公路與城市道路橋梁抗傾覆設計及運營管理策略探討

李貴勛 陳明

摘要：本文主要從多角度出發，分析了影響公路和城市道路橋梁抗傾覆穩定的因素，結合了我國目前近些年發生的橋梁傾覆事故情況，對事故原因加以分析，在此基礎上從設計和運營管理角度探討橋梁抗傾覆相關措施。主要目的是為降低公路與城市道路橋梁抗傾覆風險，保證道路運營安全。

關鍵詞：道路橋梁;抗傾覆設計;運營管理

引言

隨著社會不斷發展，各地車輛保有輛越來越高，為保障道路運行順暢，全國公路及城市道路建設越來越快。在此背景下，道路運營安全也越來越重要。對于橋梁設計和運營管理要求也越來越高。近年來，城市高架橋和互通立交越來越多，橋梁側翻事故頻頻發生，對人民的生命財產安全造成了巨大的損失。因此，全面考慮及加強完善橋梁的抗傾覆設計計算，可以提高橋梁運營的安全性和穩定性。本文考慮多個影響因素，研究橋梁曲線半徑、支承類型、橫向支座間距對橋梁抗傾覆計算的影響，為公路和城市橋梁的建設提供參考，促進橋梁的安全運行和發展。

經過分析比對，發生事故的橋梁都存在共同的基本特征：橋梁上部梁體結構均為整體式連續箱梁，橋梁支座布置均采用相同或相近的布置情況，在橋臺或者交接墩處采用多支座布置，跨中橋墩采用單支座或支座間距較小的雙支座，橋梁整體抗傾覆穩定性差，在某些極端情況下，如大件運輸、重車行駛在橋梁一側時容易引起傾覆事故。

1橋梁抗傾覆性的設計方法

《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTG3362-2018）4.1.8條對橋梁抗傾覆設計提出了明確的要求，對于持久狀況下的橋梁結構，上部梁體結構不應發生結構體系的改變，并要滿足不同荷載組合條件下的相關要求。

第一，橋梁結構在作用基本組合條件下，處于單向受壓的支座要一直處在受壓的狀態下。

第二，橋梁結構在作用標準組合條件下，整體式截面的簡支梁和整體式截面的連續梁的實際作用效應要滿足下列要求：

2橋梁結構抗傾覆計算影響因素

2.1橋梁曲線半徑的影響

取跨徑組合為3×20m，橋面寬10m，梁高1.5m的現澆連續箱梁，曲線半徑分別取50m、100m、150m、200m進行對比計算，箱梁橫向均采用雙支座，橫向支座間距3m。橋梁結構抗傾覆有限元分析模型采用邁達斯Civil2020建立，并通過CivilDesigner2020對計算結果進行分析。計算結果見下表：

可見，橋梁曲線半徑越大，支座越不容易受拉脫空，抗傾覆穩定系數也越大，橋梁抗傾覆能力越好。當橋梁平面線形受限時，支座在極限狀態下極易脫離正常受壓狀態而失效，必要時需考慮設置抗拉支座防止支座脫空失效橋梁傾覆。

2.2支承類型的影響

取跨徑組合為3×20m，橋面寬10m，梁高1.5m，平面曲線半徑為150m的現澆連續箱梁，邊墩設置雙支座，中墩考慮設置單支座、雙支座、單支座考慮偏心20cm，雙支座考慮偏心20cm四種情況進行對比分析，橫向支座間距均為3m。采用MIDAS/Civil2020及CivilDesigner2020建立有限元分析模型進行分析計算。計算結果見下表：

可見，當中墩只設置一個支座時，橋梁很容易發生傾覆。雖然可考慮設置支座偏心，在一定程度上可提高橋梁的抗傾覆能力，但在極限情況下，橋梁依舊會有很大的可能性發生傾覆事故。當中墩設置雙支座時，橋梁的整體抗傾覆穩定系數顯著增大，雖然也有支座受拉的情況，但通過合理設置支座偏心可很好的規避這個問題。因此，整體式曲線梁橋應謹慎設置單支座支承或避免設置單支座支承。

2.3橫向支座間距的影響

取跨徑組合為3×20m，橋面寬10m，梁高1.5m，平面曲線半徑為150m的現澆連續箱梁，箱梁橫向均采用雙支座，支座間距分別取2.5m、3m、3.5m、4m進行對比計算。采用MIDAS/Civil2020及CivilDesigner2020建立有限元分析模型進行分析計算。計算結果見下表：

可見，對于橋梁結構來說支座的間距取值越大，處在同一個墩位處的兩個橋梁支座的反力值越接近，越不容易發生橋梁支座脫空失效的情況，抗傾覆穩定系數越大，橋梁越穩定。在設計中應按需求合理布置支座間距，綜合考慮多方面因素后盡可能加大橫向支座間距，保障橋梁運營安全。

3運營管理措施

在實際道路運營中，大件運輸不規范、大貨車超限超載問題也還存在。對于抗傾覆穩定性差的橋梁，極限情況下傾覆風險也比較大。所以在道路運營管理工作中，可以對既有橋梁中高傾覆風險橋梁做出篩選，通過合理改造措施提高橋梁本身抗傾覆穩定性。大件運輸車輛通行前，做出合理可靠的通行性預驗算，并制定大件運輸專業護送方案。加強駕駛員的安全培訓和通行橋梁風險辨識能力培訓。運營管理單位加強對大車、重車、超限車的管理，杜絕違規超載超限現象發生。

4結語

城市化步伐不斷加快，城市公路、道路和橋梁的質量越來越受到重視。根據高速公路、城市道路橋梁的抗傾覆研究，不斷提升道路橋梁的抗傾覆能力，文章對設計中支座布置進行了不同工況的計算分析比較，以此來對設計工作提供依據。并提出道路運營管理方面的措施以此來降低橋梁抗傾覆的能力。

參考文獻

[1]陳志峰.公路與城市道路橋梁抗傾覆設計及施工策略探討[J].中國公路，2021（3）：84-85.

[2]李凌，牛光耀.公路與城市道路橋梁抗傾覆設計及施工策略探討[J].建筑·建材·裝飾，2021（17）：40-41.

[3]崔娜.公路與城市道路橋梁抗傾覆設計及施工策略探討[J].山東工業技術，2017（13）：86.

[4]李貴峰.基于新版《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》的橋梁抗傾覆設計分析[J].渤海大學學報：自然科學版，2019，40（3）：6.

[5]牛洪剛.城市公路橋梁抗傾覆驗算與加固改造的設計方案研究[J].公路工程，2018，43（2）：6