桥梁抗倾覆加固技术研究

发表时间:2020/5/15   来源:《基层建设》2020年第3期   作者:杨舒磊
[导读] 摘要:2019年10月10日江苏省无锡市锡山区312国道上海方向K135处、锡港路上跨桥出现桥面倾覆侧翻。
        郑州工商学院工学院  河南郑州  450000
        摘要:2019年10月10日江苏省无锡市锡山区312国道上海方向K135处、锡港路上跨桥出现桥面倾覆侧翻。现场十分惨烈,桥下共有三辆小车被压,其中一辆为空车,另外两辆车上共有三人,已死亡。倾覆桥面上共有五辆汽车,其中三辆为小轿车,两辆为卡车。事故造成三人死亡,两人受伤。这是近些年多起桥梁侧翻事故以来的又一起因货车超载引起的侧翻垮塌事故。对于这一事故,归根结底就是桥梁抗倾覆力不足以抵抗倾覆力。对于桥梁侧翻事故,多是是由于超载导致的倾覆力大于抗倾覆力。由于现在绝大多数桥梁都是采用独墩柱的结构形式,这种结构由于下部结构比较轻盈美观,但是独墩柱的下部结构支撑点只集中在结构的某一部分,因此比较容易引起上部结构由于车辆荷载过大导致的整体倾覆。对于桥梁倒塌的原因我们应该要重视起来,认真分析桥梁倒塌的原因,避免再次发生类似的事故。
        关键词:抗倾覆;桥梁;加固
        引言
        随着我国日益发展的国民经济,交通运输量增的长迅速,我国的交通运输从当初的大拖拉到现在的重型大卡车,已经发生了翻天覆地的变化,而对于我们的桥梁安全方面的问题,值得我们引起重视。2019年10月10日江苏省无锡市锡山区312国道上海方向K135处、锡港路上跨桥出现桥面倾覆侧翻。造成了3人死亡,3人重伤。不仅如此,在2016年上海某高架桥就出现了桥梁倾覆事故,事故原因也是因超载货车违规行驶导致桥梁压坍。虽然桥梁没有压垮坍塌,但是导致了大面积的交通拥堵现象。因此我们应该考虑由于车辆超载作用下的桥梁稳定问题,对桥梁进行抗倾覆措施,并且对已有的桥梁进行加固措施,保障桥梁在各种荷载的作用下都能具有很好的安全性和稳定性。
        1桥梁的倾覆原理分析
        现在的桥梁结构一般都是独柱墩桥梁结构,独柱墩桥梁由于轻盈美观、占地面积小等优点,成为了公路匝道桥梁的首选之一。但是由于支撑点只集中在下部结构的某一个部分,比较容易出现倾覆现象。以下是几种导致桥梁倾覆的原因。导致桥梁倾覆的原因一般都是因为偏心荷载引起的,导致整个桥梁的梁体倾覆,桥梁的箱梁出现了变形。当桥梁的荷载达到梁体的倾覆及现在时候,如果继续增加荷载,梁体就会发生倾覆。对于这种形式的破坏,桥梁的支座部分一般不会出现大范围的损伤。但是桥梁倾覆之后,对桥梁的梁体破坏的范围就会变大。
        2桥梁的抗倾覆性
        2.1桥梁的抗倾覆性研究
        通过分析江苏无锡及类似的倾覆事故,会发现有这样一些共同的因素:都是多辆超载的汽车在桥梁上密集通行;由于桥梁的上部结构为整体式的连续的箱梁;而桥梁的下部结构部分为独柱墩,且在桥梁墩顶仅设置一个支承支座;虽然部分桥梁采用的是横向双支承,但是由于横向两支撑的间距比较小。对于桥梁的抗倾覆性和安全性的评价主要存在以下几个隐患点[1]:
        (1)对于桥梁的抗倾覆性,会在恒荷载的作用下•以及还有偏心荷载的作用下,会导致两个甚至多个支撑点会出现位置脱空的情况,这样的话会让桥梁的整体的稳定性会存在很大的隐患,桥梁比较容易出现由于荷载引起的横向失稳。
        (2)由于偏心荷载的影响,桥梁比较容易有比较大的扭矩,由于桥梁桥墩的数量不断的增加,桥梁的跨度也随之增加,而产生的扭矩也不随者不断积累而慢慢变大,当桥梁的抗扭转强度小于扭矩时,桥梁就会出现剪切扭转破化[2]。
        2.2桥梁的抗倾覆设计措施
        由于车重型货车的超载是导致桥梁倾覆的原因之一,对此,我们国家目前对货车超载问题难以通过有效手段来规避,因此我们只能通过对桥梁结构进行设计方面的优化,来保障桥梁抗倾覆方面的性能。
        我们应该先研究由于车辆超载导致桥梁倾覆这个方面。根据不同的桥梁在不同的区域的特点,先根据桥梁的设计图纸建立起建筑模型,然后根据这个模型进行分析,在建立一个适用于这个桥梁荷载模型,作为一个用于分析桥梁设计方面合理性的一个基础。


        3桥梁的加固技术研究
        3.1桥梁的加固方案研究
        目前随着我国国内多起桥梁倾覆事故的不断发生,桥梁的稳定性问题得到的建筑行业设计者的广泛关注。但是还有很多桥梁存在设计上的缺陷,因此我们必须要对这些桥梁进行加固设计对桥梁的倾覆风险,总结了以下几种有效方法和措施,总结如下[3-5]。
        第一种方法就是设置抗拉和抗压的支撑结构,由于桥梁的车辆荷载较大,支座会出现脱空的情况,为了避免桥梁倾覆事故的发生,应该避免支座出现脱空问题的发生。
        第二种方法就是把单支座结构变成双支撑结构。由于桥梁一般都是单支座体系,而这种体系会使得在倾覆轴内行驶的车辆荷载的作用面积变得非常的大,使得桥梁倾覆风险大大提升,所以用这种把单支座结构变成双支撑结构会是一种比较好的方法,可以大大提高了主梁的抗拉抗压抗扭转能力,从而避免桥梁倾覆。对于这种改造体系,需要有一定的空间来设置。
        第三种方法是将桥梁的端横梁支座间的间距增大,由于桥梁的倾覆机理,桥梁的倾覆轴都是从桥梁顿横梁给最外侧的支座连线所组成的,所以桥梁端横梁所处的支座位置是桥梁倾覆区车辆荷载所能利用的空间,如果桥梁端横梁的支座比较靠近外侧,桥面领域内的倾覆范围的车辆所布置的空间是有限的,这样桥梁的安全性则能得到很大的保障。
        3.2桥梁的加固分析
        我们在进行桥梁的加固方案设计的同时,还需要收集桥梁的施工材料,根据施工材料才判断桥梁的现状。同时根据现状以及现场的施工条件,来排除明显不合适的方案。针对一些具体的桥梁加固,可能会采取以上几种方法两种或者两种以上,对于这些加固方案所计算出的结果,如何确定最终所实施的方案,我们需要有一些原则来进行参考。
        对于在加固时结构所受力的特点以及结构的实际构造条件所带来的限制,有以下几细节个要点。
        (1)在更换桥梁拉压支座的同时,要尽量避免桥梁主梁的支撑结构体系出现变化,增强桥梁的横向抗倾覆和稳定性能,尽量对原结构的受力形式影响较小。
        (2)对桥梁边墩要设置抗拔结构装置。要避免桥梁主梁的支撑结构体系发生变化,增强桥梁的横向抗倾覆和稳定性能,尽量对原结构的受力形式影响较小。
        (3)要在桥梁中墩顶增加盖梁,将桥梁的支撑结构从单支撑改造为双支撑甚至多支撑的同时,要加强桥梁结构的抗拉抗压和抗扭转变形的能力,在进行梁体顶升,会改变原有结构的受力形式,桥梁横梁弯矩会从原来的正弯矩受力改变为负弯矩受力。因此在进行梁体顶升的同时,要不改变原有的结构受力的形式。
        (4)在桥梁中墩处增设桩柱。将单支撑改成双支撑甚至多支撑的同时,还要对结构的抗拉抗压和抗弯曲扭转能力进行加强。
        (5)拉开最外则支座间的距离。根据验算确定桥梁边墩支座处所拉开的距离,这样基本上可以确保桥梁箱梁结构不会发生由于倾覆导致的破坏。
        结论
        随着我国的经济不断发展,人们的生活水平的不断提高,需要不断地增加各种交通的基础设施来满足人们对生活和生产的需求,而桥梁的安全问题必须要得到社会的广泛关注,这些年以来发生了不少的桥梁倾覆的重大事故,对社会产生了极其恶劣的影响,所以我们要不断加强对桥梁结构抗倾覆和加固方面的研究,来确保桥梁的安全性能,保障城市能够正常的运作。
        参考文献
        [1]魏霞.析连续独柱墩桥梁抗倾覆安全评价及加固设计[B].湖北:湖北省交通规划设计院股份有限公司,2018.07.
        [2]刘亚昌.墩梁固结独柱墩桥梁抗倾覆分析及加固设计[J].交通科技,2013,(5):43-45.
        [3]徐超.连续独柱墩桥梁抗倾覆安全评价及加固设计方案研究[J]. 交通科技.2013(5):49- 51.
        [4]唐宇. 连续独柱墩桥梁抗倾覆安全评价及加固设计方案[J]. 黑龙江科技信息,2016(2):210.
        [5]陈建华, 熊志洪. 独柱墩桥梁抗倾覆稳定性分析及加固设计[J].城市道桥与防洪,2017(4):84-87.
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