混凝土箱梁抗倾覆性及增强途径

孙辉

摘    要：随着我国社会经济的迅猛发展，有力的推动了我国建筑行业的进步，尤其是我国的道路交通越来越发达，各种道路桥梁工程也如雨后春笋般的不断涌现。有研究资料显示，我国目前已经建成的桥梁超过76万座，处于世界领先地位。而在我国的桥梁之中，大多数都属于混凝土箱型梁桥。因此，本文首先将分析影响混凝土箱型梁桥抗倾覆性的主要因素，然后详细阐述提高混凝土箱型梁桥抗倾覆性的具体措施，希望可以为相关工作人员提供有用的参考。

关键词：混凝土箱梁;抗倾覆性;增强措施

1  前言

现如今我国的桥梁中，混凝土箱型梁桥应用的十分广泛。该桥型具有外形美观、视觉效果好以及线条流畅等多种优点，还有着极其优秀的抗扭刚度，在城市中有着很好的适用性，特别是位于小半径曲线上的高架桥、互通匝道桥等。但是，近些年来我国经常出现桥梁事故，而其中混凝土箱型梁桥横向倾覆事故在其中占据着不小的比例，对我国社会带来了极大的不良影响。所以，就有必要积极的分析导致混凝土箱型梁桥出现事故的主要原因，探索提高混凝土箱型梁桥的抗倾覆性的具体措施，从而避免混凝土箱型梁桥再次出现事故。

2  影响混凝土箱型梁桥抗倾覆性的主要因素

桥梁事故的出现，通常与桥梁结构失稳有关。然而，通过对出现事故的混凝土箱型梁桥进行分析，可以发现其中大多数都属于桥梁倾覆事故。例如，在2012年8月哈尔滨出现的阳明滩大桥引桥匝道桥倾覆事故。导致这起事故出现的主要原因就是四辆载重车，这四辆载重车的总重超过485吨，而该桥梁的设计值为288吨左右，这几乎超过了设计值的2.5倍。所以，可以确认导致该桥梁出现事故的主要原因就是超重和偏载[1]。

同时，位于南京雨花台区小行地铁站的混凝土箱型梁防撞墙在施工时，出现梁体倾覆事故。专家组根据相关的施工资料以及设计文件，对事故现场进行全面的勘察后，初步判断导致该事故出现的原因为：施工方在施工过程中，没有根据正确的施工步骤进行施工，再加上施工现场管理疏忽导致。最主要的则是在施工中混凝土箱型梁的受到荷载偏心作用的影响，造成倾覆问题的发生。

3  提高混凝土箱型梁桥抗倾覆性的具体措施

3.1  鲁棒性对增强混凝土箱型梁桥抗倾覆性的具体措施

鲁棒性源于英语中强壮的意思，在道路桥梁工程中代指的是整体结构的稳定性和坚固性。其诞生于控制理论，指的是表征控制系统对不敏感参数摄动的反应特性，属于保证道路桥梁系统在出现危险或者是异常情况时安全性的关键，一旦桥梁结构受到意外扰动时，具有避免桥梁受到完全破坏以及抵抗连续破坏作用。虽然我国在近数十年来，一直处于大规模快速发展的过程中，建设了大量的工程项目，甚至其中很多的工程项目处于世界一流的水准，例如说杭州湾跨海大桥、港珠澳大桥以及南京长江大桥等，但是其中对结构鲁棒性的规定却不是很多，还有很多结构，不具备统一的整体鲁棒性。有研究人员发现，在混凝土箱型梁桥中，能够有效提高其结构后期的安全性，这样在其后期运营时期，就能够更好的抵抗各种意外伤害，避免桥梁受到完全破坏。

之所以会如此，主要是因为传统的建筑结构往往是竖向传力系统，在建筑结构的内部通常都有着多重的传力构件，因为在建筑结构中，有着很多较高的结构冗余度，但是其传力路径却比较简单。比如说，在梁桥中通常其载荷都是利由梁传递到桥台或者是桥墩上，所以整体鲁棒性问题在桥梁结构中占据着至关重要的地位。有实践研究的结果表明，一旦桥梁出现事故问题，桥梁结构为受到完全破坏前，其整体受力性不会丧失。因此，就可以采用增强桥梁结构整体鲁棒性的方式，有效提高梁桥的抗倾覆性能[2]。

需要注意的是，在设计桥梁的鲁棒性时，不仅要满足其中的各种规范要求，还要对桥梁的细节以及整体都要有深入性的认识。第一，对桥梁结构内部的冗余度进行深入分析，尤其是要确定传力路径是否足够，这样一旦桥梁在受到破坏负荷的影响时。即使有部分结构受到破坏，也可以保证桥梁还有其他的传力路径。第二，通过建立模型或者是根据自身经验分析导致桥梁出现倾覆问题的主要原因，并根据其原因增强桥梁的抗倾覆能力。第三，分析在桥梁倾覆时，桥梁结构受到破坏的主要顺序，并探究受到破坏的最大部位[3]。

3.2  强化延性设计对增强混凝土箱型梁桥抗倾覆性的具体措施

一旦混凝土箱型梁桥出现倾覆的问题，那么就无法对其进行控制，也难以很好的预见。再加上桥梁倾覆属于瞬时发生，那么桥梁结构的完整性就会彻底丧失，导致桥梁出现不可逆性的破坏。而将强化延性设计理论应用到桥梁工程之中，能夠充分利用钢筋混凝土的受弯延行特点，对桥梁的偏载问题进行提前预警。尤其是桥梁的延性受到破坏时，其结构如果尚可以承受荷载时，而且其承载能力如果处于不显著降低的状态中，那么就会出现变形平台，在这个阶段对其进行有效的卸载，就能够使桥梁结构的承载能力得到恢复，并且，不会对桥梁结构的整体造成不可逆性的破坏。同时，在桥梁结构受到完全破坏之前，钢筋混凝土结构将会出现挠度增大以及出现裂缝等现象。只要能够在这个阶段及时发现，就可以有效的避免桥梁出现事故问题[4]。

在对桥梁进行设计的过程中，可以应用较小的横向抗倾覆稳定系数，这样一旦发生非预期负荷时，能够承受较强的荷载。同时，如果是使用延性结构的横梁，一旦发生上部超载问题，如果出现裂缝，将会出现明显的变形，能够给相关工作人员留出充足的反应时间。尤其是桥梁结构银景观要求不适用应用盖梁，就能够通过墩梁固结的方式进行施工，这样就能够有效发挥桥墩的柔性，从而更好的适应上部结构的变形要求，避免桥梁出现倾覆的问题。而在实际施工中，还有着以下几点注意事项：第一，在浇筑桥梁两侧的防撞护栏时，需要两侧同时进行，如果条件不允许的话。也可以先浇筑曲线梁桥弧线内侧，然后再浇筑外侧。第二，在对桥梁的预应力进行张拉时，需要密切注意桥梁的变化。第三，为了避免发生倾覆事故，在对桥梁工程进行施工时，要尽可能的避免在桥梁一侧过多的堆积施工材料，而且施工车辆也必须在道路的中心线行驶，避免出现偏载问题[5]。

4  结束语

总而言之，随着我国进入改革开放，使得我国的高级道路桥梁也是与日俱增，而混凝土箱型梁桥由于具有施工方便、结构造型简洁以及受力明确等诸多优点，获得了广泛的应用。通常情况下，混凝土箱型梁桥的使用年限都超过50年，然而在实际的使用过程中，往往数年后就会出现很多的问题，甚至是出现严重的倾覆事故。通过分析其中的影响因素，我们发现导致混凝土箱型梁桥出现事故的原因有很多，而且并不是某一个单一的因素导致的，通常是由多个因素引发的。所以，为了有效提高混凝土箱型梁桥的抗倾覆性，就需要对运营、施工、加固以及设计等多个方面加强考虑，并采取有效的增强措施，保证混凝土箱型梁桥的安全性。

参考文献：

[1] 鲁昌河，万志勇，梁立农等.独柱墩连续箱梁桥抗倾覆验算与加固分析[J].广东公路交通，2018（3）：22～27.

[2] 刘芳芳.独柱墩连续箱梁抗倾覆安全性计算与分析[J].城市道桥与防洪，2019（5）：119～121.

[3] 姜天华，王威，杨云锋等.钢纤维混凝土箱梁在爆炸荷载作用下的动态响应[J].混凝土与水泥制品，2019（9）：46～47.

[4] 孙艳丽[1].现浇预应力混凝土连续箱梁结构稳定性分析[J].湖北理工学院学报，2019（3）：43～47.

[5] 马玉荣，陈海波，吕改锋等.独柱墩桥梁上部结构抗倾覆稳定性分析[J].太原科技大学学报，2019（4）：316～322.