公路与城市道路桥梁抗倾覆设计及运营管理策略探讨

李贵勋 陈明

摘要：本文主要从多角度出发，分析了影响公路和城市道路桥梁抗倾覆稳定的因素，结合了我国目前近些年发生的桥梁倾覆事故情况，对事故原因加以分析，在此基础上从设计和运营管理角度探讨桥梁抗倾覆相关措施。主要目的是为降低公路与城市道路桥梁抗倾覆风险，保证道路运营安全。

关键词：道路桥梁;抗倾覆设计;运营管理

引言

随着社会不断发展，各地车辆保有辆越来越高，为保障道路运行顺畅，全国公路及城市道路建设越来越快。在此背景下，道路运营安全也越来越重要。对于桥梁设计和运营管理要求也越来越高。近年来，城市高架桥和互通立交越来越多，桥梁侧翻事故频频发生，对人民的生命财产安全造成了巨大的损失。因此，全面考虑及加强完善桥梁的抗倾覆设计计算，可以提高桥梁运营的安全性和稳定性。本文考虑多个影响因素，研究桥梁曲线半径、支承类型、横向支座间距对桥梁抗倾覆计算的影响，为公路和城市桥梁的建设提供参考，促进桥梁的安全运行和发展。

经过分析比对，发生事故的桥梁都存在共同的基本特征：桥梁上部梁体结构均为整体式连续箱梁，桥梁支座布置均采用相同或相近的布置情况，在桥台或者交接墩处采用多支座布置，跨中桥墩采用单支座或支座间距较小的双支座，桥梁整体抗倾覆稳定性差，在某些极端情况下，如大件运输、重车行驶在桥梁一侧时容易引起倾覆事故。

1桥梁抗倾覆性的设计方法

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG3362-2018）4.1.8条对桥梁抗倾覆设计提出了明确的要求，对于持久状况下的桥梁结构，上部梁体结构不应发生结构体系的改变，并要满足不同荷载组合条件下的相关要求。

第一，桥梁结构在作用基本组合条件下，处于单向受压的支座要一直处在受压的状态下。

第二，桥梁结构在作用标准组合条件下，整体式截面的简支梁和整体式截面的连续梁的实际作用效应要满足下列要求：

2桥梁结构抗倾覆计算影响因素

2.1桥梁曲线半径的影响

取跨径组合为3×20m，桥面宽10m，梁高1.5m的现浇连续箱梁，曲线半径分别取50m、100m、150m、200m进行对比计算，箱梁横向均采用双支座，横向支座间距3m。桥梁结构抗倾覆有限元分析模型采用迈达斯Civil2020建立，并通过CivilDesigner2020对计算结果进行分析。计算结果见下表：

可见，桥梁曲线半径越大，支座越不容易受拉脱空，抗倾覆稳定系数也越大，桥梁抗倾覆能力越好。当桥梁平面线形受限时，支座在极限状态下极易脱离正常受压状态而失效，必要时需考虑设置抗拉支座防止支座脱空失效桥梁倾覆。

2.2支承类型的影响

取跨径组合为3×20m，桥面宽10m，梁高1.5m，平面曲线半径为150m的现浇连续箱梁，边墩设置双支座，中墩考虑设置单支座、双支座、单支座考虑偏心20cm，双支座考虑偏心20cm四种情况进行对比分析，横向支座间距均为3m。采用MIDAS/Civil2020及CivilDesigner2020建立有限元分析模型进行分析计算。计算结果见下表：

可见，当中墩只设置一个支座时，桥梁很容易发生倾覆。虽然可考虑设置支座偏心，在一定程度上可提高桥梁的抗倾覆能力，但在极限情况下，桥梁依旧会有很大的可能性发生倾覆事故。当中墩设置双支座时，桥梁的整体抗倾覆稳定系数显著增大，虽然也有支座受拉的情况，但通过合理设置支座偏心可很好的规避这个问题。因此，整体式曲线梁桥应谨慎设置单支座支承或避免设置单支座支承。

2.3横向支座间距的影响

取跨径组合为3×20m，桥面宽10m，梁高1.5m，平面曲线半径为150m的现浇连续箱梁，箱梁横向均采用双支座，支座间距分别取2.5m、3m、3.5m、4m进行对比计算。采用MIDAS/Civil2020及CivilDesigner2020建立有限元分析模型进行分析计算。计算结果见下表：

可见，对于桥梁结构来说支座的间距取值越大，处在同一个墩位处的两个桥梁支座的反力值越接近，越不容易发生桥梁支座脱空失效的情况，抗倾覆稳定系数越大，桥梁越稳定。在设計中应按需求合理布置支座间距，综合考虑多方面因素后尽可能加大横向支座间距，保障桥梁运营安全。

3运营管理措施

在实际道路运营中，大件运输不规范、大货车超限超载问题也还存在。对于抗倾覆稳定性差的桥梁，极限情况下倾覆风险也比较大。所以在道路运营管理工作中，可以对既有桥梁中高倾覆风险桥梁做出筛选，通过合理改造措施提高桥梁本身抗倾覆稳定性。大件运输车辆通行前，做出合理可靠的通行性预验算，并制定大件运输专业护送方案。加强驾驶员的安全培训和通行桥梁风险辨识能力培训。运营管理单位加强对大车、重车、超限车的管理，杜绝违规超载超限现象发生。

4结语

城市化步伐不断加快，城市公路、道路和桥梁的质量越来越受到重视。根据高速公路、城市道路桥梁的抗倾覆研究，不断提升道路桥梁的抗倾覆能力，文章对设计中支座布置进行了不同工况的计算分析比较，以此来对设计工作提供依据。并提出道路运营管理方面的措施以此来降低桥梁抗倾覆的能力。

参考文献

[1]陈志峰.公路与城市道路桥梁抗倾覆设计及施工策略探讨[J].中国公路，2021（3）：84-85.

[2]李凌，牛光耀.公路与城市道路桥梁抗倾覆设计及施工策略探讨[J].建筑·建材·装饰，2021（17）：40-41.

[3]崔娜.公路与城市道路桥梁抗倾覆设计及施工策略探讨[J].山东工业技术，2017（13）：86.

[4]李贵峰.基于新版《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》的桥梁抗倾覆设计分析[J].渤海大学学报：自然科学版，2019，40（3）：6.

[5]牛洪刚.城市公路桥梁抗倾覆验算与加固改造的设计方案研究[J].公路工程，2018，43（2）：6