混凝土盖梁在独柱墩连续箱梁桥中的应用.pdf
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1、期五第年O材建海程do1:10.3969/1177.2023.05.0121177(2023)05-62-65中图分类号:TU745文献标志码:A文章编号:10 0 6-料材P62息信闻新沿前技科混凝土盖梁在独柱墩连续箱梁桥中的应用邬明亮,余沛(信阳学院土木工程学院,河南信阳46 40 0 0)摘要:在严重的超偏载作用下,独柱墩连续箱梁桥易发生横向倾覆,丧失承载能力,并发生安全事故。为解决桥梁工程独柱墩连续箱梁桥倾覆问题,提升独柱墩桥梁的横向抗倾覆能力,对独柱墩桥梁横向倾覆的原因及加固方法进行分析,通过具体工程实例对横向倾覆的过程及倾覆破坏的形式进行说明,提出了相应的横向抗倾覆加固方案;阐述了
2、混凝土盖梁在实际工程应用中的各项材料性能及施工工艺,分析结果可为类似桥梁基础工程施工和设计提供参考。关键词:独柱墩;横向抗倾覆;加固;混凝土盖梁Application of Concrete Cap Beam in Continuous Box Girder Bridge with Single-Column PierWUMingliang,YU Pei(College of Civil Engineering,Xinyang University,Xinyang 46400,China)Abstract:Under the action of serious over-biased load
3、,the single-column pier continuous box girder bridge isprone to transverse overturning,loss of bearing capacity,and safety accidents.In order to solve the overturningproblem of the single-column pier continuous box girder bridgeeinbridgeeengineering,thetransverseanti-overturning ability of the singl
4、e-column pier bridge is improved.The causes and reinforcement methods oftransverse overturning of single-column pier bridges are analyzed.The process of transverse overturning and theform of overturning failure are explained through specific engineering examples,and the corresponding transverseanti-
5、overturning reinforcement scheme is proposed.The material properties and construction technology of concretecap beam in practical engineering application are expounded.The analysis results can provide reference for theconstruction and design of similar bridge foundation engineering.Keywords:single-c
6、olumn pier;transverse anti-overturning;reinforcement;concrete cap beam0引言独柱墩桥梁被广泛应用,其占地小、节省空间且结构截面美观,因而深受大家喜爱。但这种类型的桥梁很容易在超载及偏载作用下出现倾覆现象,因此对独柱墩桥梁的抗倾覆分析及加固处理十分必要。赵雅叫通过数值模拟发现独柱墩桥梁在偏载作用下的抗倾覆性验算不满足设计要求,提出对独柱墩两侧加支撑的加固设计方案;孔令元2 通过有限元分析软件ABAQUS对钢盖梁进行受力分析,提出钢盖梁施工工艺的改进措施;谢文洁3 对独柱墩桥梁施工技术进行分析,得出采用盖梁重叠及加强支撑柱的方式
7、来加固独柱墩桥梁;宋廷龙4提出采用补充收缩水泥混凝土和添加抗裂纤维原材料的方式来降低构件开裂概率等独柱墩桥梁加固施工技术;李爱军5通过独柱墩桥梁倾覆事故分析了其抗倾覆原理及破坏模式,提出了桥梁与独柱墩桥梁的加固方法;郭建强等依托工程项目,开展期五第年材建海程料材P63息信闻新沿前技科预制盖梁独柱墩足尺模型偏载试验,提出判断独柱墩偏载破坏的方法;王君杰等 7-8 对独柱墩-固定式防船撞装置波浪荷载和独柱墩-自浮式防船撞装置波浪荷载进行研究,得出防船撞装置的惯性力系数,并分析了结构的受力特点;聂载东等9 对吊车上桥施救重型事故车辆时独柱墩匝道桥倾覆风险进行分析,并提出相应处理方案;何鑫等110 结
8、合具体工程,采用有限元设计软件对独柱墩抗震性能进行分析,得出独柱墩+盖梁的桥梁能满足抗震性能的要求综上所述,独柱墩桥梁在严重的超载及偏载作用下会发生横向倾覆现象,造成很多安全问题,因此对独柱墩桥梁进行加固处理迫在眉睫。然而,针对采用混凝土盖梁加固独柱墩桥梁的研究较少。为研究混凝土盖梁对独柱墩桥梁的加固效果,本文通过理论分析与实际工程相结合的方法进行说明,得出基于本工程的最佳加固施工方案。1横向倾覆原因分析1.1横向倾覆的过程独柱墩桥梁的稳定性主要依靠梁两端的两点或多点支撑的反力矩维持,但车辆超载以及偏载的作用会导致桥梁发生横向倾覆。桥梁的倾覆过程主要分为以下3 个阶段,如图1所示中心扭转轴中心
9、扭转轴中心扭转轴重力重力重力NNN(a)初始稳定阶段(b)极限平衡阶段(c)平衡失稳阶段图1独柱墩桥梁失稳过程(Fig.1Instability process of single-column pier bridge)(1)初始稳定阶段:车辆在允许荷载作用下的行驶过程中,车辆荷载与梁体自重形成一对相互平衡的扭矩,其中心扭转轴距桥梁自身重心位置有较小偏离,所有支座均受到压力作用。(2)极限平衡阶段:当多辆超载车辆均行驶在桥面一侧时,在桥梁上就会出现严重的超载及偏载现象,导致远离车辆一侧的支座反力逐渐减小,直至支座与桥面脱空。其桥梁的原有平衡体系发生改变,出现了新的支承平衡体系,中心扭转轴距桥梁
10、自身重心位置有较大偏离,中心扭转轴位置基本靠近车辆位置处的支座附近,脱空支座没有压力作用。(3)平衡失稳阶段:若车辆超载、偏载的程度持续加大,其中心扭转轴位置就会转移到靠近车辆的支座处,致使桥梁自重无法与所受车辆荷载形成扭矩平衡,使整个梁体发生转动,发生横向倾覆1.2倾覆破坏的形式根据独柱墩发生横向倾覆的特点,可将其破坏形式分为3 种:横向平衡失稳、支撑体系破坏和墩柱破坏。(1)横向平衡失稳在工程中,出现横向平衡失稳的桥梁比较少,大多出现在跨数较少、支座间距较小的宽桥面轻质桥梁。因为这类桥梁的自重较轻,对于抵抗外部荷载形成的扭矩能力较弱,所以易出现桥面的横向倾覆现象(2)支承体系破坏桥梁在严重
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