独柱墩梁桥倾覆临界状态分析及规范法的适用性

作     者：熊文 鲁圣弟 龚玄 崔珊珊 叶见曙 XIONG Wen;LU Sheng-di;GONG Xuan;CUI Shan-shan;YE Jian-shu

作者机构：东南大学交通学院江苏南京210096 安徽省交通控股集团有限公司安徽合肥230088 

出 版 物：《中国公路学报》 (China Journal of Highway and Transport)

年 卷 期：2018年第31卷第3期

页      面：49-58页

核心收录：

学科分类：1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 08[工学] 0813[工学-建筑学] 0802[工学-机械工程] 0814[工学-土木工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：安徽省交通控股集团有限公司交通科技项目(AHGS 2014-18) 江苏省自然科学基金项目(BK20161417) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(2242016R30023) 

主　　题：桥梁工程 独柱墩 有限元方法 倾覆临界状态 规范方法 支座脱空 安全系数 

摘      要：为了对独柱墩梁桥的倾覆机理与安全性评价进行研究,以哈尔滨阳明滩大桥已发生倾覆事故的独柱墩梁桥为例,进行精细化三维有限元建模,将支座视为橡胶单元,并记入几何、材料双重非线性,在多种基准验算荷载作用下进行结构极限破坏状态的全过程分析;同时提出4个依次发生的临界倾覆状态,连续描述整个倾覆过程中不同阶段的受力临界行为,利用抗倾覆安全系数的概念针对不同临界状态定量确定独柱墩梁桥的抗倾覆性能,并结合实际倾覆事故进行合理性验证。将规范法、仿真分析的结果与实际情况进行了对比,研究结果表明:基于理想支承刚体转动的规范方法会明显高估其抗倾覆性能,运营阶段不仅应避免支座脱空现象,还应进一步控制上部结构梁体扭转角不超限;建议采用弹性体空间计算模型,计算支座恒载反力与活载最大竖向负反力的比值,作为针对第1临界倾覆状态(支座脱空)的抗倾覆安全系数;当55t车辆或公路-I级作为验算荷载时,该系数应分别大于1.3或2.0,并计入橡胶支座与主梁底面之间的相互作用。