公路與城市道路橋梁抗傾覆設(shè)計(jì)及施工策略分析

劉定西

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的全面推進(jìn)，道路建設(shè)的數(shù)量在逐年增加，在此過程中橋梁的建設(shè)也在增多。在其運(yùn)營過程中傾覆事故的發(fā)生頻率漸高，為我國的道路交通安全、人民生命財(cái)產(chǎn)安全帶來了危害。施工過程中在保證施工建設(shè)質(zhì)量之外，還要對設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)以提高橋梁的抗傾覆能力。本文對公路與城市道路橋梁抗傾覆設(shè)計(jì)及施工進(jìn)行了分析探討，并提出了幾條優(yōu)化意見，期望為我國的道路安全建設(shè)提供幫助。

關(guān)鍵詞：橋梁;抗傾覆;設(shè)計(jì)及施工;策略

引言

經(jīng)濟(jì)水平的提高使人們對生活中的各項(xiàng)要求也逐漸發(fā)生了變化，反應(yīng)在道路建設(shè)上表現(xiàn)為人們要求其建設(shè)的質(zhì)量越來越高。在這其中橋梁的抗傾覆能力是一項(xiàng)重要方面，其設(shè)計(jì)的合理與否對橋梁的安全運(yùn)行有著直接影響。為了能夠延長橋梁的使用壽命，需要在抗傾覆設(shè)計(jì)上進(jìn)行更進(jìn)一步的提高。

一、抗傾覆性分析

公路橋梁的傾覆是一個連續(xù)發(fā)生的過程，從受力平衡到因?yàn)槭芰Σ痪鶎?dǎo)致支撐脫空，再到脫空嚴(yán)重、不平衡加劇傾覆。在此過程中其支撐系統(tǒng)是不斷變化的，即使在彈性范圍內(nèi)橋梁的受力與位移之間的相互作用關(guān)系呈現(xiàn)出來的也是一種非線性狀態(tài)。鑒于此在進(jìn)行載荷分布的施工時需要對其進(jìn)行充分考慮。這是由于在不同的結(jié)構(gòu)體系之下形成的影響線是不同的，而結(jié)構(gòu)體系會隨著橋梁支座的脫空發(fā)生變化。當(dāng)傾覆邊界體系出現(xiàn)變化時采用影響線加載計(jì)算總貨載效應(yīng)通常是無法實(shí)現(xiàn)的，一般選用受凍布載來滿足布載條件，以單向受壓支撐條件為依據(jù)進(jìn)行合理運(yùn)算。在調(diào)研時發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行橋梁抗傾覆的實(shí)際分析時，采用實(shí)際發(fā)生的車輛載荷跟現(xiàn)場情況更加吻合。

（一）直橋

經(jīng)過案例分析總結(jié)，直橋在傾覆發(fā)生時的變形是由橋梁垂直位移及整個橋梁轉(zhuǎn)動兩者疊加形成的，當(dāng)支座發(fā)生脫空后，必定引起橋梁的主梁產(chǎn)生垂直方向的彈性彎曲變形和整體的扭動，這種情況下整個梁體的扭角大小與橋的垂直變形是直接相關(guān)聯(lián)的。當(dāng)直橋的支撐座布置是按照里外兩側(cè)對稱進(jìn)行時，橋的兩端未脫空的支撐座發(fā)生的位移小，在這種情況下邊支座點(diǎn)位置的橋梁界面中心，其垂直方向的位移是扭角與支座間距一半的乘積，脫空側(cè)支座的垂直位移是扭角與支座間距的乘積。在這種計(jì)算模式下變形、計(jì)算結(jié)果和圖形指示是無差別的。也就是說這種與受力平衡方式相同的變形模式是經(jīng)過幾何方式所協(xié)調(diào)的。

（二）彎橋

在對橋梁靠的抗傾覆調(diào)查中總結(jié)發(fā)現(xiàn)，彎橋的邊支座脫空比直橋更容易出現(xiàn)，但是脫空后彎橋的傾覆危險性反而比直橋低。在傾覆過程中，中墩鉸接曲線獨(dú)柱支撐梁式橋的截面法線處于不同的方向，并且在變形協(xié)調(diào)方式上與直橋存在差異。在抵抗傾覆時，彎橋截面的抗扭剛度能夠使其作用得到相應(yīng)的發(fā)揮。橋梁整體傾覆破壞的出現(xiàn)是在邊支座脫空發(fā)生較長時間以后，主要作用在中墩上，其表現(xiàn)形式為支座轉(zhuǎn)角因?yàn)槌侥芰O限而遭到破壞。

二、提高抗傾覆性的設(shè)計(jì)及施工策略

（一）控制橋梁的寬度與邊支座的距離

橋梁的寬度與邊支座之間的距離對橋梁的傾覆有著重要影響，因而在設(shè)計(jì)過程中為了保證橋梁的抗傾覆能力，需要嚴(yán)格控制橋的寬度與在邊支座之間的距離。經(jīng)過調(diào)查研究分析得知，橋梁的寬度與支座間距比超過2.5時，橋梁的傾覆危險性增高，在直橋中表現(xiàn)尤為突出。因此在橋梁設(shè)計(jì)過程中，對箱梁的懸臂要盡可能進(jìn)行縮短，箱底寬度進(jìn)行合理的增加，科學(xué)的對支座的橫向分布進(jìn)行規(guī)劃，這些措施能夠有效提升橋梁的抗傾覆能力。除此之外，對橫梁進(jìn)行適當(dāng)?shù)难由欤ζ溥M(jìn)行合理的密度增加，也能夠使橋梁的抗傾覆能力得到提高[1] 。

（二）控制墩梁固結(jié)與邊支座的數(shù)目

在橋梁建設(shè)過程中，對橋梁實(shí)施墩梁固結(jié)是強(qiáng)化橋梁抗傾覆能力的有效措施，只要墩柱的載荷能力滿足要求，就能夠使抗傾覆得到保證。此外，在保證了墩柱設(shè)計(jì)要求后，還要對數(shù)量進(jìn)行控制，在實(shí)際應(yīng)用過程中，箱梁的支座設(shè)置多是兩個，這樣能夠有效的保證支座的不脫空使其具有更大的承受力[2] 。

（三）強(qiáng)化橋梁基礎(chǔ)的地質(zhì)勘查

在建筑工程中建筑基礎(chǔ)的優(yōu)良性對建筑有著重要作用，好的基礎(chǔ)建設(shè)能夠有效的支撐起上層建筑，保證其安全發(fā)揮性能。在對橋梁進(jìn)行建設(shè)時為了提高其抗傾覆能力提高橋梁本身的設(shè)計(jì)時一方面，另一方面也可以從加強(qiáng)基礎(chǔ)建設(shè)出發(fā)。加強(qiáng)對地基的地質(zhì)勘查，了解地質(zhì)詳情，根據(jù)實(shí)際情況規(guī)劃地基的建設(shè)，保證地基的穩(wěn)固性以增強(qiáng)橋梁的穩(wěn)定性。在進(jìn)行基礎(chǔ)施工時，保證地基底層規(guī)定范圍內(nèi)沒有流砂、溶洞以及軟泥層，對樁基礎(chǔ)建設(shè)時探洞一定要有足夠的深度，以保證對底層判斷的準(zhǔn)確性[3] 。

（四）強(qiáng)化防落梁措施實(shí)施

橋梁的防傾覆施工過程中，防落梁措施的施用能夠?qū)こ绦阅芴嵘峁椭７缆淞捍胧┑氖褂檬菫榱嗽诎l(fā)生重大事故的情況下能夠保證橋梁的正常運(yùn)行，降低事故的危害性穩(wěn)定橋梁提高其抗傾覆能力。

（五）嚴(yán)控超載情況的出現(xiàn)

在對橋的施工和運(yùn)行管理過程中，需要對橋梁的承載進(jìn)行限制。橋梁的安全使用有著一定的負(fù)荷限制，在限制范圍內(nèi)橋梁能夠進(jìn)行有效的發(fā)揮運(yùn)輸能力，一旦超出范圍會對橋梁的性能造成危害。超載車輛在橋梁上行駛，容易引發(fā)交通事故，并且對橋梁產(chǎn)生不可逆的破壞作用，使橋梁的傾覆風(fēng)險升高。為了保證橋梁的安全性能，在車輛行駛過橋時應(yīng)加強(qiáng)對其的載重檢查，防止超載車輛上橋行駛。橋梁的路面承載能力是有限的，同樣的車輛行駛超載車輛因?yàn)樽陨碇亓吭黾樱馆喬蛎娴膲毫υ黾樱瑢蛄涸斐善茐摹３酥猓旭傊幸坏┏霈F(xiàn)左右兩側(cè)載荷嚴(yán)重失衡，會導(dǎo)致傾覆的危險性升高。在控制超載車輛的同時，還要控制橋梁的總載荷，對每天通過的車輛進(jìn)行控制，防止橋梁出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)行，降低安全性能。

結(jié)束語

總結(jié)上文，隨著道路建設(shè)的增多，道路橋梁的安全對道路功能的發(fā)揮影響越來越大，其中包括橋梁的抗傾覆能力。通過實(shí)施控制橋梁寬度與邊支座的距離、控制墩梁固結(jié)與邊支座的數(shù)目、強(qiáng)化橋梁基礎(chǔ)的地質(zhì)勘查、強(qiáng)化防落梁措施實(shí)施、嚴(yán)控超載情況出現(xiàn)等措施，能夠有效降低橋梁的傾覆危險性。這些措施的應(yīng)用，能夠提高橋梁的安全性能，保障我國的道路交通安全。

參考文獻(xiàn)：

[1] 崔娜.公路與城市道路橋梁抗傾覆設(shè)計(jì)及施工策略探討[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（13）：86-86.

[2] 牛洪剛.城市公路橋梁抗傾覆驗(yàn)算與加固改造的設(shè)計(jì)方案研究[J].公路工程，2018，v.43;No.189（02）：132-136+272.

[3] 陳偉勝.城市橋梁抗傾覆設(shè)計(jì)方法與施工技術(shù)分析[J].城市道橋與防洪，2018，236（12）：16+145-147.

（作者單位：廣西華景城建筑設(shè)計(jì)有限公司）