独柱墩桥倾覆设计案例

发表于2012-11-24     1845人浏览     0人跟帖     总热度:212  

某桥4孔30米连续单箱梁、预应力混凝土结构、两端双支座、中间三墩单支座。
结构力学法计算:
一、四跨连续梁均布荷载反力系数:可以计算也可以从设计手册中查得;
二、自重:箱梁自重1533吨,桥面系重为0.6X1533吨,合计2452.8吨;
三、车辆荷载:分解为两个部分,一是中心对称荷载300吨,一是荷载力矩300吨X2.5米=750吨米;
四、中心力各支座反力:(自重+中心对称荷载)X支座反力系数;
五、倾覆矩反力:土(荷载力矩 / 端支座间距);
得到所有支座反力,一侧端支座反力为+260.2335吨,另一侧为+10.2335吨,10吨的反力太小,稍有波动就会拉开,整个桥梁就处于临界状态。所以设计单位权衡后,在箱内横隔板附近加压素混凝土配重。
设想,改为钢箱混凝土叠合梁,箱梁自重将减少30%,即1533X30%。端支座中心力各支座反力将减少150.62X30%=45.186吨,两个支座每个支座少22.593吨,端部两个支座的反力就是

260.2335-22.593=+237.6405吨

10.2335-22.593=--12.3595吨,

一个支座是负反力,桥梁超过临界状态,非常危险。
这样计算是把支座当作刚性点支承,只是一个简化计算,为了方便说明问题实质。实际上橡胶支座是弹性的,而且是一个面,精确设计需要酌量考虑。曾经按弹性地基接触问题计算过,与此处稍有改善,大体趋势一致。
超重车行驶了成百上千公里桥梁也没有倒塌,而遇到独柱墩桥就倾覆了。
当我们的设计标准和规范存在缺陷的时候,设计工程师就应该找到那个撬起地球的支点。负责任的设计标准和规范开天辟地的第一句,就是“本规定只适用于一般(通常、正常)情况,特殊情况需另行处理”之类的话,只有那些妄自尊大的人才会自觉或不自觉地忽略它。

独柱墩桥倾覆设计案例-q1.jpg

独柱墩桥倾覆设计案例-q2.jpg

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