梁橋橫向穩(wěn)定安全性評(píng)估方法及對(duì)策

1、梁橋橫向穩(wěn)定安全性評(píng)估方法及對(duì)策石雪飛同濟(jì)大學(xué)橋梁工程系2014年10月27日廣東省交通集團(tuán)技術(shù)交流梁橋橫向穩(wěn)定安全性評(píng)估方法及對(duì)策研究引言研究?jī)?nèi)容主要結(jié)論研究?jī)?nèi)容研究目的研究背景管養(yǎng)策略傾覆判據(jù)車(chē)輛荷載傾覆機(jī)理梁橋調(diào)研同濟(jì)大學(xué)梁橋工程系施工與信息技術(shù)研究室梁橋橫向穩(wěn)定安全性評(píng)估方法及對(duì)策研究引言研究?jī)?nèi)容主要結(jié)論研究?jī)?nèi)容研究目的研究背景管養(yǎng)策略傾覆判據(jù)車(chē)輛荷載傾覆機(jī)理梁橋調(diào)研同濟(jì)大學(xué)梁橋工程系施工與信息技術(shù)研究室1) 研究背景引言2007年至2015年，我國(guó)發(fā)生了多起梁橋傾覆事故，結(jié)構(gòu)橫向穩(wěn)定安全問(wèn)題日益受到關(guān)注；2007年包頭民族東路高架側(cè)傾（主線）2009年津晉高速匝道橋側(cè)傾2010年南京

2、內(nèi)環(huán)高架匝道施工中側(cè)傾2011年上虞市春暉互通立交匝道側(cè)傾2012年哈爾濱陽(yáng)明灘大橋匝道橋側(cè)傾2015年贛粵高速河源出口匝道橋側(cè)傾其它匝道橋支座脫空、梁體傾斜、梁體側(cè)移情況不勝枚舉2007年包頭民族東路高架側(cè)傾引言2009年津晉高速匝道橋側(cè)傾引言2010年南京內(nèi)環(huán)高架匝道施工中側(cè)傾引言2011年合肥五里墩立交匝道改造施工中側(cè)傾引言2011年上虞市春暉互通立交匝道側(cè)傾引言2012年哈爾濱陽(yáng)明灘大橋匝道橋側(cè)傾引言2015年贛粵高速河源出口匝道橋側(cè)傾引言其它險(xiǎn)情引言施工中一側(cè)端支座脫空運(yùn)營(yíng)中箱梁嚴(yán)重傾斜運(yùn)營(yíng)中箱梁向曲線外側(cè)移動(dòng)這些問(wèn)題在很多省份多次發(fā)生過(guò)引言需要解決的問(wèn)題為什么會(huì)支座脫空為什么彎橋會(huì)

3、側(cè)向移動(dòng)什么情況下會(huì)傾覆規(guī)范設(shè)計(jì)荷載在進(jìn)行傾覆驗(yàn)算時(shí)是否安全新橋如何設(shè)計(jì)已建橋如何治理明確梁橋傾覆原因和傾覆過(guò)程建立上海地區(qū)梁橋驗(yàn)算車(chē)輛荷載明確上海地區(qū)不利梁橋結(jié)構(gòu)形式判斷上海地區(qū)梁橋橫向穩(wěn)定安全性制定上海地區(qū)梁橋橫向安全管養(yǎng)策略2) 研究目的引言明確梁橋傾覆原因和傾覆過(guò)程建立上海地區(qū)梁橋驗(yàn)算車(chē)輛荷載明確上海地區(qū)不利梁橋結(jié)構(gòu)形式判斷上海地區(qū)梁橋橫向穩(wěn)定安全性制定上海地區(qū)梁橋橫向安全管養(yǎng)策略3) 研究?jī)?nèi)容梁橋傾覆機(jī)理研究上海地區(qū)重車(chē)特性研究上海地區(qū)高架梁橋調(diào)研橫向穩(wěn)定驗(yàn)算判別準(zhǔn)則研究在役梁橋管養(yǎng)方法研究2) 研究目的引言梁橋橫向穩(wěn)定安全性評(píng)估方法及對(duì)策研究項(xiàng)目概述研究?jī)?nèi)容主要結(jié)論研究?jī)?nèi)容研究目的

4、研究背景管養(yǎng)策略傾覆判據(jù)車(chē)輛荷載傾覆機(jī)理梁橋調(diào)研同濟(jì)大學(xué)梁橋工程系施工與信息技術(shù)研究室彎橋豎向支承布置形式 簡(jiǎn)支靜定曲梁（不能實(shí)際使用）簡(jiǎn)支超靜定曲梁全抗扭支承連續(xù)梁中間點(diǎn)鉸支承連續(xù)梁抗扭、點(diǎn)鉸交替連續(xù)梁1) 梁橋傾覆機(jī)理研究?jī)?nèi)容彎橋豎向支承布置形式 1) 梁橋傾覆機(jī)理研究?jī)?nèi)容直線橋與曲線橋在偏心荷載作用下的扭矩比較大半徑橋梁不宜設(shè)計(jì)多跨連續(xù)獨(dú)柱墩彎橋水平向約束布置形式 徑向變形：溫度、收縮切向變形：預(yù)應(yīng)力、徐變1) 梁橋傾覆機(jī)理研究?jī)?nèi)容彎橋水平向約束布置形式 1) 梁橋傾覆機(jī)理研究?jī)?nèi)容縱向與橫向約束在相同位置上海市南浦大橋浦東引橋連續(xù)彎箱梁支承布置主梁橫向受彎，線剛度低，彎矩不大彎橋水平向約

5、束布置形式 1) 梁橋傾覆機(jī)理研究?jī)?nèi)容縱向與橫向約束在不同位置深圳華強(qiáng)路立交匝道支承布置主梁橫向完全不受彎彎橋水平向約束布置形式 1) 梁橋傾覆機(jī)理研究?jī)?nèi)容各約束均正常工作時(shí)，主梁夏天向內(nèi)平移，冬天反向如果伸縮縫被垃圾堵死，則全梁相當(dāng)于平面拱深圳華強(qiáng)北路立交2000年夏突然平面?zhèn)纫频闹饕?，不是偏載！彎橋水平向約束布置形式 1) 梁橋傾覆機(jī)理研究?jī)?nèi)容曲線箱梁逐漸向曲線外側(cè)移動(dòng)的原因：彎梁有向外扭轉(zhuǎn)的變形向下容易，向上回不來(lái)彎連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力張拉后支座脫空的原因 1) 梁橋傾覆機(jī)理研究?jī)?nèi)容對(duì)稱截面、對(duì)稱布置的預(yù)應(yīng)力不產(chǎn)生初扭矩彎連續(xù)梁預(yù)應(yīng)力張拉后支座脫空的原因 1) 梁橋傾覆機(jī)理研究?jī)?nèi)容對(duì)稱截面、

6、對(duì)稱布置的預(yù)應(yīng)力不產(chǎn)生初扭矩豎向彎曲產(chǎn)生次反力產(chǎn)生次扭矩計(jì)算連續(xù)彎橋支反力時(shí)必須考慮預(yù)應(yīng)力的作用中間獨(dú)柱連續(xù)梁橋在什么情況下會(huì)側(cè)傾？ 1) 梁橋傾覆機(jī)理研究?jī)?nèi)容小位移假定下，即使是直橋，除非主梁很輕，幾乎不會(huì)側(cè)傾汽車(chē)位于支座連線外側(cè)的力矩大于恒載回復(fù)力矩時(shí)，主梁直接側(cè)翻，只有小支座間距鋼梁寬橋會(huì)出現(xiàn)哈爾濱陽(yáng)明灘橋匝道汽車(chē)荷載位置中間獨(dú)柱連續(xù)梁橋在什么情況下會(huì)側(cè)傾？ 1) 梁橋傾覆機(jī)理研究?jī)?nèi)容包頭民族路高架大寬度、小支座間距鋼梁，車(chē)重151+153+151t直接橫向失穩(wěn)傾覆中間獨(dú)柱連續(xù)梁橋在什么情況下會(huì)側(cè)傾？ 1) 梁橋傾覆機(jī)理研究?jī)?nèi)容大位移假定下，考慮主梁在偏載作用下有很大的扭轉(zhuǎn)位移支反力會(huì)發(fā)

7、生劇烈重分布橋墩的強(qiáng)度不滿足要求，蓋梁、橋墩切斷或折斷主梁倒塌考慮非線性效應(yīng)的梁橋傾覆機(jī)理傾覆破壞原因極少發(fā)生強(qiáng)度問(wèn)題1) 梁橋傾覆機(jī)理研究?jī)?nèi)容破壞原因之一：橫向荷載平衡失穩(wěn)以最外側(cè)支座連線為界計(jì)算內(nèi)外側(cè)重量對(duì)該線的力矩外側(cè)力矩大于內(nèi)側(cè)力矩時(shí)失穩(wěn)不需考慮幾何非線性影響單跨或少跨主梁的抗彎慣矩?zé)o窮大1) 梁橋傾覆機(jī)理研究?jī)?nèi)容事故梁橋傾覆過(guò)程非線性數(shù)值模擬 采用空間三維實(shí)體有限元模型根據(jù)實(shí)際車(chē)輛軸載大小和位置加載與傳統(tǒng)分析不同，考慮支座脫空、梁體大位移影響1) 梁橋傾覆機(jī)理研究?jī)?nèi)容傾覆過(guò)程數(shù)值模擬傾覆的開(kāi)始：支座脫空傾覆的標(biāo)志：梁體極大轉(zhuǎn)角支座脫空結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角急劇增加1) 梁橋傾覆機(jī)理研究?jī)?nèi)容事故橋梁

8、傾覆過(guò)程模擬非線性分析線性分析39787038654529659176181014168124支座反力支座反力破壞原因之二：豎向反力重分配梁體相對(duì)中支座有上移的趨勢(shì)，中間支座反力減小梁端未脫空一側(cè)支座反力激增支座豎向反力重分布，端支座受力不利幾何非線性影響不可忽略1) 梁橋傾覆機(jī)理研究?jī)?nèi)容分析了不同結(jié)構(gòu)形式、跨徑布置梁橋的傾覆過(guò)程相同點(diǎn)：梁端支座一側(cè)脫空，另一側(cè)端反激增不同點(diǎn)：中間支座脫空的先后順序不同結(jié)構(gòu)形式下，梁端支座橋墩在傾覆過(guò)程中的豎向受力最不利破壞原因之二：豎向反力重分配1) 梁橋傾覆機(jī)理研究?jī)?nèi)容破壞原因之二：豎向反力重分配1) 梁橋傾覆機(jī)理研究?jī)?nèi)容對(duì)比方案計(jì)算模式水平反力（單位：k

9、N）A1-1BCD1-1形心約束線性0000實(shí)際約束線性-117412121081-1119非線性-185318961749-1791形心約束實(shí)際約束形心約束實(shí)際約束約束支座處水平位移，計(jì)算的水平反力（對(duì)于下部結(jié)構(gòu)是偏安全的）分析不同計(jì)算模式對(duì)水平力計(jì)算結(jié)果的影響傾覆過(guò)程墩梁間存在水平力作用傳統(tǒng)形心約束計(jì)算模式，算不出水平力破壞原因之三：墩梁水平力1) 梁橋傾覆機(jī)理研究?jī)?nèi)容浙江上虞立交事故橋橋墩水平向抗力不足破壞原因之三：墩梁水平力1) 梁橋傾覆機(jī)理研究?jī)?nèi)容中墩強(qiáng)度驗(yàn)算（偏壓構(gòu)件）S=20000kN R=704kN，強(qiáng)度不滿足Ur扭矩轉(zhuǎn)動(dòng)水平位移urdUv豎向荷載水平位移梁體傾斜后，豎向荷載作

10、用下產(chǎn)生壓迫橋墩的水平位移Uv梁體轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生離開(kāi)橋墩的水平位移UrUv和Ur共同形成梁體對(duì)支座橋墩的水平位移趨勢(shì)，轉(zhuǎn)角不大時(shí)，主梁壓迫橋墩，轉(zhuǎn)角超過(guò)一定值，主梁反向位移，脫離橋墩轉(zhuǎn)動(dòng)引起的主梁和橋墩間的水平位移，形成墩梁間的水平力脫離橋墩壓迫橋墩破壞原因之三：墩梁水平力1) 梁橋傾覆機(jī)理研究?jī)?nèi)容梁體無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，無(wú)支座水平反力一定轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)角增加水平反力增大超過(guò)臨界轉(zhuǎn)角值，梁體轉(zhuǎn)動(dòng)脫離支座，計(jì)算得到負(fù)反力(實(shí)際負(fù)反力不會(huì)出現(xiàn))水平反力與梁體轉(zhuǎn)角存在相關(guān)性，控制轉(zhuǎn)角可限制水平反力大小梁不轉(zhuǎn)無(wú)水平力水平力隨轉(zhuǎn)角增加而增大主梁反向脫離出現(xiàn)負(fù)反力水平力轉(zhuǎn)角水平力（kN）轉(zhuǎn)角（）荷載（kN/m）水平力和轉(zhuǎn)

11、角的關(guān)系破壞原因之三：墩梁水平力1) 梁橋傾覆機(jī)理研究?jī)?nèi)容支座脫空是梁體傾覆的開(kāi)始，但支座脫空并不一定發(fā)生傾覆破壞；梁體轉(zhuǎn)動(dòng)引起結(jié)構(gòu)幾何非線性效應(yīng)（偏心距增大），不可忽略；誘發(fā)結(jié)構(gòu)失效的是穩(wěn)定問(wèn)題，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效的是強(qiáng)度問(wèn)題；傾覆是極端偏載下，梁體轉(zhuǎn)動(dòng)引起支承體系強(qiáng)度破壞導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)失效。梁橋傾覆過(guò)程總結(jié)1) 梁橋傾覆機(jī)理研究?jī)?nèi)容蘊(yùn)川公路金山大橋松浦大橋事故名稱實(shí)際車(chē)輛規(guī)范荷載比值包頭名族東路高架橋456噸156噸2.92津晉高速閘道橋429噸150噸2.86上虞春暉立交橋389噸155噸2.51哈爾濱閘道橋485噸164噸2.96事故車(chē)輛荷載統(tǒng)計(jì)上海地區(qū)車(chē)輛荷載調(diào)研圖片上海地區(qū)車(chē)輛荷載數(shù)據(jù)采

12、集點(diǎn)2) 上海市車(chē)輛荷載研究上海地區(qū)車(chē)輛荷載分析重車(chē)荷載是梁橋傾覆的直接誘因傾覆事故車(chē)輛荷載均遠(yuǎn)大于現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)上海地區(qū)繞城高速重車(chē)密集上海繞城高速重車(chē)較多，應(yīng)對(duì)實(shí)際汽車(chē)荷載進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析研究?jī)?nèi)容 26 軸車(chē)總重統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)重車(chē)分布特性分析2012年8月-20139月間的23萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)超過(guò)60噸的重車(chē)比重為9%實(shí)測(cè)最大車(chē)重達(dá)200噸2) 上海市車(chē)輛荷載研究研究?jī)?nèi)容統(tǒng)計(jì)參數(shù)端支點(diǎn)反力跨中彎矩跨中扭矩中支點(diǎn)彎矩中支點(diǎn)剪力kNkNmkNmkNmkN均值4181251456767231標(biāo)準(zhǔn)差293547222336119變異系數(shù)0.700.440.490.440.52最大值382262312831

13、43081335 效應(yīng)統(tǒng)計(jì)模擬車(chē)流加載利用實(shí)測(cè)車(chē)輛荷載信息擬合隨機(jī)車(chē)流計(jì)算和統(tǒng)計(jì)控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和橫向安全穩(wěn)定特定的響應(yīng)2) 上海市車(chē)輛荷載研究研究?jī)?nèi)容模擬車(chē)流效應(yīng)和規(guī)范車(chē)流效應(yīng)對(duì)比模擬車(chē)流的效應(yīng)（紅色）是規(guī)范車(chē)流效應(yīng)（綠色）的1.53倍采用規(guī)范車(chē)輛荷載對(duì)繞城高速公路梁橋橫向安全穩(wěn)定性進(jìn)行驗(yàn)算是危險(xiǎn)的2) 上海市車(chē)輛荷載研究研究?jī)?nèi)容荷載效應(yīng)公路I級(jí)基準(zhǔn)期極值公路I級(jí)基準(zhǔn)期極值EFFEXEFFEX端支座反力151348483.2079726863.37跨中彎矩208173943.55203473323.61跨中扭矩109135933.2940013073.27中支點(diǎn)彎矩169747252.78186

14、355492.98中支點(diǎn)剪力45614803.2545915493.373.40設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)車(chē)輛荷載最大值推定1年車(chē)輛荷載效應(yīng)推定橋梁100年設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期車(chē)輛荷載效應(yīng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)車(chē)輛荷載效應(yīng)是規(guī)范的3.4倍2) 上海市車(chē)輛荷載研究研究?jī)?nèi)容基于實(shí)測(cè)車(chē)流的上海繞城高速公路車(chē)輛荷載模型2) 上海市車(chē)輛荷載研究研究?jī)?nèi)容內(nèi)環(huán)內(nèi)環(huán)主線橋延安西路立交共和新路立交南浦大橋浦西引橋中環(huán)中環(huán)主線橋大柏樹(shù)立交共和新路汶水路立交翔殷路軍工路立交外環(huán)外環(huán)主線橋滬太路高架華夏路高架同濟(jì)路逸仙路高架繞城高速同濟(jì)路逸仙路以北主線橋G1501近沈海高速立交G1501近滬嘉高速立交G1501近藴川公路立交逸仙路高架內(nèi)環(huán)中環(huán)外環(huán)繞城

15、高速調(diào)研區(qū)域和內(nèi)容調(diào)研近155公里路段上的梁橋結(jié)構(gòu)重點(diǎn)關(guān)注13處關(guān)鍵立交的匝道梁橋3) 上海地區(qū)梁橋調(diào)研研究?jī)?nèi)容內(nèi)環(huán)中環(huán)外環(huán)繞城高速獲取300余幅實(shí)橋資料3) 上海地區(qū)梁橋調(diào)研研究?jī)?nèi)容簡(jiǎn)支板梁T梁、小箱梁鋼箱梁混凝土箱梁統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)支板梁、T梁和小箱梁結(jié)構(gòu)破壞始于橫向聯(lián)系，最終為單片梁破壞整體箱型截面獨(dú)柱墩梁橋結(jié)構(gòu)是本研究重點(diǎn)關(guān)注結(jié)構(gòu)4大類(lèi)別、16種梁橋結(jié)構(gòu)形式3) 上海地區(qū)梁橋調(diào)研研究?jī)?nèi)容統(tǒng)計(jì)梁橋的跨聯(lián)布置和支座布置典型跨聯(lián)布置：3跨1聯(lián)和4跨1聯(lián)（占79%）典型支座布置：中間短間距的雙點(diǎn)鉸支承（超40%）不利支座布置：中間點(diǎn)鉸支承（約30%）百余座匝道梁橋3) 上海地區(qū)梁橋調(diào)研研究?jī)?nèi)容位

16、置結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖代表結(jié)構(gòu)實(shí)橋照片典型結(jié)構(gòu)抗扭支承混凝土箱梁橋中山西路主線橋N0347-0352抗扭支承混凝土脊骨梁橋汶水路主線橋ZW1022-1025不利結(jié)構(gòu)鉸支承鋼箱梁橋延安西路匝道橋SW02-05鉸支承混凝土箱梁橋翔殷路軍工路匝道橋XZ017-021確定典型結(jié)構(gòu)和不利結(jié)構(gòu)典型結(jié)構(gòu)： 中間雙點(diǎn)鉸支承大挑臂箱梁橋 中間短間距雙點(diǎn)鉸支承箱梁橋不利結(jié)構(gòu)： 中間單點(diǎn)鉸支承鋼箱梁橋 中間單點(diǎn)鉸支承混凝土箱梁橋3) 上海地區(qū)梁橋調(diào)研研究?jī)?nèi)容調(diào)研在役梁橋運(yùn)營(yíng)狀態(tài)內(nèi)環(huán)：共和新路立交中環(huán)：大柏樹(shù)立交繞城高速：近蘊(yùn)川公路匝道部分在役梁橋存在病害，影響結(jié)構(gòu)橫向安全支座破損伸縮縫破損橋墩破損3) 上海地區(qū)梁橋調(diào)研

17、研究?jī)?nèi)容4) 梁橋橫向穩(wěn)定驗(yàn)算準(zhǔn)則 橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要確保結(jié)構(gòu)的橫向安全定，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的橫向安全進(jìn)行驗(yàn)算。驗(yàn)算時(shí)，作用應(yīng)采用其組合設(shè)計(jì)值，結(jié)構(gòu)材料性能采用其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 橋梁結(jié)構(gòu)橫向安全驗(yàn)算包括正常使用、整體穩(wěn)定和構(gòu)件強(qiáng)度驗(yàn)算。 一般規(guī)定研究?jī)?nèi)容4) 梁橋橫向穩(wěn)定驗(yàn)算準(zhǔn)則 橋梁結(jié)構(gòu)正常使用驗(yàn)算應(yīng)滿足：式中： 支座壓力系數(shù)；Rb 支座壓力；Rs 支座上拔力；k 支座壓力安全系數(shù)（建議取1.5）。正常使用驗(yàn)算研究?jī)?nèi)容正常使用驗(yàn)算按照規(guī)范規(guī)定的車(chē)道荷載取值，支反力采用梁格法等空間計(jì)算方法進(jìn)行，不滿足要求時(shí)應(yīng)設(shè)拉力支座或增大支座間距。4) 梁橋橫向穩(wěn)定驗(yàn)算準(zhǔn)則 橋梁結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定驗(yàn)算應(yīng)滿足：式中：qf

18、 傾覆穩(wěn)定系數(shù)；Sbk 抗傾覆力矩；Ssk 傾覆力矩；K 傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)（建議取1.5）。穩(wěn)定性驗(yàn)算研究?jī)?nèi)容結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定驗(yàn)算荷載應(yīng)按照調(diào)查的極限荷載取值，不滿足要求時(shí)應(yīng)設(shè)拉力支座或增大支座間距。橋梁構(gòu)件強(qiáng)度即構(gòu)件承載能力驗(yàn)算，應(yīng)滿足：式中：0橋梁結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)；S 作用效應(yīng)的設(shè)計(jì)值，按當(dāng)?shù)卣{(diào)查極限荷載取值；R 構(gòu)件承載力設(shè)計(jì)值。強(qiáng)度驗(yàn)算0S R4) 梁橋橫向穩(wěn)定驗(yàn)算準(zhǔn)則研究?jī)?nèi)容 構(gòu)件承載能力驗(yàn)算需要考慮結(jié)構(gòu)幾何非線性的影響?？刹捎靡韵掠?jì)算模式計(jì)算構(gòu)件承載能力設(shè)計(jì)值。式中：S 作用效應(yīng)的設(shè)計(jì)值；l非線性增大系數(shù)；R0線性計(jì)算得到的作用效應(yīng)值。強(qiáng)度驗(yàn)算的計(jì)算模式S = l S0 線性計(jì)算可采用

19、空間梁?jiǎn)卧Ｐ?，單元軸線位于截面形心，結(jié)構(gòu)的約束需按照實(shí)際位置確定，與形心間通過(guò)剛臂連接。水平力計(jì)算時(shí)，將縱橋向的各個(gè)支承處的水平位移進(jìn)行約束。形心實(shí)際約束剛臂實(shí)際約束剛臂節(jié)點(diǎn)梁?jiǎn)卧?) 梁橋橫向穩(wěn)定驗(yàn)算準(zhǔn)則研究?jī)?nèi)容非線性方法系數(shù)l 計(jì)算參數(shù)：結(jié)構(gòu)總跨徑L，截面抗彎剛度比n截面線性計(jì)算轉(zhuǎn)角0查表可得l ：端支座豎向反力非線性放大系數(shù)中支座水平反力非線性放大系數(shù)4) 梁橋橫向穩(wěn)定驗(yàn)算準(zhǔn)則研究?jī)?nèi)容線性計(jì)算參數(shù)：截面線性計(jì)算轉(zhuǎn)角0非線性放大系數(shù)結(jié)構(gòu)參數(shù)：結(jié)構(gòu)總跨徑L、截面抗彎剛度比n 橋梁結(jié)構(gòu)橫向穩(wěn)定驗(yàn)算需要驗(yàn)算包括上部結(jié)構(gòu)、支座、蓋梁和橋墩在內(nèi)的橋梁結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件的強(qiáng)度。強(qiáng)度驗(yàn)算內(nèi)容上部結(jié)構(gòu)支座：驗(yàn)

20、算中間支座的剪切承載力蓋梁：驗(yàn)算橋梁端部橋墩蓋的梁蓋的正截面抗彎承載力、抗剪承載力橋墩：驗(yàn)算中間橋墩的抗彎承載力、局部抗壓承載力 橋墩布局承壓驗(yàn)算時(shí)，考慮支座在極端荷載作用下變形后，豎向支承反力并非均勻施加在橋墩上，應(yīng)當(dāng)將計(jì)算得到支座豎向力乘以偏載系數(shù)（建議取2）作為驗(yàn)算用的設(shè)計(jì)值。4) 梁橋橫向穩(wěn)定驗(yàn)算準(zhǔn)則研究?jī)?nèi)容車(chē)輛荷載：內(nèi)環(huán)和中環(huán)快速路4) 梁橋橫向穩(wěn)定驗(yàn)算準(zhǔn)則研究?jī)?nèi)容車(chē)輛荷載：外環(huán)和繞城高速公路宜采用能反映橋址真實(shí)車(chē)輛荷載水平的驗(yàn)算荷載4) 梁橋橫向穩(wěn)定驗(yàn)算準(zhǔn)則研究?jī)?nèi)容車(chē)道荷載布置于結(jié)構(gòu)最外側(cè)，采用最不利布載（車(chē)道布置不超過(guò)相鄰?fù)鈧?cè)支座連線）車(chē)輛荷載：橫向布置平面布置4) 梁橋橫向穩(wěn)定

21、驗(yàn)算準(zhǔn)則研究?jī)?nèi)容算例：浙江上虞立交事故橋橋跨布置620m鋼筋混凝土連續(xù)箱梁橋兩端雙點(diǎn)抗扭支承，中間獨(dú)柱鉸支承車(chē)輛編號(hào)車(chē)型總重(噸)布置位置1自卸半掛車(chē)124.44第五-六跨2重型倉(cāng)柵式貨車(chē)28.52第五跨3重型半掛牽引車(chē)125.6第四跨4重型廂式半掛車(chē)110.73第三跨4) 梁橋橫向穩(wěn)定驗(yàn)算準(zhǔn)則研究?jī)?nèi)容算例：浙江上虞立交事故橋整體穩(wěn)定驗(yàn)算構(gòu)件強(qiáng)度驗(yàn)算查表參數(shù)：總跨徑L=120m， 截面抗彎剛度比n=21.1 結(jié)構(gòu)線性轉(zhuǎn)角0=10.6查表得中墩水平力放大系數(shù)為65中墩水平力：S = l S0=6586.5kN=5622 kN (實(shí)際非線性計(jì)算結(jié)果為5275kN，偏差6%)4) 梁橋橫向穩(wěn)定驗(yàn)算準(zhǔn)

22、則研究?jī)?nèi)容算例：浙江上虞立交事故橋構(gòu)件強(qiáng)度驗(yàn)算中墩強(qiáng)度驗(yàn)算（偏壓構(gòu)件）S=20000kN R=704kN，強(qiáng)度不滿足4) 梁橋橫向穩(wěn)定驗(yàn)算準(zhǔn)則研究?jī)?nèi)容5) 典型結(jié)構(gòu)橫向安全穩(wěn)定性內(nèi)環(huán)線主線橋采用雙鉸支承，自重大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性相對(duì)較高點(diǎn)鉸支承鋼箱梁在規(guī)范荷載下安全，在極端荷載作用下可能發(fā)生事故內(nèi)環(huán)線上應(yīng)嚴(yán)格禁止重車(chē)通行驗(yàn)算雙鉸抗扭支承脊骨梁 （中山西路主線橋）驗(yàn)算點(diǎn)鉸支承鋼箱梁 （延安西路匝道橋）車(chē)輛荷載（kN/m） 轉(zhuǎn)角（）端支座脫空支座無(wú)脫空研究?jī)?nèi)容中環(huán)線驗(yàn)算雙鉸抗扭支承挑臂箱梁 （汶水路主線橋）驗(yàn)算點(diǎn)鉸支承混凝土箱梁 （翔殷路軍工路匝道橋）車(chē)輛荷載（kN/m） 轉(zhuǎn)角（）無(wú)脫空端支座脫空端、中

23、支座脫空主線橋采用雙鉸支承，自重大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性相對(duì)較高點(diǎn)鉸支承混凝土箱梁在規(guī)范荷載下安全，在極端荷載作用下可能發(fā)生事故中環(huán)線上應(yīng)嚴(yán)格禁止重車(chē)通行5) 典型結(jié)構(gòu)橫向安全穩(wěn)定性研究?jī)?nèi)容R=100、400、600、800、1000m外環(huán)線同濟(jì)路逸仙路高架橫向穩(wěn)定性好曲線梁橋比直線梁橋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，曲率半徑大于600m后，穩(wěn)定性略有降低驗(yàn)算同濟(jì)路逸仙路匝道曲線梁橋參數(shù)化分析曲率半徑對(duì)結(jié)構(gòu)橫向穩(wěn)定影響同濟(jì)路逸仙路匝道橋參數(shù)化分析5) 典型結(jié)構(gòu)橫向安全穩(wěn)定性研究?jī)?nèi)容繞城高速公路在極端荷載作用下出現(xiàn)支座脫空，按照配重、抗拉支座、中支座改為雙支座等措施可顯著改善結(jié)構(gòu)橫向穩(wěn)定性。驗(yàn)算嘉瀏滬嘉立交鋼箱梁匝道橋 （

24、施工事故橋梁）5) 典型結(jié)構(gòu)橫向安全穩(wěn)定性研究?jī)?nèi)容日常檢查項(xiàng)目針對(duì)梁橋橫向安全穩(wěn)定性的日常檢查內(nèi)容針對(duì)影響結(jié)構(gòu)橫向安全的構(gòu)件進(jìn)行檢查檢查位置包括：上部結(jié)構(gòu)、支座系統(tǒng)、橋墩和附屬設(shè)施以目檢為檢測(cè)手段，共20項(xiàng)內(nèi)容重點(diǎn)關(guān)注單點(diǎn)鉸支承的匝道橋、鋼箱梁橋、組合梁橋和曲率半徑大于600m的曲線梁橋檢查位置檢查內(nèi)容檢查要求等級(jí)損傷編號(hào)損傷存在上部結(jié)構(gòu)梁端部轉(zhuǎn)動(dòng)梁端無(wú)肉眼可見(jiàn)的高差1橫移無(wú)梁體接觸一側(cè)擋塊，脫離另一側(cè)擋塊2反力裂縫支座上方梁底面無(wú)通長(zhǎng)裂縫3支座系統(tǒng)端部支座脫空支座和梁底無(wú)脫空4強(qiáng)度破損支座壓壞5中間支座剪切破損剪切角不超過(guò)36梁體滑移梁中線偏離設(shè)計(jì)不超過(guò)2cm7混凝土墊塊墊塊破損混凝土墊塊無(wú)

25、混凝土剝離8橋墩蓋梁剪切破損支座下蓋梁無(wú)豎向通長(zhǎng)裂縫9根部裂縫蓋梁根部頂面無(wú)通長(zhǎng)縱向裂縫10蓋梁根部底面無(wú)通長(zhǎng)豎向裂縫11端橋墩墩底裂縫墩底側(cè)面無(wú)通長(zhǎng)裂縫12中間橋墩墩頂破損墩頂側(cè)面無(wú)混凝土剝離13墩底裂縫墩底側(cè)面無(wú)通長(zhǎng)裂縫14附屬設(shè)施伸縮縫堵塞伸縮縫內(nèi)無(wú)雜物無(wú)堵塞而影響正常功能15限位擋塊破損擋塊與橋墩無(wú)脫離，根部無(wú)通長(zhǎng)裂縫16抗拉鋼筋斷裂抗拉鋼筋無(wú)斷裂17綠化帶脫落無(wú)超過(guò)5m長(zhǎng)的單側(cè)脫落18護(hù)欄脫落無(wú)超過(guò)5m長(zhǎng)的單側(cè)脫落19風(fēng)屏障脫落無(wú)超過(guò)5m長(zhǎng)的單側(cè)脫落206) 檢查、維護(hù)和加固策略分析研究?jī)?nèi)容檢查位置檢查內(nèi)容檢查要求等級(jí)損傷編號(hào)損傷存在上部結(jié)構(gòu)梁端部轉(zhuǎn)動(dòng)梁端無(wú)肉眼可見(jiàn)的高差1橫移無(wú)梁體

26、接觸一側(cè)擋塊，脫離另一側(cè)擋塊2反力裂縫支座上方梁底面無(wú)通長(zhǎng)裂縫3支座系統(tǒng)端部支座脫空支座和梁底無(wú)脫空4強(qiáng)度破損支座壓壞5中間支座剪切破損剪切角不超過(guò)36梁體滑移梁中線偏離設(shè)計(jì)不超過(guò)2cm7混凝土墊塊墊塊破損混凝土墊塊無(wú)混凝土剝離8橋墩蓋梁剪切破損支座下蓋梁無(wú)豎向通長(zhǎng)裂縫9根部裂縫蓋梁根部頂面無(wú)通長(zhǎng)縱向裂縫10蓋梁根部底面無(wú)通長(zhǎng)豎向裂縫11端橋墩墩底裂縫墩底側(cè)面無(wú)通長(zhǎng)裂縫12中間橋墩墩頂破損墩頂側(cè)面無(wú)混凝土剝離13墩底裂縫墩底側(cè)面無(wú)通長(zhǎng)裂縫14附屬設(shè)施伸縮縫堵塞伸縮縫內(nèi)無(wú)雜物無(wú)堵塞而影響正常功能15限位擋塊破損擋塊與橋墩無(wú)脫離，根部無(wú)通長(zhǎng)裂縫16抗拉鋼筋斷裂抗拉鋼筋無(wú)斷裂17綠化帶脫落無(wú)超過(guò)5m

27、長(zhǎng)的單側(cè)脫落18護(hù)欄脫落無(wú)超過(guò)5m長(zhǎng)的單側(cè)脫落19風(fēng)屏障脫落無(wú)超過(guò)5m長(zhǎng)的單側(cè)脫落206) 檢查、維護(hù)和加固策略分析研究?jī)?nèi)容*等級(jí)為危險(xiǎn)結(jié)構(gòu)損傷，出現(xiàn)這一損傷表明結(jié)構(gòu)極有發(fā)生傾覆的可能；*等級(jí)為結(jié)構(gòu)重要損傷，是由于結(jié)構(gòu)自身設(shè)計(jì)不足或者車(chē)輛荷載過(guò)大造成的非致命性損傷；*等級(jí)為結(jié)構(gòu)典型損傷，是可待觀察的對(duì)結(jié)構(gòu)橫向穩(wěn)定有不利影響的損傷；6) 檢查、維護(hù)和加固策略分析研究?jī)?nèi)容增設(shè)管線槽拆除更換鋪裝拆除更換欄桿增設(shè)風(fēng)屏障拆除更換綠化帶維修策略分析可能出現(xiàn)的影響橫向穩(wěn)定的工況：對(duì)可能出現(xiàn)橫向不平衡受力的維護(hù)工況，需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)橫向穩(wěn)定安全性驗(yàn)算更換鋪裝、增設(shè)（拆除）管線槽、拆除更換護(hù)欄、增設(shè)增設(shè)（拆除）風(fēng)屏

28、障、拆除更換（增設(shè)）綠化帶6) 檢查、維護(hù)和加固策略分析研究?jī)?nèi)容梁端拼寬設(shè)置拉桿更換抗拉支座橋墩加寬支座壓重加固方案不同加固方案適用條件不同，需根據(jù)實(shí)際情況選用6) 檢查、維護(hù)和加固策略分析研究?jī)?nèi)容轉(zhuǎn)角()轉(zhuǎn)角()單點(diǎn)鉸支承鋼箱梁橋管養(yǎng)策略更換鋪裝：限行小車(chē)更換附屬設(shè)施：不超過(guò)4kN/m更換鋪裝： 半幅通行貨車(chē)，梁體轉(zhuǎn)角5單側(cè)增加附屬設(shè)施： 超過(guò)4kN/m，梁體轉(zhuǎn)角56) 檢查、維護(hù)和加固策略分析研究?jī)?nèi)容單點(diǎn)鉸支承混凝土箱梁橋管養(yǎng)策略更換鋪裝：封閉交通更換附屬設(shè)施：不超過(guò)4kN/m更換鋪裝： 半幅通行小車(chē)，梁體轉(zhuǎn)角5單側(cè)增加附屬設(shè)施： 超過(guò)4kN/m，梁體轉(zhuǎn)角56) 檢查、維護(hù)和加固策略分析研

29、究?jī)?nèi)容梁橋橫向穩(wěn)定安全性評(píng)估方法及對(duì)策研究項(xiàng)目概述研究?jī)?nèi)容主要結(jié)論研究?jī)?nèi)容研究目的研究背景管養(yǎng)策略傾覆判據(jù)車(chē)輛荷載傾覆機(jī)理梁橋調(diào)研同濟(jì)大學(xué)梁橋工程系施工與信息技術(shù)研究室管養(yǎng)策略傾覆判據(jù)車(chē)輛荷載傾覆機(jī)理梁橋調(diào)研主要結(jié)論結(jié)構(gòu)傾覆是極端偏載下，梁體轉(zhuǎn)動(dòng)引起支承體系強(qiáng)度破壞導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)失效傾覆過(guò)程中幾何非線性效應(yīng)明顯，不可忽略結(jié)構(gòu)傾覆始于支座脫空，但支座脫空并不一定發(fā)生傾覆傾覆過(guò)程中，支座豎向反力重分布導(dǎo)致支座端部蓋梁破壞，水平推力導(dǎo)致支座剪壞、橋墩剪壞誘發(fā)結(jié)構(gòu)傾覆的是穩(wěn)定問(wèn)題，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效的是強(qiáng)度問(wèn)題提出了考慮幾何非線性和水平力的梁橋傾覆機(jī)理并通過(guò)有限元模擬驗(yàn)證，明確了梁橋傾覆的過(guò)程管養(yǎng)策略傾覆判據(jù)車(chē)輛荷載傾覆機(jī)理梁橋調(diào)研主要結(jié)論上海的地區(qū)車(chē)輛荷載存在區(qū)域分布特點(diǎn)，繞城高速公路車(chē)輛荷載極端情況約為規(guī)范的3.4倍梁橋結(jié)構(gòu)橫向驗(yàn)算時(shí)，需要