独柱墩梁桥倾覆破坏机理研究

系统研究了独柱墩梁桥在超载及偏载作用下箱梁发生倾覆破坏的机理,具体包括如下内容:(1)定义了箱梁发生倾覆前的两个关键状态,即一侧端支座脱空状态和倾覆稳定极限状态,并据此进一步定义了箱梁发生倾覆的3个阶段,即稳定阶段、过渡阶段和倾覆阶段;(2)以上虞春晖大桥为背景,建立了考虑接触非线性和几何非线性的ABAQUS有限元模型,确定了桥梁倒塌的两个关键状态所对应的荷载,并进一步研究了倾覆荷载与箱梁弹性模量、加载位置、桥长和支座与箱梁摩擦系数间的关系。研究结果表明:(1)有限元计算得到的倾覆极限荷载与春晖桥现场倒塌实测荷载吻合,表明春晖桥的倒塌源于箱梁首先倾覆,在倾覆过程中桥墩被推倒;(2)倾覆稳定极限状态可以作为判断桥梁是否倾覆的依据,比采用一侧端支座脱空状态判断更加准确,对应的倾覆极限荷载是转动极限荷载的1.5~2倍;(3)独柱墩梁桥的转动和倾覆极限荷载与箱梁的弹性模量、加载位置和桥长有关,而与支座与箱梁间的摩擦系数无关。     

弯桥偏位和爬移典型案例和机理研究

近年来,很多弯桥上部结构发生与支座的相对位移,严重的甚至引起桥梁倒塌。本文系统调研了多座弯桥,对上部结构与桥墩发生相对位移的病害进行归纳整理,提出了2种位移模式：偏位和爬移,偏位指在施工误差和墩柱倾斜作用下上部结构和下部墩柱发生了相对位移,包括刚体位移和变形体位移,爬移指在温度和离心力作用下上部结构发生横桥向不可恢复的位移。本研究共选取6个案例桥对偏位和爬移模式进行详细说明分析。然后以长沙某弯桥为背景,建立了数值模型,分析了整体升降温、温度梯度、施工误差、车道偏载与各支座支反力和径向位移的相关性,明确各因素对弯桥偏位和爬移的影响,为桥梁运营阶段的病害监测和病害防治提供科学指导与参考。