獨柱墩橋梁結構安全驗算及處理方案探討

韋心意

廣西界圍信息科技有限公司，廣西南寧 530007

近年來，我國城市化建設步伐越來越快，對我國經(jīng)濟發(fā)展造成積極促進作用，但是在一些實際運用中，常常出現(xiàn)一些問題，尤其是在獨柱墩橋建筑結構中。由于其建筑具有結構輕巧、工程量小以及橋下通透性良好等眾多優(yōu)點，因此，在建筑過程中被廣泛應用。但同時獨柱墩橋也存在很多缺點，如建筑中橋梁的支座設置往往是依靠單點支撐的，而這種結構在實際使用中很容易產(chǎn)生很多安全隱患。

1 獨柱墩橋梁的抗傾覆能力判斷標準

在當前我國的獨柱墩橋梁運用過程中，由于各種原因，經(jīng)常發(fā)生一些事故，對人們的出行，以及我國的交通運輸方面造成重大影響。為此，相關部門應該根據(jù)情況，采取一些有效措施進行防范，尤其對獨柱墩橋梁的抗傾覆能力進行有效判定，是加強我國交通運輸事業(yè)發(fā)展的必要前提。因此，本文便從兩方面對此進行判定。

1.1 判定橋梁傾覆能力的標準實施方案

1.1.1 方案一

獨柱墩橋梁上部結構的抗傾覆能力，其穩(wěn)定系數(shù)應該滿足：

式中：Kqf——橫向抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)；Sbk——橋梁結構上部傾覆的汽車荷載值；Sak——橋梁上部結構穩(wěn)定的作用相關標準。

1.1.2 方案二

式中：Kqf——橋梁的橫向抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)；γ0——橋梁結構重要性的相關系數(shù)；Sb，cdj——橋梁上部結構自重作用的效應組合計值，其中作用分項系數(shù)表示1.0，Ss，gdi——橋梁上部結構失穩(wěn)的結構自重作用效應組合計值，其中作用分項的系數(shù)為1.2，Sb，gdi——橋梁上部結構失穩(wěn)的可變作用的效應組合計值，其中汽車的荷載分項系數(shù)一般為1.8，而對其余的荷載分項系數(shù)一般都取1.0。

1.2 抗傾覆設計方案的完善和強化

在當前我國大多數(shù)獨柱墩橋梁的建筑中，一般都采用方案二來進行實現(xiàn)，因為此方法在實際使用過程中，往往會涉及結構穩(wěn)定及使結構失穩(wěn)的結構自重作用，因此，常常需要選取不同的荷載分項系數(shù)。此外，由于箱梁頂板、腹板以及底板等多方面的空間分布性相對比較復雜，因此，工作人員在其實際使用過程中，無法對此進行實際性的區(qū)分，那么對于橫向傾覆的曲線橋梁等方面，其難度也就更加困難了。此外，在計算過程中，我們還經(jīng)常性的受到外界因素的干擾，并因此使得具體施工操作過程受到巨大的阻礙作用，同時也對計算結果產(chǎn)生各種影響，使其缺乏嚴格性、準確性。為此，我們需要對此方案采取一些必要措施進行加強操作，以保證獨柱墩橋梁建筑的安全及可靠。

1.2.1 恒載反力方法

在對橋梁的傾覆程度維護方案中，首先以傾覆軸為中心進行區(qū)分，然后再利用兩側的恒載支反力向上，分別使得橋梁上部的結構趨向穩(wěn)定，然后再將上部的結構失穩(wěn)的自重效應進行科學、有效的計算。

1.2.2 恒載自重面積分配法

先將橋梁的傾覆軸作為劃分的界限，然后再根據(jù)實際情況，以面積為單位將傾覆軸兩側恒載自重進行科學分配，然后使得橋梁上部結構的自重效應和失穩(wěn)的自重效應等進行有效控制。

2 獨柱墩橋梁安全驗算以及處理方案

經(jīng)過相關的研究和實驗發(fā)現(xiàn)，在眾多的橋梁使用中，仍存在著很多的問題，尤其是在橋梁的支座脫空方面以及抗傾覆能力不足等各方面，都有著很多的安全隱患問題。但是，根據(jù)調(diào)查結果發(fā)現(xiàn)，這兩者之間并沒有聯(lián)系性，也就是這兩者之間既可以互相存在，又可以獨立存在。此外，這兩者產(chǎn)生也具有一定的條件，就對于抗傾覆能力獨柱墩橋來說，其存在大多位于直徑在100～300m之間曲線橋梁中，而對于那些直線橋以及100米以內(nèi)的小半徑橋梁，則具有很高的抗傾覆能力。另外，對于那些支座脫空的橋梁，其大多存在于半徑為100m左右大型跨徑預應力曲線橋梁中。通過研究發(fā)現(xiàn)，這種情況存在的主要原因有以下幾方面：

2.1 傾覆主軸的位置影響

對于某些獨柱墩橋梁來說，其抗傾覆能力的程度主要是因為傾覆軸的位置而影響的，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，如果橋梁的支座大多集中分布在傾覆軸周邊的話，通常情況下，其抗傾覆能力一般較低；相反，如果支座較多的偏離橋梁的傾覆軸，那么與其相對應的傾覆能力，往往較高。

2.2 預應力曲線梁的作用

由于支座脫空現(xiàn)象主要發(fā)生于預應力曲線梁，因此，與曲線梁相對應直線梁便有著很多的特點，對橋梁支座脫空有著重要影響，其中主要包括以下幾點：第一，直線梁中外緣彎曲程度要遠遠大于內(nèi)緣之間的彎曲應力；第二，恒載產(chǎn)生扭曲，使得橋梁總之處于彎曲、扭矩的受力狀態(tài)，對其質(zhì)量造成一定影響。第三，預應力次內(nèi)力的作用，使得箱梁所受力較大，因此很容易產(chǎn)生扭矩現(xiàn)象，并且在一定條件，很容易引發(fā)橋臺和過渡墩處的曲線內(nèi)側出現(xiàn)支座脫空現(xiàn)象。

針對以上出現(xiàn)的問題，我們也做出一些解決方案，其中經(jīng)常采用方案主要有兩種，一是獨柱墩增加鋼蓋梁方案，另一種是獨柱墩增加混凝土蓋梁方案。綜合來說，這兩種方案是最適應我國階段發(fā)展的要求，并且在對存在安全隱患的橋梁進行加固的過程中也發(fā)揮出重要作用。其中，對于那些柱徑較大，柱高較高的橋梁，一般所采用方案便是增設鋼蓋梁的處理方法，對于直徑較小，以及柱高較低的橋梁，則采用增設混凝土蓋梁處理。

3 結語

總之，加強對獨柱墩橋梁結構安全驗算及處理方案的分析，對我國建筑事業(yè)發(fā)展有著重要影響，但是在實際施工和運行中，仍然存在著很多問題，尤其是對于獨柱墩橋梁的結構安全性問題，為保證人們的出現(xiàn)安全，以及我國城市的和諧發(fā)展，相關工作人員必須要根據(jù)實際情況，采取有效措施對其進行管理，以提高橋梁建筑質(zhì)量，進而促進我國經(jīng)濟的長遠性發(fā)展。

[1] 吳宏業(yè).獨柱墩橋梁結構安全驗算及處理方案探討[J].北方交通，2014（2）：58-61.

[2] 王榮華.橋梁結構安全性與耐久性的現(xiàn)狀分析[J].中國市政工程，2012（2）：30-32，99.