【摘 要】
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随着我国城市化建设的深入推进,独柱墩曲线梁桥因线形美观,环境适应能力强、交通流量分流能力强等优势,被广泛应用于城市立交系统及高等级公路的枢纽互通中。但近年来发生了多起独柱墩桥梁整体倾覆事故,给国家造成了巨大的财产损失和恶劣的社会影响。尽管超载是造成事故的主要原因,但是作为桥梁设计者,不可能以超载作为技术标准去设计桥梁,而是应该要加深对倾覆问题的认识,从而在设计层面上提高独柱墩曲线桥梁的抗倾覆稳定性
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随着我国城市化建设的深入推进,独柱墩曲线梁桥因线形美观,环境适应能力强、交通流量分流能力强等优势,被广泛应用于城市立交系统及高等级公路的枢纽互通中。但近年来发生了多起独柱墩桥梁整体倾覆事故,给国家造成了巨大的财产损失和恶劣的社会影响。尽管超载是造成事故的主要原因,但是作为桥梁设计者,不可能以超载作为技术标准去设计桥梁,而是应该要加深对倾覆问题的认识,从而在设计层面上提高独柱墩曲线桥梁的抗倾覆稳定性,避免倾覆事故的再次发生。鉴于此,对独柱墩曲线梁桥抗倾覆稳定性的深入研究仍具有重要的现实意义和工程价值。本文以某独柱墩曲线梁桥为研究对象,通过数值模拟对其抗倾覆稳定性开展了相应的研究工作,主要内容如下:（1）基于现行规范的独柱墩曲线梁桥抗倾覆性能研究。采用Midas/Civil软件对该独柱墩曲线梁桥建立有限元模型,分析其在不同移动荷载工况下的抗倾覆稳定性,进一步从倾覆过程的本质出发,基于规范发展了一种确定桥梁在满足抗倾覆稳定性要求下所能承受的汽车最大限载的方法。研究结果表明,该桥在车道荷载下满足规范要求,但相比较实际运营中出现的车队荷载,采用车道荷载这种“虚拟荷载”模式产生的倾覆效应较小;以典型车辆单车过桥时,桥梁不会存在倾覆风险,当双车、三车及四车纵向排队过桥时,单辆车超载仅需达到190%、100%及50%时,桥梁就会发生倾覆。通过与已发生倾覆事故的同类桥型对比,本桥分析得出的汽车过桥工况及数据与实际倾覆事故较为吻合,说明本文所用的方法具有一定的现实意义。（2）曲线梁桥抗倾覆稳定性参数影响分析。以该独柱墩桥梁为样本桥梁,采用有限元软件Midas/Civil通过控制变量的方法建立不同曲线半径、不同梁端双支座间距、不同边中跨比值的有限元模型,探讨不同参数对结构抗倾覆稳定性的影响规律。研究结果表明,独柱墩曲线梁桥的抗倾覆稳定性随着曲线半径的增大而增大;随着梁端双支座间距的增大,桥梁的抗倾覆稳定性呈现递增的趋势;边中跨比值越大,桥梁的抗倾覆稳定性越高。（3）抗倾覆稳定性参数敏感性分析。通过正交实验和灰色理论相结合的方法对影响独柱墩曲线梁桥抗倾覆稳定性的参数进行了敏感性分析,得出了影响独柱墩曲线梁桥抗倾覆稳定性的主要因素。研究结果表明,梁端双支座间距对独柱墩曲线桥梁的抗倾覆稳定性影响最为敏感。（4）提升抗倾覆稳定性的工程改进措施分析。针对处于不同阶段的独柱墩桥梁,探讨了一些改善抗倾覆性能的相关措施。研究结果表明,对于多跨独柱墩曲线梁桥,避免连续单支点设计,可以有效提高结构的抗倾覆性能。图[54]表[23]参[73]
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