梁橋橫向穩(wěn)定安全性評估方法及對策

梁橋橫向穩(wěn)定安全性評估方法及對策石雪飛同濟(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)定安全性評估方法及對策研究引言研究內(nèi)容主要結(jié)論研究內(nèi)容研究目的研究背景管養(yǎng)策略傾覆判據(jù)車輛荷載傾覆機(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)定安全性評估方法及對策研究引言研究內(nèi)容主要結(jié)論研究內(nèi)容研究目的研究背景管養(yǎng)策略傾覆判據(jù)車輛荷載傾覆機(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，我國發(fā)生了多起梁橋傾覆事故，結(jié)構(gòu)橫向穩(wěn)定安全問題日益受到關(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年哈爾濱陽明灘大橋匝道橋側(cè)傾引言2015年贛粵高高速河源源出口匝匝道橋側(cè)側(cè)傾引言其它險(xiǎn)情情引言施工中一一側(cè)端支支座脫空空運(yùn)營中箱箱梁嚴(yán)重重傾斜運(yùn)營中箱箱梁向曲曲線外側(cè)側(cè)移動這些問題題在很多多省份多多次發(fā)生生過引言需要解決決的問題題為什么會會支座脫脫空為什么彎彎橋會側(cè)側(cè)向移動動什么情況況下會傾傾覆規(guī)范設(shè)計(jì)計(jì)荷載在在進(jìn)行傾傾覆驗(yàn)算算時(shí)是否否安全新橋如何何設(shè)計(jì)已建橋如如何治理理明確梁橋橋傾覆原原因和傾傾覆過程程建立上海海地區(qū)梁梁橋驗(yàn)算算車輛荷荷載明確上海海地區(qū)不不利梁橋橋結(jié)構(gòu)形形式判斷上海海地區(qū)梁梁橋橫向向穩(wěn)定安安全性制定上海海地區(qū)梁梁橋橫向向安全管管養(yǎng)策略略2)研究目的的引言明確梁橋橋傾覆原原因和傾傾覆過程程建立上海海地區(qū)梁梁橋驗(yàn)算算車輛荷荷載明確上海海地區(qū)不不利梁橋橋結(jié)構(gòu)形形式判斷上海海地區(qū)梁梁橋橫向向穩(wěn)定安安全性制定上海海地區(qū)梁梁橋橫向向安全管管養(yǎng)策略略3)研究內(nèi)容容梁橋傾覆機(jī)理研究上海地區(qū)重車特性研究上海地區(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)研究目的的引言梁橋橫向向穩(wěn)定安安全性評評估方法法及對策策研究項(xiàng)目概述述研究內(nèi)容主要結(jié)論研究內(nèi)容容研究目的的研究背景景管養(yǎng)策略略傾覆判據(jù)據(jù)車輛荷載載傾覆機(jī)理理梁橋調(diào)研研同濟(jì)大學(xué)學(xué)梁橋工工程系施工與信信息技術(shù)術(shù)研究室室彎橋豎向向支承布布置形式式簡支靜定定曲梁（（不能實(shí)實(shí)際使用用）簡支超靜靜定曲梁梁全抗扭支支承連續(xù)續(xù)梁中間點(diǎn)鉸鉸支承連連續(xù)梁抗扭、點(diǎn)點(diǎn)鉸交替替連續(xù)梁梁1)梁橋傾覆覆機(jī)理研究內(nèi)容容彎橋豎向向支承布布置形式式1)梁橋傾覆覆機(jī)理研究內(nèi)容容直線橋與與曲線橋橋在偏心心荷載作作用下的的扭矩比比較大半徑橋橋梁不宜宜設(shè)計(jì)多多跨連續(xù)續(xù)獨(dú)柱墩墩彎橋水平平向約束束布置形形式徑向變形形：溫度度、收縮縮切向變形形：預(yù)應(yīng)應(yīng)力、徐徐變1)梁橋傾覆覆機(jī)理研究內(nèi)容容彎橋水平平向約束束布置形形式1)梁橋傾覆覆機(jī)理研究內(nèi)容容縱向與橫橫向約束束在相同同位置上海市南南浦大橋橋浦東引引橋連續(xù)續(xù)彎箱梁梁支承布布置主梁橫向向受彎，，線剛度度低，彎彎矩不大大彎橋水平平向約束束布置形形式1)梁橋傾覆覆機(jī)理研究內(nèi)容容縱向與橫橫向約束束在不同同位置深圳華強(qiáng)強(qiáng)路立交交匝道支支承布置置主梁橫向向完全不不受彎彎橋水平平向約束束布置形形式1)梁橋傾覆覆機(jī)理研究內(nèi)容容各約束均均正常工工作時(shí)，，主梁夏夏天向內(nèi)內(nèi)平移，，冬天反反向如果伸縮縮縫被垃垃圾堵死死，則全全梁相當(dāng)當(dāng)于平面面拱深圳華強(qiáng)強(qiáng)北路立立交2000年夏突然然平面?zhèn)葌?cè)移的主主要原因因，不是是偏載??！彎橋水平平向約束束布置形形式1)梁橋傾覆覆機(jī)理研究內(nèi)容容曲線箱梁梁逐漸向向曲線外外側(cè)移動動的原因因：彎梁有向向外扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的變形形向下容易易，向上上回不來來彎連續(xù)梁梁預(yù)應(yīng)力力張拉后后支座脫脫空的原原因1)梁橋傾覆覆機(jī)理研究內(nèi)容容對稱截面面、對稱稱布置的的預(yù)應(yīng)力力不產(chǎn)生生初扭矩矩彎連續(xù)梁梁預(yù)應(yīng)力力張拉后后支座脫脫空的原原因1)梁橋傾覆覆機(jī)理研究內(nèi)容容對稱截面面、對稱稱布置的的預(yù)應(yīng)力力不產(chǎn)生生初扭矩矩豎向彎曲曲產(chǎn)生次次反力產(chǎn)產(chǎn)生次扭扭矩計(jì)算連續(xù)續(xù)彎橋支支反力時(shí)時(shí)必須考考慮預(yù)應(yīng)應(yīng)力的作作用中間獨(dú)柱柱連續(xù)梁梁橋在什什么情況況下會側(cè)側(cè)傾？1)梁橋傾覆覆機(jī)理研究內(nèi)容容小位移假假定下，，即使是是直橋，，除非主主梁很輕輕，幾乎乎不會側(cè)側(cè)傾汽車位于于支座連連線外側(cè)側(cè)的力矩矩大于恒恒載回復(fù)復(fù)力矩時(shí)時(shí)，主梁梁直接側(cè)側(cè)翻，只只有小支支座間距距鋼梁寬寬橋會出出現(xiàn)哈爾濱陽陽明灘橋橋匝道汽汽車荷載載位置中間獨(dú)柱柱連續(xù)梁梁橋在什什么情況況下會側(cè)側(cè)傾？1)梁橋傾覆覆機(jī)理研究內(nèi)容容包頭民族族路高架架大寬度、、小支座座間距鋼梁，車車重151+153+151t直接橫向向失穩(wěn)傾傾覆中間獨(dú)柱柱連續(xù)梁梁橋在什什么情況況下會側(cè)側(cè)傾？1)梁橋傾覆覆機(jī)理研究內(nèi)容容大位移假假定下，，考慮主主梁在偏偏載作用用下有很很大的扭扭轉(zhuǎn)位移移支反力會發(fā)發(fā)生劇烈重重分布橋墩的強(qiáng)度度不滿足要要求，蓋梁梁、橋墩切切斷或折斷斷主梁倒塌考慮非線性性效應(yīng)的梁梁橋傾覆機(jī)機(jī)理傾覆破壞原原因極少發(fā)生強(qiáng)度問題1)梁橋傾覆機(jī)機(jī)理研究內(nèi)容破壞原因之之一：橫向向荷載平衡衡失穩(wěn)以最外側(cè)支支座連線為為界計(jì)算內(nèi)外側(cè)側(cè)重量對該該線的力矩矩外側(cè)力矩大大于內(nèi)側(cè)力力矩時(shí)失穩(wěn)穩(wěn)不需考慮幾幾何非線性性影響單跨或少跨跨主梁的抗彎彎慣矩?zé)o窮窮大1)梁橋傾覆機(jī)機(jī)理研究內(nèi)容事故梁橋傾傾覆過程非非線性數(shù)值值模擬采用空間三三維實(shí)體有有限元模型型根據(jù)實(shí)際車車輛軸載大大小和位置置加載與傳統(tǒng)分析析不同，考考慮支座脫脫空、梁體體大位移影影響1)梁橋傾覆機(jī)機(jī)理研究內(nèi)容傾覆過程數(shù)數(shù)值模擬傾覆的開始始：支座脫脫空傾覆的標(biāo)志志：梁體極極大轉(zhuǎn)角支座脫空結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角急急劇增加1)梁橋傾覆機(jī)機(jī)理研究內(nèi)容事故橋梁傾傾覆過程模模擬非線性分析析線性分析39787038654529659176181014168124支座反力支座反力破壞原因之之二：豎向向反力重分分配梁體相對中中支座有上上移的趨勢勢，中間支支座反力減減小梁端未脫空空一側(cè)支座座反力激增增支座豎向反反力重分布布，端支座座受力不利利幾何非線性性影響不可可忽略1)梁橋傾覆機(jī)機(jī)理研究內(nèi)容分析了不同同結(jié)構(gòu)形式式、跨徑布布置梁橋的的傾覆過程程相同點(diǎn)：梁梁端支座一一側(cè)脫空，，另一側(cè)端端反激增不同點(diǎn)：中中間支座脫脫空的先后后順序不同結(jié)構(gòu)形形式下，梁梁端支座橋橋墩在傾覆覆過程中的的豎向受力力最不利破壞原因之之二：豎向向反力重分分配1)梁橋傾覆機(jī)機(jī)理研究內(nèi)容破壞原因之之二：豎向向反力重分分配1)梁橋傾覆機(jī)機(jī)理研究內(nèi)容對比方案計(jì)算模式水平反力（單位：kN）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)際約束約束支座處處水平位移移，計(jì)算的的水平反力力（對于下下部結(jié)構(gòu)是是偏安全的的）分析不同計(jì)計(jì)算模式對對水平力計(jì)計(jì)算結(jié)果的的影響傾覆過程墩墩梁間存在在水平力作作用傳統(tǒng)形心約約束計(jì)算模模式，算不不出水平力力破壞原因之之三：墩梁梁水平力1)梁橋傾覆機(jī)機(jī)理研究內(nèi)容浙江上虞立立交事故橋橋橋墩水平向向抗力不足足破壞原因之之三：墩梁梁水平力1)梁橋傾覆機(jī)機(jī)理研究內(nèi)容中墩強(qiáng)度驗(yàn)驗(yàn)算（偏壓壓構(gòu)件）S=20000kN>R=704kN，強(qiáng)度不滿滿足Ur扭矩轉(zhuǎn)動水水平位移urdφUv豎向荷載水水平位移梁體傾斜后后，豎向荷荷載作用下下產(chǎn)生壓迫迫橋墩的水水平位移Uv梁體轉(zhuǎn)動產(chǎn)產(chǎn)生離開橋橋墩的水平平位移UrUv和Ur共同形成梁梁體對支座座橋墩的水水平位移趨趨勢，轉(zhuǎn)角角不大時(shí)，，主梁壓迫迫橋墩，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角超過一一定值，主主梁反向位位移，脫離離橋墩轉(zhuǎn)動引起的的主梁和橋橋墩間的水水平位移，，形成墩梁梁間的水平平力脫離橋墩壓迫橋墩破壞原因之之三：墩梁梁水平力1)梁橋傾覆機(jī)機(jī)理研究內(nèi)容梁體無轉(zhuǎn)動動時(shí)，無支支座水平反反力一定轉(zhuǎn)角范范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角增加水水平反力增增大超過臨界轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角值，梁梁體轉(zhuǎn)動脫脫離支座，，計(jì)算得到到負(fù)反力(實(shí)際負(fù)反力力不會出現(xiàn)現(xiàn))水平反力與與梁體轉(zhuǎn)角角存在相關(guān)關(guān)性，控制制轉(zhuǎn)角可限限制水平反反力大小梁不轉(zhuǎn)無水平力水平力隨轉(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)轉(zhuǎn)角的關(guān)系系破壞原因之之三：墩梁梁水平力1)梁橋傾覆機(jī)機(jī)理研究內(nèi)容支座脫空是是梁體傾覆覆的開始，，但支座脫脫空并不一一定發(fā)生傾傾覆破壞；；梁體轉(zhuǎn)動引引起結(jié)構(gòu)幾幾何非線性性效應(yīng)（偏偏心距增大大），不可可忽略；誘發(fā)結(jié)構(gòu)失失效的是穩(wěn)穩(wěn)定問題，，最終導(dǎo)致致結(jié)構(gòu)失效效的是強(qiáng)度度問題；傾覆是極端端偏載下，，梁體轉(zhuǎn)動動引起支承承體系強(qiáng)度度破壞導(dǎo)致致的結(jié)構(gòu)失失效。梁橋傾覆過過程總結(jié)1)梁橋傾覆機(jī)機(jī)理研究內(nèi)容蘊(yùn)川公路金山大橋松浦大橋事故名稱實(shí)際車輛規(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事故車輛荷荷載統(tǒng)計(jì)上海地區(qū)車車輛荷載調(diào)調(diào)研圖片上海地區(qū)車車輛荷載數(shù)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)點(diǎn)2)上海市車輛輛荷載研究究上海地區(qū)車車輛荷載分分析重車荷載是是梁橋傾覆覆的直接誘誘因傾覆事故車車輛荷載均均遠(yuǎn)大于現(xiàn)現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范現(xiàn)場調(diào)研發(fā)發(fā)現(xiàn)上海地地區(qū)繞城高高速重車密密集上海繞城高高速重車較較多，應(yīng)對對實(shí)際汽車車荷載進(jìn)行行統(tǒng)計(jì)分析析研究內(nèi)容2—6軸車總重統(tǒng)計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)重車分布特特性分析2012年8月-20139月間的23萬個數(shù)據(jù)超過60噸的重車比比重為9%實(shí)測最大車車重達(dá)200噸2)上海市車輛輛荷載研究究研究內(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kNkN·mkN·mkN·mkN均值4181251456767231標(biāo)準(zhǔn)差293547222336119變異系數(shù)0.700.440.490.440.52最大值38226231283143081335效應(yīng)統(tǒng)計(jì)模擬車流加加載利用實(shí)測車車輛荷載信信息擬合隨隨機(jī)車流計(jì)算和統(tǒng)計(jì)計(jì)控制結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)和橫橫向安全穩(wěn)穩(wěn)定特定的的響應(yīng)2)上海市車輛輛荷載研究究研究內(nèi)容模擬車流效效應(yīng)和規(guī)范范車流效應(yīng)應(yīng)對比模擬車流的的效應(yīng)（紅紅色）是規(guī)規(guī)范車流效效應(yīng)（綠色色）的1.5———3倍采用規(guī)范車車輛荷載對對繞城高速速公路梁橋橋橫向安全全穩(wěn)定性進(jìn)進(jìn)行驗(yàn)算是是危險(xiǎn)的2)上海市車輛輛荷載研究究研究內(nèi)容荷載效應(yīng)公路I級基準(zhǔn)期極值公路I級基準(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169747252.78186355492.98中支點(diǎn)剪力45614803.2545915493.373.40設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期期內(nèi)車輛荷荷載最大值值推定1年車輛荷載載效應(yīng)推定定橋梁100年設(shè)計(jì)基準(zhǔn)準(zhǔn)期車輛荷荷載效應(yīng)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期期內(nèi)車輛荷荷載效應(yīng)是是規(guī)范的3.4倍2)上海市車輛輛荷載研究究研究內(nèi)容基于實(shí)測車車流的上海海繞城高速速公路車輛輛荷載模型型2)上海市車輛輛荷載研究究研究內(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)繞城高速調(diào)研區(qū)域和和內(nèi)容調(diào)研近155公里路段上上的梁橋結(jié)結(jié)構(gòu)重點(diǎn)關(guān)注13處關(guān)鍵立交交的匝道梁梁橋3)上海地區(qū)梁梁橋調(diào)研研究內(nèi)容內(nèi)環(huán)中環(huán)外環(huán)繞城高速獲取300余幅實(shí)橋資資料3)上海地區(qū)梁梁橋調(diào)研研究內(nèi)容簡支板梁T梁、小箱梁梁鋼箱梁混凝土箱梁梁統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)形形式簡支板梁、、T梁和小箱梁梁結(jié)構(gòu)破壞壞始于橫向向聯(lián)系，最最終為單片片梁破壞整體箱型截截面獨(dú)柱墩墩梁橋結(jié)構(gòu)構(gòu)是本研究究重點(diǎn)關(guān)注注結(jié)構(gòu)4大類別、16種梁橋結(jié)構(gòu)構(gòu)形式3)上海地區(qū)梁梁橋調(diào)研研究內(nèi)容統(tǒng)計(jì)梁橋的的跨聯(lián)布置置和支座布布置典型跨聯(lián)布布置：3跨1聯(lián)和4跨1聯(lián)（占79%）典型支座布布置：中間間短間距的的雙點(diǎn)鉸支支承（超40%）不利支座布布置：中間間點(diǎn)鉸支承承（約30%）百余座匝道道梁橋3)上海地區(qū)梁梁橋調(diào)研研究內(nèi)容位置結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)簡圖代表結(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)結(jié)構(gòu)和不利利結(jié)構(gòu)典型結(jié)構(gòu)：：中間雙點(diǎn)鉸鉸支承大挑挑臂箱梁橋橋中間短間距距雙點(diǎn)鉸支支承箱梁橋橋不利結(jié)構(gòu)：：中間單點(diǎn)鉸鉸支承鋼箱箱梁橋中間單點(diǎn)鉸鉸支承混凝凝土箱梁橋橋3)上海地區(qū)梁梁橋調(diào)研研究內(nèi)容調(diào)研在役梁梁橋運(yùn)營狀狀態(tài)內(nèi)環(huán)：共和和新路立交交中環(huán)：大柏柏樹立交繞城高速：：近蘊(yùn)川公公路匝道部分在役梁梁橋存在病病害，影響響結(jié)構(gòu)橫向向安全支座破損伸縮縫破損損橋墩破損3)上海地區(qū)梁梁橋調(diào)研研究內(nèi)容4)梁橋橫向穩(wěn)穩(wěn)定驗(yàn)算準(zhǔn)準(zhǔn)則橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)，需需要確保結(jié)結(jié)構(gòu)的橫向向安全定，，對橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)的橫向向安全進(jìn)行行驗(yàn)算。驗(yàn)驗(yàn)算時(shí)，作作用應(yīng)采用用其組合設(shè)設(shè)計(jì)值，結(jié)結(jié)構(gòu)材料性性能采用其其強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)值。橋梁結(jié)構(gòu)橫橫向安全驗(yàn)驗(yàn)算包括正常使用、整體體穩(wěn)定和構(gòu)件強(qiáng)度驗(yàn)驗(yàn)算。一般規(guī)定研究內(nèi)容4)梁橋橫向穩(wěn)穩(wěn)定驗(yàn)算準(zhǔn)準(zhǔn)則橋梁結(jié)構(gòu)正常使使用驗(yàn)算應(yīng)滿足：式中：γ——支座壓力系系數(shù)；Rb——支座壓力；；Rs——支座上拔力力；k——支座壓力安安全系數(shù)（建議取1.5）。正常使用驗(yàn)驗(yàn)算研究內(nèi)容正常使用驗(yàn)驗(yàn)算按照規(guī)規(guī)范規(guī)定的的車道荷載載取值，支支反力采用用梁格法等等空間計(jì)算算方法進(jìn)行行，不滿足足要求時(shí)應(yīng)應(yīng)設(shè)拉力支支座或增大大支座間距距。4)梁橋橫向穩(wěn)穩(wěn)定驗(yàn)算準(zhǔn)準(zhǔn)則橋梁結(jié)構(gòu)整整體穩(wěn)定驗(yàn)驗(yàn)算應(yīng)滿足足：式中：γqf——傾覆穩(wěn)定系系數(shù)；Sbk——抗傾覆力矩矩；Ssk——傾覆力矩；；K———傾覆穩(wěn)定安安全系數(shù)（（建議取1.5）。穩(wěn)定性驗(yàn)算算研究內(nèi)容容結(jié)構(gòu)整體體穩(wěn)定驗(yàn)驗(yàn)算荷載載應(yīng)按照調(diào)查查的極限限荷載取取值，不不滿足要要求時(shí)應(yīng)設(shè)拉力力支座或或增大支支座間距。橋梁構(gòu)件件強(qiáng)度即即構(gòu)件承承載能力力驗(yàn)算，，應(yīng)滿足足：式中：γ0——橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)的重要要性系數(shù)數(shù)；S——作用效應(yīng)應(yīng)的設(shè)計(jì)計(jì)值，按當(dāng)當(dāng)?shù)卣{(diào)查查極限荷荷載取值值；R——構(gòu)件承載載力設(shè)計(jì)計(jì)值。強(qiáng)度驗(yàn)算算γ0S≤R4)梁橋橫向向穩(wěn)定驗(yàn)驗(yàn)算準(zhǔn)則則研究內(nèi)容容構(gòu)件承載載能力驗(yàn)驗(yàn)算需要要考慮結(jié)結(jié)構(gòu)幾何何非線性性的影響響。可采采用以下下計(jì)算模模式計(jì)算算構(gòu)件承承載能力力設(shè)計(jì)值值。式中：S——作用效應(yīng)應(yīng)的設(shè)計(jì)計(jì)值；γl——非線性增增大系數(shù)數(shù)；R0——線性計(jì)算算得到的的作用效效應(yīng)值。。強(qiáng)度驗(yàn)算算的計(jì)算算模式S=γγlS0線性計(jì)算算可采用用空間梁梁單元模模型，單單元軸線線位于截截面形心心，結(jié)構(gòu)構(gòu)的約束束需按照照實(shí)際位位置確定定，與形形心間通通過剛臂臂連接。。水平力力計(jì)算時(shí)時(shí)，將縱縱橋向的的各個支支承處的的水平位位移進(jìn)行行約束。。形心實(shí)際約束剛臂實(shí)際約束剛臂節(jié)點(diǎn)梁單元4)梁橋橫向向穩(wěn)定驗(yàn)驗(yàn)算準(zhǔn)則則研究內(nèi)容容非線性方方法系數(shù)數(shù)γl計(jì)算參數(shù)：結(jié)構(gòu)總跨跨徑L，截面抗抗彎剛度度比n截面線性性計(jì)算轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角φ0查表可得得γl：端支座豎豎向反力力非線性性放大系系數(shù)中支座水水平反力力非線性性放大系系數(shù)4)梁橋橫向向穩(wěn)定驗(yàn)驗(yàn)算準(zhǔn)則則研究內(nèi)容容線性計(jì)算算參數(shù)：：截面線線性計(jì)算算轉(zhuǎn)角φ0非線性放放大系數(shù)數(shù)結(jié)構(gòu)參數(shù)數(shù)：結(jié)構(gòu)構(gòu)總跨徑徑L、截面抗抗彎剛度度比n橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)橫向穩(wěn)穩(wěn)定驗(yàn)算算需要驗(yàn)驗(yàn)算包括括上部結(jié)結(jié)構(gòu)、支支座、蓋蓋梁和橋橋墩在內(nèi)內(nèi)的橋梁梁結(jié)構(gòu)主主要構(gòu)件件的強(qiáng)度度。強(qiáng)度驗(yàn)算算內(nèi)容上部結(jié)構(gòu)構(gòu)支座：驗(yàn)驗(yàn)算中間間支座的的剪切承承載力蓋梁：驗(yàn)驗(yàn)算橋梁梁端部橋橋墩蓋的的梁蓋的的正截面面抗彎承承載力、、抗剪承承載力橋墩：驗(yàn)驗(yàn)算中間間橋墩的的抗彎承承載力、、局部抗抗壓承載載力橋墩布局局承壓驗(yàn)驗(yàn)算時(shí)，，考慮支支座在極極端荷載載作用下下變形后后，豎向向支承反反力并非非均勻施施加在橋橋墩上，，應(yīng)當(dāng)將將計(jì)算得得到支座座豎向力力乘以偏偏載系數(shù)數(shù)（建議議取2）作為驗(yàn)驗(yàn)算用的的設(shè)計(jì)值值。4)梁橋橫向向穩(wěn)定驗(yàn)驗(yàn)算準(zhǔn)則則研究內(nèi)容容車輛荷載載：內(nèi)環(huán)環(huán)和中環(huán)環(huán)快速路路4)梁橋橫向向穩(wěn)定驗(yàn)驗(yàn)算準(zhǔn)則則研究內(nèi)容容車輛荷載載：外環(huán)環(huán)和繞城城高速公公路宜采用能能反映橋橋址真實(shí)實(shí)車輛荷荷載水平平的驗(yàn)算算荷載4)梁橋橫向向穩(wěn)定驗(yàn)驗(yàn)算準(zhǔn)則則研究內(nèi)容容車道荷載載布置于于結(jié)構(gòu)最最外側(cè)，，采用最最不利布布載（車車道布置置不超過過相鄰?fù)馔鈧?cè)支座座連線））車輛荷載載：橫向向布置平面布置置4)梁橋橫向向穩(wěn)定驗(yàn)驗(yàn)算準(zhǔn)則則研究內(nèi)容容算例：浙浙江上虞虞立交事事故橋橋跨布置置6×20m鋼筋混凝凝土連續(xù)續(xù)箱梁橋橋兩端雙點(diǎn)點(diǎn)抗扭支支承，中中間獨(dú)柱柱鉸支承承車輛編號車型總重(噸)布置位置1自卸半掛車124.44第五-六跨2重型倉柵式貨車28.52第五跨3重型半掛牽引車125.6第四跨4重型廂式半掛車110.73第三跨4)梁橋橫向向穩(wěn)定驗(yàn)驗(yàn)算準(zhǔn)則則研究內(nèi)容容算例：浙浙江上虞虞立交事事故橋整體穩(wěn)定定驗(yàn)算構(gòu)件強(qiáng)度度驗(yàn)算查表參數(shù)數(shù)：總跨跨徑L=120m，截面抗彎彎剛度比比n=21.1結(jié)構(gòu)線性性轉(zhuǎn)角φ0=10.6°查表得中中墩水平平力放大大系數(shù)為為65中墩水平平力：S=γγlS0=65×86.5kN=5622kN(實(shí)際非線線性計(jì)算算結(jié)果為為5275kN，偏差6%)4)梁橋橫向向穩(wěn)定驗(yàn)驗(yàn)算準(zhǔn)則則研究內(nèi)容容算例：浙浙江上虞虞立交事事故橋構(gòu)件強(qiáng)度度驗(yàn)算中墩強(qiáng)度度驗(yàn)算（（偏壓構(gòu)構(gòu)件）S=20000kN>R=704kN，強(qiáng)度不不滿足4)梁橋橫向向穩(wěn)定驗(yàn)驗(yàn)算準(zhǔn)則則研究內(nèi)容容5)典型結(jié)構(gòu)構(gòu)橫向安安全穩(wěn)定定性內(nèi)環(huán)線主線橋采采用雙鉸鉸支承，，自重大大，結(jié)構(gòu)構(gòu)穩(wěn)定性性相對較較高點(diǎn)鉸支承承鋼箱梁梁在規(guī)范范荷載下下安全，，在極端端荷載作作用下可可能發(fā)生生事故內(nèi)環(huán)線上上應(yīng)嚴(yán)格格禁止重重車通行行驗(yàn)算雙鉸鉸抗扭支支承脊骨骨梁（中山西西路主線線橋）驗(yàn)算點(diǎn)鉸鉸支承鋼鋼箱梁（延安西西路匝道道橋）車輛荷載（kN/m）轉(zhuǎn)角（°）端支座脫空支座無脫空研究內(nèi)容容中環(huán)線驗(yàn)算雙鉸鉸抗扭支支承挑臂臂箱梁（汶水路路主線橋橋）驗(yàn)算點(diǎn)鉸鉸支承混混凝土箱箱梁（翔殷路路軍工路路匝道橋橋）車輛荷載（kN/m）轉(zhuǎn)角（°）無脫空端支座脫空端、中支座脫空主線橋采采用雙鉸鉸支承，，自重大大，結(jié)構(gòu)構(gòu)穩(wěn)定性性相對較較高點(diǎn)鉸支承承混凝土土箱梁在在規(guī)范荷荷載下安安全，在在極端荷荷載作用用下可能能發(fā)生事事故中環(huán)線上上應(yīng)嚴(yán)格格禁止重重車通行行5)典型結(jié)構(gòu)構(gòu)橫向安安全穩(wěn)定定性研究內(nèi)容容R=100、400、600、800、1000m外環(huán)線同濟(jì)路逸逸仙路高高架橫向向穩(wěn)定性性好曲線梁橋橋比直線線梁橋結(jié)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定定性好，，曲率半半徑大于于600m后，穩(wěn)定定性略有有降低驗(yàn)算同濟(jì)濟(jì)路逸仙仙路匝道道曲線梁梁橋參數(shù)化分分析曲率率半徑對對結(jié)構(gòu)橫橫向穩(wěn)定定影響同濟(jì)路逸逸仙路匝匝道橋參數(shù)化分分析5)典型結(jié)構(gòu)構(gòu)橫向安安全穩(wěn)定定性研究內(nèi)容容繞城高速速公路在極端荷荷載作用用下出現(xiàn)現(xiàn)支座脫脫空，按按照配重重、抗拉拉支座、、中支座座改為雙雙支座等等措施可可顯著改改善結(jié)構(gòu)構(gòu)橫向穩(wěn)穩(wěn)定性。。驗(yàn)算嘉瀏瀏滬嘉立立交鋼箱箱梁匝道道橋（施工事事故橋梁梁）5)典型結(jié)構(gòu)構(gòu)橫向安安全穩(wěn)定定性研究內(nèi)容容日常檢查查項(xiàng)目針對梁橋橋橫向安安全穩(wěn)定定性的日日常檢查查內(nèi)容針對影響響結(jié)構(gòu)橫橫向安全全的構(gòu)件件進(jìn)行檢檢查檢查位置置包括：：上部結(jié)結(jié)構(gòu)、支支座系統(tǒng)統(tǒng)、橋墩墩和附屬屬設(shè)施以目檢為為檢測手手段，共共20項(xiàng)內(nèi)容重點(diǎn)關(guān)注注單點(diǎn)鉸鉸支承的的匝道橋橋、鋼箱箱梁橋、、組合梁梁橋和曲曲率半徑徑大于600m的曲線梁梁橋檢查位置檢查內(nèi)容檢查要求等級損傷編號損傷存在上部結(jié)構(gòu)梁端部轉(zhuǎn)動梁端無肉眼可見的高差Ⅰ1

橫移無梁體接觸一側(cè)擋塊，脫離另一側(cè)擋塊Ⅲ2

反力裂縫支座上方梁底面無通長裂縫Ⅱ3

支座系統(tǒng)端部支座脫空支座和梁底無脫空Ⅰ4

強(qiáng)度破損支座壓壞Ⅰ5

中間支座剪切破損剪切角不超過3°Ⅱ6

梁體滑移梁中線偏離設(shè)計(jì)不超過2cmⅠ7

混凝土墊塊墊塊破損混凝土墊塊無混凝土剝離Ⅲ8

橋墩蓋梁剪切破損支座下蓋梁無豎向通長裂縫Ⅱ9

根部裂縫蓋梁根部頂面無通長縱向裂縫Ⅱ10

蓋梁根部底面無通長豎向裂縫Ⅱ11

端橋墩墩底裂縫墩底側(cè)面無通長裂縫Ⅱ12

中間橋墩墩頂破損墩頂側(cè)面無混凝土剝離Ⅲ13

墩底裂縫墩底側(cè)面無通長裂縫Ⅱ14

附屬設(shè)施伸縮縫堵塞伸縮縫內(nèi)無雜物無堵塞而影響正常功能Ⅲ15

限位擋塊破損擋塊與橋墩無脫離，根部無通長裂縫Ⅱ16

抗拉鋼筋斷裂抗拉鋼筋無斷裂Ⅰ17

綠化帶脫落無超過5m長的單側(cè)脫落Ⅱ18

護(hù)欄脫落無超過5m長的單側(cè)脫落Ⅱ19

風(fēng)屏障脫落無超過5m長的單側(cè)脫落Ⅱ20

6)檢查、維維護(hù)和加加固策略略分析研究內(nèi)容容檢查位置檢查內(nèi)容檢查要求等級損傷編號損傷存在上部結(jié)構(gòu)梁端部轉(zhuǎn)動梁端無肉眼可見的高差Ⅰ1

橫移無梁體接觸一側(cè)擋塊，脫離另一側(cè)擋塊Ⅲ2

反力裂縫支座上方梁底面無通長裂縫Ⅱ3

支座系統(tǒng)端部支座脫空支座和梁底無脫空Ⅰ4

強(qiáng)度破損支座壓壞Ⅰ5

中間支座剪切破損剪切角不超過3°Ⅱ6

梁體滑移梁中線偏離設(shè)計(jì)不超過2cmⅠ7

混凝土墊塊墊塊破損混凝土墊塊無混凝土剝離Ⅲ8

橋墩蓋梁剪切破損支座下蓋梁無豎向通長裂縫Ⅱ9

根部裂縫蓋梁根部頂面無通長縱向裂縫Ⅱ10

蓋梁根部底面無通長豎向裂縫Ⅱ11

端橋墩墩底裂縫墩底側(cè)面無通長裂縫Ⅱ12

中間橋墩墩頂破損墩頂側(cè)面無混凝土剝離Ⅲ13

墩底裂縫墩底側(cè)面無通長裂縫Ⅱ14

附屬設(shè)施伸縮縫堵塞伸縮縫內(nèi)無雜物無堵塞而影響正常功能Ⅲ15

限位擋塊破損擋塊與橋墩無脫離，根部無通長裂縫Ⅱ16

抗拉鋼筋斷裂抗拉鋼筋無斷裂Ⅰ17

綠化帶脫落無超過5m長的單側(cè)脫落Ⅱ18

護(hù)欄脫落無超過5m長的單側(cè)脫落Ⅱ19

風(fēng)屏障脫落無超過5m長的單側(cè)脫落Ⅱ20

6)檢查、維維護(hù)和加加固策略略分析研究內(nèi)容容***等級Ⅰ為為危險(xiǎn)結(jié)結(jié)構(gòu)損傷傷，出現(xiàn)現(xiàn)這一損損傷表明明結(jié)構(gòu)極極有發(fā)生生傾覆的的可能；；***等級Ⅱ?yàn)榻Y(jié)構(gòu)構(gòu)重要損傷，，是由于結(jié)構(gòu)構(gòu)自身設(shè)計(jì)不不足或者車輛輛荷載過大造造成的非致命命性損傷；***等級Ⅲ為結(jié)構(gòu)構(gòu)典型損傷，，是可待觀察察的對結(jié)構(gòu)橫橫向穩(wěn)定有不不利影響的損損傷；6)檢查、維護(hù)和和加固策略分分析研究內(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分析可能出現(xiàn)的的影響橫向向穩(wěn)定的工工況：對可能出現(xiàn)現(xiàn)橫向不平平衡受力的的維護(hù)工況況，需要進(jìn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)橫橫向穩(wěn)定安安全性驗(yàn)算算更換鋪裝、、增設(shè)（拆拆除）管線線槽、拆除除更換護(hù)欄欄、增設(shè)增增設(shè)（拆除除）風(fēng)屏障障、拆除更更換（增設(shè)設(shè)）綠化帶帶6)檢查、維護(hù)護(hù)和加固策策略分析研究內(nèi)容梁端拼寬設(shè)置拉桿更換抗拉支支座橋墩加寬支座壓重加固方案不同加固方方案適用條條件不同，，需根據(jù)實(shí)實(shí)際情況選選用6)檢查、維護(hù)護(hù)和加固策策略分析研究內(nèi)容轉(zhuǎn)角(°)轉(zhuǎn)角(°)單點(diǎn)鉸支承承鋼箱梁橋橋管養(yǎng)策略略更換鋪裝：：限行小車車更換附屬設(shè)設(shè)施：不超超過4kN/m更換鋪裝：：半幅通行貨貨車，梁體體轉(zhuǎn)角>5°單側(cè)增加附附屬設(shè)施：：超過4kN/m，梁體轉(zhuǎn)角角>5°6)檢查、維護(hù)護(hù)和加固策策略分析研究內(nèi)容單點(diǎn)鉸支承承混凝土箱箱梁橋管養(yǎng)養(yǎng)策略更換鋪裝：：封閉交通通更換附屬設(shè)設(shè)施：不超超過4kN/m更換鋪裝：：半幅通行小小車，梁體體轉(zhuǎn)角>5°單側(cè)增加附附屬設(shè)施：：超過4kN/m，梁體轉(zhuǎn)角角>5°6)檢查、維護(hù)護(hù)和加固策策略分析研究內(nèi)容梁橋橫向穩(wěn)穩(wěn)定安全性性評估方法法及對策研研究項(xiàng)目概述研究內(nèi)容主要結(jié)論研究內(nèi)容研究目的研究背景管養(yǎng)策略傾覆判據(jù)車輛荷載傾覆機(jī)理梁橋調(diào)研同濟(jì)大學(xué)梁梁橋工程系系施工與信息息技術(shù)研究究室管養(yǎng)策略傾覆判據(jù)車輛荷載傾覆機(jī)理梁橋調(diào)研主要結(jié)論結(jié)構(gòu)傾覆是是極端偏載載下，梁體體轉(zhuǎn)動引起起支承體系系強(qiáng)度破壞壞導(dǎo)致的結(jié)結(jié)構(gòu)失效傾覆過程中中幾何非線線性效應(yīng)明明顯，不可可忽略結(jié)構(gòu)傾覆始始于支座脫脫空，但支支座脫空并并不一定發(fā)發(fā)生傾覆傾覆過程中中，支座豎豎向反力重重分布導(dǎo)致致支座端部部蓋梁破壞壞，水平推推力導(dǎo)致支支座剪壞、、橋墩剪壞壞誘發(fā)結(jié)構(gòu)傾傾覆的是穩(wěn)穩(wěn)定問題，，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)失效的是是強(qiáng)度問題題提出了考慮慮幾何非線線性和水平平力的梁橋橋傾覆機(jī)理理并通過有有限元模擬擬驗(yàn)證，明明確了梁橋橋傾覆的過過程管養(yǎng)策略傾覆判據(jù)車輛荷載傾覆機(jī)理梁橋調(diào)研主要結(jié)論上海的地區(qū)區(qū)車輛荷載載存在區(qū)域域分布特點(diǎn)點(diǎn)，繞城高高速公路車車輛荷載極極端情況約約為規(guī)范的的3.4倍梁橋結(jié)構(gòu)橫橫向驗(yàn)算時(shí)時(shí)，需要根根據(jù)不同地