoverturningultimateloadandelasticmodulusoftheboxgirder，loadposition，bridgelengthandfrictioncoefficientofbearingandtheboxgirder．Ｒesultsindicatethat，theoverturningultimateloadcalculatedbyfiniteelementsimulationconformswelltothemeasuredload

8、inthecollapsesiteofChunhuiBridge，andthecollapseisoriginated收稿日期:2013