導(dǎo)語(yǔ)：匝道彎橋抗傾覆加固設(shè)計(jì)探討一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：本文以在運(yùn)營(yíng)中的某城市快速路互通匝道橋一聯(lián)為分析對(duì)象，分析其按規(guī)范規(guī)定荷載作用下，匝道橋抗傾覆性能，并根據(jù)驗(yàn)算結(jié)論提出多種加固措施，包括增設(shè)抗拔支座、增設(shè)蓋梁設(shè)多支座、獨(dú)柱墩變多柱墩、橫梁加長(zhǎng)拉大支座間距等方法，概述其如何提高匝道橋梁結(jié)構(gòu)橫向抗傾覆能力。

關(guān)鍵詞：匝道彎橋；抗傾覆；加固設(shè)計(jì)

隨著國(guó)家交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略不斷發(fā)展，我國(guó)橋梁產(chǎn)業(yè)也在飛速發(fā)展，然而近年來，出現(xiàn)許多橋梁倒塌事故，究其原因表明，多數(shù)事故發(fā)生是由于彎橋抗傾覆能力差，尤其是獨(dú)柱墩匝道橋，在汽車偏載和橋梁自身恒載共同作用下，產(chǎn)生的傾覆扭矩大于自重產(chǎn)生的維穩(wěn)效應(yīng)，因此匝道橋發(fā)生橫向側(cè)翻，即傾覆失穩(wěn)破壞。圖1南京某高架橋傾覆倒塌圖2廣東河源某匝道橋傾覆倒塌本文以省內(nèi)某快速路互通匝道彎橋一聯(lián)為研究對(duì)象，分析其抗傾覆穩(wěn)定性，并結(jié)合分析結(jié)果，提出多種工程實(shí)踐中常用的加固設(shè)計(jì)方法，概述其如何提升彎橋抗傾覆承載力。

1匝道橋抗傾覆穩(wěn)定性分析

匝道橋上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁，其中一聯(lián)跨徑布置為：3×20m，匝道橋平面曲線半徑60m，屬于小半徑彎橋，下部結(jié)構(gòu)為雙支座獨(dú)柱墩，如圖3所示。圖3匝道橋設(shè)計(jì)圖采用有限元軟件橋梁博士V4建立該匝道橋結(jié)構(gòu)分析模型，其中模型墩頂均為雙支座，聯(lián)端支座間距為3.5m，其他墩頂支座間距為3m。荷載工況采取《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2015）[1]規(guī)定的公路I級(jí)車道荷載，2021年第6期總第302期并考慮汽車橫向最不利布置，即最不利偏載布置，分析結(jié)果如表1所示，結(jié)合《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG3362-2018）[2]第4.1.8條及條文說明部分內(nèi)容可知，該匝道橋抗傾覆驗(yàn)算不滿足要求，荷載基本組合下支座反力為負(fù)值，即支座脫空，不滿足規(guī)范4.1.8條（1）條例，因此采取加固措施以提高其抗傾覆承載力。

2匝道彎橋抗傾覆加固措施

匝道彎橋的傾覆破壞是一個(gè)漸變的過程，實(shí)際表現(xiàn)為：受壓支座脫離正常工作狀態(tài)，對(duì)橋梁上部結(jié)構(gòu)失去約束作用，因此上部結(jié)構(gòu)在自重及汽車偏載的作用下，逐步產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形、橫向失穩(wěn)倒塌，伴隨出現(xiàn)支座及下部結(jié)構(gòu)損壞，典型破壞過程如下圖4所示。根據(jù)上述典型破壞過程，規(guī)范給定了2個(gè)特征狀態(tài)來描述傾覆破壞過程：在特征狀態(tài)1時(shí)，橋梁受壓支座脫空失效，在特征狀態(tài)2時(shí)，橋梁抗扭支承全部失效，即發(fā)生傾覆破壞。因此，在進(jìn)行加固設(shè)計(jì)時(shí)，可以針對(duì)以上兩個(gè)特征狀態(tài)進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。

2.1增設(shè)抗拔約束裝置

通過上述匝道橋抗傾覆驗(yàn)算結(jié)果可知，匝道橋特征狀態(tài)1驗(yàn)算存在支座脫空的情況，因此可在橫梁外側(cè)與墩頂間增設(shè)抗拔約束連接裝置[3]，如圖5所示。將墩頂與橫梁連接為整體，當(dāng)汽車偏載作用時(shí)，彎橋內(nèi)側(cè)支座產(chǎn)生脫空趨勢(shì)時(shí)，抗拔約束裝置可提供拉力，即抵抗傾覆力矩，削弱箱梁的傾覆扭矩，增加其抗傾覆能力，保證其安全。

2.2獨(dú)柱墩增設(shè)蓋梁

根據(jù)規(guī)范可知，傾覆破壞典型橋梁結(jié)構(gòu)形式如圖6所示，分析可知，獨(dú)柱墩墩頂僅單個(gè)支座，不能提供良好的抗扭轉(zhuǎn)約束作用，因此可在墩頂采用植筋方式增設(shè)蓋梁或者采用鋼結(jié)構(gòu)蓋梁[4]，如圖7所示。采用該方法的優(yōu)點(diǎn)：墩柱增設(shè)蓋梁，使得墩頂單支座變成雙支座，并根據(jù)計(jì)算確定合適的支座間距，保證抗傾覆驗(yàn)算同時(shí)滿足特征狀態(tài)2，確保箱梁不發(fā)生傾覆破壞。在施工前必須重新進(jìn)行全橋結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，保證改變支座布置情況下全橋驗(yàn)算仍然滿足規(guī)范要求，同時(shí)，植筋鉆孔過程應(yīng)避免損傷原橋墩結(jié)構(gòu)受力鋼筋，獨(dú)柱墩墩頂增設(shè)蓋梁應(yīng)選擇高強(qiáng)度、高密度鋼筋，按設(shè)計(jì)要求綁扎焊接并確保新舊支座受力的一致性。

2.3調(diào)整支座間距

對(duì)于獨(dú)柱花瓶墩，墩頂設(shè)雙支座，但是由于上部結(jié)構(gòu)箱梁底板寬度較小，支座間距較小導(dǎo)致計(jì)算穩(wěn)定效應(yīng)小于失穩(wěn)效應(yīng)的情況，可采用調(diào)整支座間距的方法來提高其抗傾覆承載力[5]。本文所述的工程實(shí)例即為該種情況，通過第一節(jié)驗(yàn)算結(jié)果可知，其抗傾覆性能較差，調(diào)整支座間距后，重新驗(yàn)算抗傾覆穩(wěn)定性結(jié)果如表2和3所示。由上表可知，拉大支座間距可以很好地提高匝道橋抗傾覆穩(wěn)定性。對(duì)于本文介紹的實(shí)際工程，采用拉大支座間距方法，由于上部結(jié)構(gòu)箱梁底板寬度較小，需要對(duì)橫梁采取植筋的方式進(jìn)行加長(zhǎng)，下部獨(dú)柱花瓶墩墩頂增設(shè)蓋梁[6]即結(jié)合多種方式進(jìn)行加固設(shè)計(jì)，如下圖8所示。

3結(jié)語(yǔ)

本文以某工程實(shí)例，按照規(guī)范進(jìn)行抗傾覆驗(yàn)算，介紹傾覆失穩(wěn)機(jī)理及對(duì)應(yīng)特征狀態(tài)，并從特征狀態(tài)入手分析，對(duì)工程實(shí)踐中所采用的不同加固設(shè)計(jì)方法進(jìn)行分析介紹，并結(jié)合實(shí)例抗傾覆驗(yàn)算結(jié)論，對(duì)該匝道橋采用多種加固方法組合的方式進(jìn)行加固設(shè)計(jì)，并對(duì)加固后匝道橋重新驗(yàn)算，結(jié)論滿足規(guī)范要求，表明本文所述加固方法具有可靠性，對(duì)其他類似工程具有借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]JTGD60-2015,公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范[S].北京:人民交通出版.2015.

[2]JTG3362-2018,公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:人民交通出版.2018.

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[5]張晴.某獨(dú)柱墩連續(xù)箱梁橋的抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算[J].交通世界,2020(8):128-130.

[6]顧克明,蘇清洪,趙嘉行.公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:人民交通出版社.1997．

作者：孔祥龍 王登城 單位：安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司