【摘要】：隨著我國交通事業(yè)的不斷發(fā)展以及城市化進程不斷加快,越來越多為適應道路線形變化的彎梁橋被建造。近些年,全國多次出現(xiàn)了獨柱墩彎梁橋的整體傾覆事故,造成了重大經(jīng)濟損失和極其惡劣的社會反響。本文以2015年發(fā)生傾覆事故的粵贛高速公路匝道橋為基準橋,采用正交試驗方法設計了模型試驗的縮尺有機玻璃模型,結合ANSYS數(shù)值模擬分析了彎梁橋的抗傾覆性能。本文主要研究內(nèi)容和成果如下:(1)通過3座有機玻璃模型的正交試驗,得到了彎梁橋豎向位移、應變、支反力隨著車輛荷載逐級增加直至發(fā)生傾覆時的變化規(guī)律。彎梁橋發(fā)生傾覆時,各測點應變都遠遠小于極限應變,即彎梁橋傾覆狀態(tài)可近似看作是上部結構的剛體轉動。(2)通過建立的試驗樣本有限元模型,對比分析數(shù)值分析與試驗結果,探討彎梁橋?qū)嶓w模型數(shù)值模擬方式合理性,為有限元軟件中模擬的準確性提供參考。(3)基于試驗結果與有限元計算結果,通過極差與方差分析,發(fā)現(xiàn)彎梁橋傾覆的主要影響因素中:中墩預偏心對彎梁抗傾覆性能影響最顯著,其次是車輛間距,再次是梁端支座間距,最后是曲率半徑。(4)基于試驗結果和有限元分析結果的進一步研究,推定了彎梁橋的傾覆軸形式,即為通過外側支座的圓弧,并基于該傾覆軸線的形式,推導了有效的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)公式。為了便于應用,本文進一步給出了簡化的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)計算公式,并確定了臨界的穩(wěn)定系數(shù)。(5)基于以上研究,探討了上部結構質(zhì)量偏心方法與調(diào)整中墩支座預偏心和聯(lián)端支座間距方式對彎梁橋抗傾覆穩(wěn)定性的影響,研究結果表明:增加內(nèi)側腹板厚度、采用非對稱欄桿布置及設置中墩預偏心都能明顯提高彎梁橋的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù),增加端支座間距具有一定的效果,但不如前面三種方式明顯。
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圖１－３哈爾濱陽明灘大橋發(fā)生傾覆坍塌邋圖１４粵贛高速城南互通立交出口匝道橋傾覆垮塌逡逑以上事故橋梁均為中墩獨柱箱形彎梁橋。逡逑上述事故基本是嚴重超載引起的，但隨著此類事故的相繼發(fā)生，部分學者己經(jīng)開始研逡逑究其相關機理。目前大部分橋梁工程師在設計時注重的是橋梁的縱向受力與分析，只關注逡逑了橋梁的平面內(nèi)承載力是否符合規(guī)范要求，卻忽視了橋梁平面外的受力分析，基本沒有專逡逑門分析橋梁的抗傾覆穩(wěn)定性。目前的橋梁設計規(guī)范也尚無關于橋梁上部結構傾覆分析的設逡逑計方法，相關的理論分析也并不一致，因此，通過試驗研究彎梁橋的抗傾覆性能的機理對逡逑彎梁橋安全性具有較強的工程應用價值，，能夠為工程設計和施工提供技術指導和參考。逡逑１．２國內(nèi)外研究現(xiàn)狀逡逑１．２．１國內(nèi)外彎梁橋主要計算理論逡逑國內(nèi)外學者對于彎梁橋的計算理論和方法做了很多的研究工作［Ｎ９］，為彎梁橋的建設做逡逑出了巨大貢獻》逡逑

圖１－５傾覆軸線的選取逡逑１．２．３．４d椣蚯愀參榷ㄏ凳降難芯肯腫村義銑艘隕咸岬降摹豆犯紙罨炷良霸びα炷燎藕杓乒娣丁罰ǎ剩裕清澹模叮玻玻埃保玻╁義險髑蟾澹矗保怪械暮嵯蚯愀參榷ㄏ凳酵�，诸多学者疑n詬髯匝繡車幕∩系貿(mào)雋瞬煌義系暮嵯蚯愀參榷ㄏ凳劍哄義息儼芫暗齲郟玻矗萑銜髑蟾澹矗保怪械暮嵯蚯愀參榷ㄏ凳講煌晟�，幽[雋艘恍┨剿鰨義獻鈧盞貿(mào)雋艘韻鹿劍哄義希蟈澹劍蓿體澹藉危兀遙幔兀殄危荊玻靛義希斟澹櫻螅脲澹ǎ苠澹澹停ǎ掊澹澹校耄澹╁義鮮街校海廖愀倉嵊爰釉爻檔樂行南呶С傻拿婊鑠澹ㄇ愀膊啵┓段�，加载硻n樂行南叩膩義匣〕ぃ佑肭愀倉岬南頁ぃ詰謀戎�。逦－．辶x險髑蟾搴筒芫暗染豢悸橇撕閽睪突鈐氐撓跋歟栽びα�、温儿o紉蛩孛揮鋅悸恰ｅ義息諏悍澹郟玻擔蕁⒅蘢詠艿齲郟玻福萃ü幌盜醒芯�，蒂Q(mào)雋撕嵯蚯愀參榷ㄏ凳劍哄義

本文編號：2634431