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广东省高速公路独柱墩连续箱梁桥横向抗倾覆安全性评估验算指导意见根据广东省交通运输厅的要求，充分吸取“6.19”河源城南互通立交匝道桥事故深刻教训，省交通集团全面推进独柱墩连续箱梁桥的统计与安全隐患排查工作，严防类似事故再次发生。由于现行公路规范没有具体详细条文明确规定桥梁横向抗倾覆计算的相关要求，为切实开展好抗倾覆安全性评估及相应的整治工作，保障桥梁安全运行，统一验算要求，集团委托广东省公路勘察规划设计院开展了专题工作，按照规范的相关原则，拟定了补充验算要求，提出了具体的计算方法。该方法考虑了我省高速公路实际通行车辆情况和独柱墩连续箱梁桥的受力特性与倾覆事故发生的规律。根据专题工作成果，各项目在评估过程中除按照现行规范、参照《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》总校稿中相应条文验算外，还需补充以下验算内容。一、补充验算要求上部结构采用整体式截面的独柱墩连续箱梁桥，横向抗倾覆安全性评估时的补充验算要求如下：1、在作用基本组合下，单向受压支座应始终保持受压状态。当汽车荷载效应分项系数为3.4时，单向受压支座宜保持受压状态。2、当连续箱梁桥整联只采用单向受压支座支承时，应符合下式要求：,,bkiqfskiSkS式中：qfk——横向倾覆安全系数，取5qfk；,bkiS——使上部结构稳定的作用标准组合的效应设计值；,skiS——使上部结构失稳的作用标准组合的效应设计值。3、在作用基本组合下，汽车荷载效应分项系数为3.4时，独柱中墩支座转角应小于0.02rad。4、在作用基本组合下，汽车荷载效应分项系数为3.4时，固结中墩压弯强度应满足设计规范的要求。二、条文说明：1、验算要求第1条:中墩采用独柱单支承的连续箱梁桥在偏心荷载作用下，随着主梁扭转效应的增加，边支座出现脱空，导致主梁支承体系发生变化，随着荷载的进一步增加，结构转化为机构，无法再次达到静止的平衡状态，转而进入运动状态，发生倾覆破坏。为保证结构约束体系不发生改变，防止主梁进入倾覆初始状态，需控制边支座出现脱空现象的产生。因此明确要求按照规范规定的作用效应基本组合进行验算时，单向受压支座应始终保持受压状态。经对高速公路实际通行车辆进行分析，存在重载货车偏载密集排队现象，危害桥梁的抗倾覆稳定性。针对该现象，经初步计算，在横桥向仅偏载布置一个车道的情况下，需将汽车荷载效应分项系数提高为3.4。在验算结构判断是否需要处治时，在横桥向仅偏载布置一个车道的情况下，将汽车荷载效应分项系数提高为3.4后，单向受压支座能否保持受压状态不做强制要求。但在加固处治设计时应尽可能满足该项要求。2、验算要求第2条:桥梁倾覆破坏为类似材料突发性的“脆性”破坏，破坏前没有明显征兆，一般要求相对较大的安全系数。同时也需避免桥梁倾覆破坏先于其承载能力破坏。因此在考虑实际通行车辆的荷载情况下，结合抗倾覆稳定安全性的需要，验算要求在横桥向仅偏载布置一个车道时，整体抗倾覆稳定系数应不小于5.0。3、验算要求第3条:研究表明中墩为独柱单支承的连续箱梁桥，整个倾覆破坏过程的受力呈现出几何、材料和接触非线性行为，中墩处会出现水平推力，计算分析也相对复杂，为满足目前验算工作的需要，在降低风险、提高结构安全性的原则下，对验算方法进行了的简化。在横桥向仅布置一个车道，汽车荷载效应分项系数为3.4时，中墩支座转角变形限制为0.02rad。这种限制也是保障盆式支座及球形支座保持正常工作的需要。4、验算要求第4条:中墩固结的独柱支承连续箱梁桥在偏心荷载作用下，随主梁扭转效应的增加，墩柱及基础所受横向弯矩和水平力逐渐增大，当超出其承载力时，墩柱或基础发生破坏，从而导致主梁倾覆。因此固结中墩压弯强度应作为桥梁抗倾覆验算的判断指标之一，但可不进行裂缝宽度验算。验算时在横桥向仅布置一个车道，汽车荷载分项系数采用3.4。三、重要说明1、本指导意见供企业内部对独柱墩连续箱梁桥横桥向抗倾覆安全性评估及整治使用，不作为规范使用。目的是降低运营安全风险，减少经济损失，降低桥梁横向倾覆对社会的不利影响。2、本指导意见使用单位结合桥梁的实际技术状况，可在意见的基础上选择空间有限元等程序，对所验算结构进行深入细致的分析，充分考虑几何、材料、边界条件非线性行为，以确保结构安全。3、独柱连续箱梁桥在偏载作用下，支座、盖梁、墩柱及基础受力可能会出现不利工况，实际验算过程中可根据项目具体情况进行验算。其他有横向倾覆风险的结构也可参考该指导意见进行验算。4、本指导意见虽然从相关资料的成果考虑了实际车辆的情况，但尚未充分分析可靠度水平。汽车超载不仅将对桥梁结构整体横向稳定带来危害，而且还给桥梁结构在正常使用极限状态和承载能力极限状态的安全带来危害，汽车超载将使预应力混凝土构件开裂，使钢筋混凝土桥梁的构件裂缝超标，从而使桥梁耐久性大大降低，汽车超载将使桥梁的承载能力安全度大大降低，甚至发生安全事故。因此，为确保桥梁结构的安全和耐久，应该严格控制超载车上路。5、抗倾覆能力不足的独柱墩桥梁，应立即采取交通限制措施，抓紧实施加固工作。加固设计应从倾覆受力机理出发，增强横向稳定约束，通过增设抗拔构造、拉开支座间距、中墩改为双支承结构等方面进行，比选后择优采用。做到“一桥一评估，一桥一处治”。6、本指导意见为初稿，各项目在使用过程中注意总结经验，发现疑问及时反馈编制单位，以便修改完善。