桥梁结构抗倾覆验算

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362-2018)第4.1.8节讲述了关于上部结构的抗倾覆验算,同时满足两个条件即认为抗倾覆满足要求。

条文说明写的很简要,但为何要这样设计,以及满足这些要求后就能达到抗倾覆的要求呢?下述详细讲解一下规范的演变过程和我的分析。原规范JTG D62-2004的规范没有关于桥梁抗倾覆的验算要求内容,但至2007年开始国内陆续发生了一系列桥梁倾覆事件,让桥梁新规范在修订过程中引入了抗倾覆验算条款。

首先是JTG D62-2012年的征求意见稿4.1.9条中描述了一种抗倾覆验算方法,以下我称为直线倾覆轴计算方法。该方法实际上是以桥梁上部结构倾覆时满足完全刚体运动形态为基本假定,认为桥梁会围绕某一倾覆轴扭转倾覆。但这种方法存在一些缺点:

(1)、主梁倾覆过程并不完全按照刚体运动,特别是跨度较大时,倾覆更接近围绕着横向支座内部进行。

(2)、当支座数量较多,特别是纵向跨度多,寻找最不利倾覆轴的工作非常繁琐(需要针对纵横向每两个支座形成的倾覆轴试算)。

鉴于以上缺点,《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362-2018)正式稿中采用了现行的验算方法,以下我称为折线倾覆轴计算方法,其本质上以横向支座的各自作为扭转中心,进行抗倾覆检算。可见下图两种情况的验算均是基于各支座截面内的受力平衡进行验算,本章篇幅较长,如感兴趣希望继续持续关注……….