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自2009年以来，国内外产生多起独柱墩桥梁倾覆事端，它们都有一个一起的特征：脆性损坏，损坏前没有征兆，构成人员伤亡和较大的社会影响。

下面咱们收拾一些独柱墩桥梁的损坏方式、加固办法及新桥规的抗倾覆验算常识，以便为我们学习和沟通供给一些思路。

独柱墩桥梁损坏方式

跟着独柱墩桥梁的很多使用，一些杰出问题逐渐闪现：独柱墩桥梁产生全体侧向倾覆；关于双悬臂T型桥墩，配筋缺乏导致悬臂根部盖梁损坏；在横向地震等效果下桥墩被弯剪损坏，整个桥梁坍毁等。在这些方式的损坏中，结构往往无显着征兆，损害极大，构成巨大的经济损失和不良的社会影响。

尽管独柱墩桥梁的上下部结构受力功能能够满意桥梁规划标准要求，可是因为其桥墩横向支承系统为单支点支承，在偏载效果下，结构的横向抗倾覆十分不安稳，导致桥梁全体抗倾覆安稳性的安全储藏缺乏，在超载车辆偏载经过期，存在桥梁全体侧翻和墩柱被损坏的安全隐患。

独柱墩支承桥梁首要存在以下三方面的安全隐患：

1、独柱墩桥梁在超载车辆偏疼效果及恒载偏疼效果下，桥台（或衔接墩）双支点方位或许存在支座脱空现象、桥墩单支点方位不能为上部梁体供给横向束缚，导致上部梁体变形过大，然后构成机动系统，构成桥梁上部结构忽然全体侧翻、倾覆。该类型的损坏方式归于无征兆的脆性损坏，事前无显着征兆，会产生桥塌、车毁人亡的严重事端。

2、某些桥梁衔接墩选用独柱墩+盖梁的结构方式，在超载车辆效果于衔接墩方位时，盖梁的弯矩和剪力以及独柱墩的弯矩到达最晦气荷载工况，当内力规划值远大于其截面承载力时，衔接墩的盖梁或独柱墩会呈现承载才能极限状况损坏，然后使上部梁体损失鸿沟支承条件，构成机动系统而产生梁体全体侧翻倾覆的事端。

3、独柱墩自身归于偏疼受压构件，假如桥墩高度过大或许桥墩墩身回旋半径过小，在超载车辆偏疼效果下，经过结构核算剖析可知，支座会呈现较大的横桥向水平力，或许呈现墩柱根部截面弯矩值大于其承载力的晦气工况，然后构成桥梁墩柱根部截面的弯剪损坏。

加固改造计划

抗倾覆功能加固首要是对独柱墩桥梁下部结构进行改造加固，添加横桥向支撑点的数量，以到达进步独柱墩桥梁全体抗倾覆安稳性的意图。

（1）独柱墩改为圆端形墙式墩

对独柱墩增大墩身截面面积，横向加宽成圆端形墙式墩，墩顶安两个板式橡胶支座。新增混凝土与原墩身混凝土接触面需做凿毛处理，在原基桩横桥向两边添加基桩，新增桩顶添加承台，并经过植筋、混凝土浇筑与原承台连成全体。圆端形墙式墩根据墩高不同采纳两种截面方式：实体墙式墩和空心墙式墩。

实体墙式墩首要适用于上部箱梁底板宽度小于6m，墩高小于7m。其是在原有独柱墩的根底上横向加宽成圆端形的墙式墩，外观上不会构成显着的加固痕迹，对地基的承载才能、沉降量、地基与根底之间的摩阻力等均有必定要求，以避免在这些外力效果下墩身有过大的水平位移、滚动或沉降。

空心墙式墩首要适用上部箱梁底板宽度小于6m，墩高大于7m，它能减轻自重，减小脆弱地基的负荷。这种桥墩在外形上与实体式墩并无大的不同，仅仅自重较同尺度的实体墙式墩轻。空心墩能够选用钢活动模板施工，节约模板支架，特别关于高墩，更显出其优越性。

（2）独柱墩改为三柱式墩

当独柱墩偶尔遭受超载车辆效果时，两边新添加的支承点能够暂时供给束缚上部梁体改变的反力，坚持上部梁体的平衡，避免梁体产生全体侧翻或倾覆。新增墩柱可根据墩身高度不同来选用钢管柱或钢筋混凝土柱。此种加固计划优先适用墩身低于7m和选用双基桩+承台+独柱墩的独柱墩桥梁。桥下净空不高时，新添加钻孔灌注桩施工十分困难，因而需求寻求新增结构自重小的加固办法。此计划新增结构自重较小，但加固处理的痕迹显着，可在墩柱施工结束后，在三柱墩身添加装饰板，外观做成圆端形墙式墩。

此技能一般做法是使用原独柱墩承台，在独柱墩两边（横桥向）各添加一根圆柱墩，新增墩柱顶端设备板式橡胶支座。原独柱墩若是单柱单桩无承台的结构，则需按下部结构承载才能验算考虑添加基桩和承台，新增承台经过植筋、混凝土浇筑与原结构连成全体。

1）钢管柱加固适用范围：墩身高度在6m以下。

长处：墩柱截面小，钢管自重轻，充分使用原结构承台，不添加新的基桩，施工速度快，适用于高速公路匝道桥和天桥的独柱墩加固。

缺陷：与原有钢筋混凝土柱不协调、加固处理的痕迹显着。

2）混凝土圆柱墩加固适用范围：墩身高度在7m以下。

长处：墩柱截面较小，充分使用原结构承台，适用于高速公路中心分隔带的独柱墩和箱梁底板较宽的状况，新增结构安稳性较钢管柱高，能适用墩柱高度5-7m的状况。

缺陷：加固处理痕迹显着。

3）独柱墩顶加扩大端。

当桥面较宽、墩身较高时，为节约墩身及根底的混凝土体积，减小结构自重，可使用挑出的悬臂或托盘来缩短墩身横向的长度。悬臂式或托盘式的扩大端部最小高度30-40cm。独柱墩顶加盖梁或花瓶墩都是归于此种计划。独柱墩顶添加扩大端的加固计划可选用钢筋混凝土扩大端或钢结构盖梁。

钢筋混凝土扩大端：使用原独柱墩身，在独柱墩顶端（横桥向）添加扩大端，新增扩大端顶面设备2个板式橡胶支座。当桥面较宽、墩身较高时也可根据墩身承载才能核算成果恰当添加原墩身截面面积。

钢箱扩大端：钢箱内侧为双半圆钢板箍，钢箍内径根据独柱墩直径选取，板厚20mm，横桥向两边各设4道加劲肋，与钢板箍焊接，顺桥向两支座底板各设置一道贯穿隔板构成格构式钢箱。

公路桥梁标准对横向倾覆安稳性的相关规定尚不完善，对立倾覆评价验算不经过的独柱墩进行加固。能够选用多种加固办法，包含：设抗拔束缚设备、中墩单支撑加盖梁改多支撑、包裹墩柱增设支座、增设墩柱、拉大支座距离和选用抗拉支座技能等。

设抗拔束缚设备

加盖梁改多支撑

包裹墩柱增设支座

拓宽学习

01

新桥规的抗倾覆验算

桥梁概略：A匝道桥2×20m钢筋混凝土现浇箱梁等宽10.5m，梁高1.4m，悬臂1.5m，单箱双室，直腹板，平面坐落R=150m左偏圆曲线上，支座距离均为5.8m。

箱梁典型横断面（尺度单位：cm）

B匝道桥3×30m预应力砼现浇箱梁变宽14.0~10.5m，梁高1.8m，悬臂长2.0m，单箱双室，直腹板，平面坐落R=2800m右偏圆曲线上，支座距离依次为8.0、7.29、5.19、4.5m。

箱梁典型横断面（尺度单位：cm）

C匝道桥4×20m钢筋混凝土现浇箱梁等宽9.0m，梁高1.4m，悬臂条2.0m，单箱单室，直腹板，平面坐落R=300m右偏圆曲线上，端横梁支座距离4.3m，中横梁支座距离3.3m。

箱梁典型横断面（尺度单位：cm）

02核算根据、参数及软件

2.1核算根据、参数及软件

1）核算根据a．交通部部颁《公路桥涵规划通用标准》(JTGD60-2015)；b．交通部部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵规划标准》(JTG3362-2018)；

2）核算参数a．C50混凝土，容重γ=26kN/m3，抗压弹性模量：3.45×104MPa，b．移动荷载：公路－I级。c．二期恒载：桥面铺装为“10cm沥青混凝土铺装+8cm钢筋混凝土铺装”，沥青混凝土容重24kN/m3，钢筋混凝土容重26kN/m3；护栏取为11kN/m×2。

3）软件结构验算选用《MidasCivilDesigner》。

2.2核算模型

A匝道桥2×20m钢筋砼现浇箱梁共划分为80个单元、81个节点。核算模型如下图。

A匝道桥核算模型

B匝道桥3×30预应力砼现浇箱梁共划分为118个单元、119个节点。核算模型如下图。

H匝道桥核算模型

C匝道桥4×20m钢筋砼现浇箱梁共划分为156个单元、157个节点。核算模型如下图。

C匝道桥核算模型

2.3核算成果

（1）A匝道桥2×20m箱梁

支座编号示意图

支座脱空及抗倾覆验算成果（一）

支座脱空及抗倾覆验算成果（二）

（2）H匝道桥第二联3x30m箱梁

支座编号示意图

（3）支座脱空及抗倾覆验算成果（一）

支座脱空及抗倾覆验算成果（二）

（4）D匝道桥第一联4x20m箱梁

支座编号示意图

支座脱空及抗倾覆验算成果（一）

支座脱空及抗倾覆验算成果（二）

定论

上述桥梁倾覆验算成果进行汇总见下表。

桥梁倾覆验算成果汇总表

核算成果表明：

（1）A匝道桥2×20m箱梁最晦气荷载工况下，全桥支座最小反力为797kN＞300kN；最小支座反力与恒载反力比值为0.83＞1/3；横桥向抗倾覆安稳系数最小为18.9＞5，均满意新标准及院控要求。

（2）B匝道桥3×30m箱梁最晦气荷载工况下，全桥支座最小反力为1331kN＞300kN；最小支座反力与恒载反力比值为0.82＞1/3；横桥向抗倾覆安稳系数最小为12.5＞5，均满意新标准及院控要求。

（3）C匝道桥4×20m箱梁最晦气荷载工况下，全桥支座最小反力为639kN＞300kN；最小支座反力与恒载反力比值为0.78＞1/3；横桥向抗倾覆安稳系数最小为19.4＞5，均满意新标准及院控要求。

本文内容归纳收拾自：我国公路学报、络信息等