【摘 要】:本文以中墩獨柱的橋寬為10.5米，跨度為4x20米的平曲線半徑分別為:R=50、100、150、200、240、300米和∞(即直線)的鋼筋混凝土連續箱梁進行分析，確定獨柱墩小半徑彎橋的抗傾覆穩定性。

　　【關鍵字】：獨柱墩,小半徑,彎橋,抗傾覆穩定性

　　1 前言

　　獨柱墩連續梁橋由于墩柱對橋下空間占用小，整體結構美觀，而廣泛應用于城市高架橋、城市和公路互通立交里的匝道橋，而在匝道橋中尤其以小半徑彎橋居多。這種橋的顯著特點是恒載作用下邊支點內外反力相差較大，活載偏載作用下內側可能會產生支座脫空。

　　2009年7月15日津晉高速公路天津段港塘互通立交橋A匝道獨柱墩橋梁因通行車輛偏載發生倒塌，2012年8月24日 哈爾濱陽明攤大橋引橋匝道橋因通行車輛偏載超載引發整體傾覆，傾覆結構為三跨連續，鋼混凝土組合箱梁，中墩獨柱。這些橋梁雖然產生傾覆倒塌的主要原因是超載，但不得不說我們的規范在抗傾覆穩定性方面除了支座不允許出現拉力外并沒有其他規定，我們的設計在考慮傾覆穩定方面也沒有足夠的前瞻性。這應該引起我們設計人員的足夠重視。新的《公路鋼筋混凝土和預應力混凝土橋涵設計規范》正在編撰，其征求意見稿中已增加了對橋梁抗傾覆穩定性的規定。本文以此規定為依據，對橋寬為10.5米，跨度為4x20米的平曲線半徑分別為:R=50、100、150、200、240、300米和∞(即直線)的鋼筋混凝土連續箱梁進行分析，總結出不同曲線半徑對傾覆穩定性的影響。

　　2 概況

　　橋梁跨徑 4x20米，橋寬10.5米，橫斷面布置如圖一，平曲線半徑分別為：R=50、100、150、200、240、300米和∞(即直線)，模型平面見圖二，其中0、4號臺為雙支點，支座間距為5m，1、2、3號墩為單支點，為方便對比，均不設預偏心。二期恒載按雙側防撞墻，10厘米混凝土鋪裝+10厘米瀝青鋪裝考慮。汽車荷載按偏載雙車道偏向曲線外側最不利布置。采用midas/civil 2012 對以上7種情況分別建模分析。僅考慮恒載、汽車荷載和溫度作用。

　　3 反力結果

　　對7種不同平曲線半徑的橋分別列出各種工況下的反力，由于篇幅有限，圖中僅示出R=50時標準組合下支點最小反力(圖三)和R=240時標準組合下支點最小反力(圖四)，其中汽車荷載作用下的最小反力見表一、恒載作用下的反力見表二、承載能力極限狀態最小反力見表三、正常使用極限狀態標準組合最小反力見表四。

　　通過以上表格對比能得出以下結論：曲線半徑的變化對邊支點內、外側的活載反力影響很小，對邊支點內、外側的恒載反力影響很大。承載能力組合下的最小反力半徑小的更不利實際最主要的影響因素是恒載反力受曲線半徑的影響較大的原因了。因此對于中墩獨柱的橋，無論曲線半徑多大，均應重點考慮傾覆穩定問題，尤其是恒載較小的鋼箱梁、鋼混凝土組合箱梁等結構。

　　從承載能力極限狀態組合來看，R=50~R=240米均出現支座脫空現象，但在標準組合下均未出現脫空，滿足規范要求，但富裕量偏小。

　　4 傾覆穩定驗算

　　根據《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》征求意見稿 4.1.9條，除應滿足所有支座在作用標準組合(汽車荷載考慮沖擊系數)下，所有單向受壓支座不能脫空外，尚應滿足上部結構的抗傾覆穩定系數 。根據規范先確定傾覆軸，其中R=200及R=∞的傾覆軸見圖五：

　　按規范計算抗傾覆穩定性系數，結果見表五：

　　表中R=150米和R=240米時的抗傾覆穩定系數小于2.5，不滿足規范要求，富裕量不足。

　　5 結論

　　通過以上分析研究，得出以下結論：

　　1)曲線半徑對恒載反力的影響較大，但對偏載活載反力的影響較小。

　　2)傾覆穩定系數與曲線半徑的變化關系并非線性，實際影響因素有曲線半徑、橋梁跨度、傾覆軸的位置等多方因素。

　　參考文獻

　　[1] 邵容光.混凝土彎梁橋[M].北京：人民交通出版社，1994

　　[2] JTG D62-2004公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范.

　　[3] JTG D62-20xx公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范 征求意見稿.

　　[4] JTG D60-2004公路橋涵設計通用規范.

　　[5] 劉德華,金偉良,劉斌,等.獨柱墩曲線梁橋中的支座分析.南京理工大學學報(自然科學版),2006,30(1)