公路与城市道路桥梁抗倾覆设计及施工策略分析

刘定西

摘要：随着我国经济建设的全面推进，道路建设的数量在逐年增加，在此过程中桥梁的建设也在增多。在其运营过程中倾覆事故的发生频率渐高，为我国的道路交通安全、人民生命财产安全带来了危害。施工过程中在保证施工建设质量之外，还要对设计进行改进以提高桥梁的抗倾覆能力。本文对公路与城市道路桥梁抗倾覆设计及施工进行了分析探讨，并提出了几条优化意见，期望为我国的道路安全建设提供帮助。

关键词：桥梁;抗傾覆;设计及施工;策略

引言

经济水平的提高使人们对生活中的各项要求也逐渐发生了变化，反应在道路建设上表现为人们要求其建设的质量越来越高。在这其中桥梁的抗倾覆能力是一项重要方面，其设计的合理与否对桥梁的安全运行有着直接影响。为了能够延长桥梁的使用寿命，需要在抗倾覆设计上进行更进一步的提高。

一、抗倾覆性分析

公路桥梁的倾覆是一个连续发生的过程，从受力平衡到因为受力不均导致支撑脱空，再到脱空严重、不平衡加剧倾覆。在此过程中其支撑系统是不断变化的，即使在弹性范围内桥梁的受力与位移之间的相互作用关系呈现出来的也是一种非线性状态。鉴于此在进行载荷分布的施工时需要对其进行充分考虑。这是由于在不同的结构体系之下形成的影响线是不同的，而结构体系会随着桥梁支座的脱空发生变化。当倾覆边界体系出现变化时采用影响线加载计算总货载效应通常是无法实现的，一般选用受冻布载来满足布载条件，以单向受压支撑条件为依据进行合理运算。在调研时发现，进行桥梁抗倾覆的实际分析时，采用实际发生的车辆载荷跟现场情况更加吻合。

（一）直桥

经过案例分析总结，直桥在倾覆发生时的变形是由桥梁垂直位移及整个桥梁转动两者叠加形成的，当支座发生脱空后，必定引起桥梁的主梁产生垂直方向的弹性弯曲变形和整体的扭动，这种情况下整个梁体的扭角大小与桥的垂直变形是直接相关联的。当直桥的支撑座布置是按照里外两侧对称进行时，桥的两端未脱空的支撑座发生的位移小，在这种情况下边支座点位置的桥梁界面中心，其垂直方向的位移是扭角与支座间距一半的乘积，脱空侧支座的垂直位移是扭角与支座间距的乘积。在这种计算模式下变形、计算结果和图形指示是无差别的。也就是说这种与受力平衡方式相同的变形模式是经过几何方式所协调的。

（二）弯桥

在对桥梁靠的抗倾覆调查中总结发现，弯桥的边支座脱空比直桥更容易出现，但是脱空后弯桥的倾覆危险性反而比直桥低。在倾覆过程中，中墩铰接曲线独柱支撑梁式桥的截面法线处于不同的方向，并且在变形协调方式上与直桥存在差异。在抵抗倾覆时，弯桥截面的抗扭刚度能够使其作用得到相应的发挥。桥梁整体倾覆破坏的出现是在边支座脱空发生较长时间以后，主要作用在中墩上，其表现形式为支座转角因为超越能力极限而遭到破坏。

二、提高抗倾覆性的设计及施工策略

（一）控制桥梁的宽度与边支座的距离

桥梁的宽度与边支座之间的距离对桥梁的倾覆有着重要影响，因而在设计过程中为了保证桥梁的抗倾覆能力，需要严格控制桥的宽度与在边支座之间的距离。经过调查研究分析得知，桥梁的宽度与支座间距比超过2.5时，桥梁的倾覆危险性增高，在直桥中表现尤为突出。因此在桥梁设计过程中，对箱梁的悬臂要尽可能进行缩短，箱底宽度进行合理的增加，科学的对支座的横向分布进行规划，这些措施能够有效提升桥梁的抗倾覆能力。除此之外，对横梁进行适当的延伸，并对其进行合理的密度增加，也能够使桥梁的抗倾覆能力得到提高[1] 。

（二）控制墩梁固结与边支座的数目

在桥梁建设过程中，对桥梁实施墩梁固结是强化桥梁抗倾覆能力的有效措施，只要墩柱的载荷能力满足要求，就能够使抗倾覆得到保证。此外，在保证了墩柱设计要求后，还要对数量进行控制，在实际应用过程中，箱梁的支座设置多是两个，这样能够有效的保证支座的不脱空使其具有更大的承受力[2] 。

（三）强化桥梁基础的地质勘查

在建筑工程中建筑基础的优良性对建筑有着重要作用，好的基础建设能够有效的支撑起上层建筑，保证其安全发挥性能。在对桥梁进行建设时为了提高其抗倾覆能力提高桥梁本身的设计时一方面，另一方面也可以从加强基础建设出发。加强对地基的地质勘查，了解地质详情，根据实际情况规划地基的建设，保证地基的稳固性以增强桥梁的稳定性。在进行基础施工时，保证地基底层规定范围内没有流砂、溶洞以及软泥层，对桩基础建设时探洞一定要有足够的深度，以保证对底层判断的准确性[3] 。

（四）强化防落梁措施实施

桥梁的防倾覆施工过程中，防落梁措施的施用能够对工程性能提升提供帮助。防落梁措施的使用是为了在发生重大事故的情况下能够保证桥梁的正常运行，降低事故的危害性稳定桥梁提高其抗倾覆能力。

（五）严控超载情况的出现

在对桥的施工和运行管理过程中，需要对桥梁的承载进行限制。桥梁的安全使用有着一定的负荷限制，在限制范围内桥梁能够进行有效的发挥运输能力，一旦超出范围会对桥梁的性能造成危害。超载车辆在桥梁上行驶，容易引发交通事故，并且对桥梁产生不可逆的破坏作用，使桥梁的倾覆风险升高。为了保证桥梁的安全性能，在车辆行驶过桥时应加强对其的载重检查，防止超载车辆上桥行驶。桥梁的路面承载能力是有限的，同样的车辆行驶超载车辆因为自身重量增加，使轮胎对桥面的压力增加，对桥梁造成破坏。除此之外，行驶中一旦出现左右两侧载荷严重失衡，会导致倾覆的危险性升高。在控制超载车辆的同时，还要控制桥梁的总载荷，对每天通过的车辆进行控制，防止桥梁出现超负荷运行，降低安全性能。

结束语

总结上文，随着道路建设的增多，道路桥梁的安全对道路功能的发挥影响越来越大，其中包括桥梁的抗倾覆能力。通过实施控制桥梁宽度与边支座的距离、控制墩梁固结与边支座的数目、强化桥梁基础的地质勘查、强化防落梁措施实施、严控超载情况出现等措施，能够有效降低桥梁的倾覆危险性。这些措施的应用，能够提高桥梁的安全性能，保障我国的道路交通安全。

参考文献：

[1] 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）：86-86.

[2] 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，v.43;No.189（02）：132-136+272.

[3] 陈伟胜.城市桥梁抗倾覆设计方法与施工技术分析[J].城市道桥与防洪，2018，236（12）：16+145-147.

（作者单位：广西华景城建筑设计有限公司）