独柱墩桥梁结构安全验算及处理方案探讨

韦心意

广西界围信息科技有限公司，广西南宁 530007

近年来，我国城市化建设步伐越来越快，对我国经济发展造成积极促进作用，但是在一些实际运用中，常常出现一些问题，尤其是在独柱墩桥建筑结构中。由于其建筑具有结构轻巧、工程量小以及桥下通透性良好等众多优点，因此，在建筑过程中被广泛应用。但同时独柱墩桥也存在很多缺点，如建筑中桥梁的支座设置往往是依靠单点支撑的，而这种结构在实际使用中很容易产生很多安全隐患。

1 独柱墩桥梁的抗倾覆能力判断标准

在当前我国的独柱墩桥梁运用过程中，由于各种原因，经常发生一些事故，对人们的出行，以及我国的交通运输方面造成重大影响。为此，相关部门应该根据情况，采取一些有效措施进行防范，尤其对独柱墩桥梁的抗倾覆能力进行有效判定，是加强我国交通运输事业发展的必要前提。因此，本文便从两方面对此进行判定。

1.1 判定桥梁倾覆能力的标准实施方案

1.1.1 方案一

独柱墩桥梁上部结构的抗倾覆能力，其稳定系数应该满足：

式中：Kqf——横向抗倾覆稳定系数；Sbk——桥梁结构上部倾覆的汽车荷载值；Sak——桥梁上部结构稳定的作用相关标准。

1.1.2 方案二

式中：Kqf——桥梁的横向抗倾覆稳定系数；γ0——桥梁结构重要性的相关系数；Sb，cdj——桥梁上部结构自重作用的效应组合计值，其中作用分项系数表示1.0，Ss，gdi——桥梁上部结构失稳的结构自重作用效应组合计值，其中作用分项的系数为1.2，Sb，gdi——桥梁上部结构失稳的可变作用的效应组合计值，其中汽车的荷载分项系数一般为1.8，而对其余的荷载分项系数一般都取1.0。

1.2 抗倾覆设计方案的完善和强化

在当前我国大多数独柱墩桥梁的建筑中，一般都采用方案二来进行实现，因为此方法在实际使用过程中，往往会涉及结构稳定及使结构失稳的结构自重作用，因此，常常需要选取不同的荷载分项系数。此外，由于箱梁顶板、腹板以及底板等多方面的空间分布性相对比较复杂，因此，工作人员在其实际使用过程中，无法对此进行实际性的区分，那么对于横向倾覆的曲线桥梁等方面，其难度也就更加困难了。此外，在计算过程中，我们还经常性的受到外界因素的干扰，并因此使得具体施工操作过程受到巨大的阻碍作用，同时也对计算结果产生各种影响，使其缺乏严格性、准确性。为此，我们需要对此方案采取一些必要措施进行加强操作，以保证独柱墩桥梁建筑的安全及可靠。

1.2.1 恒载反力方法

在对桥梁的倾覆程度维护方案中，首先以倾覆轴为中心进行区分，然后再利用两侧的恒载支反力向上，分别使得桥梁上部的结构趋向稳定，然后再将上部的结构失稳的自重效应进行科学、有效的计算。

1.2.2 恒载自重面积分配法

先将桥梁的倾覆轴作为划分的界限，然后再根据实际情况，以面积为单位将倾覆轴两侧恒载自重进行科学分配，然后使得桥梁上部结构的自重效应和失稳的自重效应等进行有效控制。

2 独柱墩桥梁安全验算以及处理方案

经过相关的研究和实验发现，在众多的桥梁使用中，仍存在着很多的问题，尤其是在桥梁的支座脱空方面以及抗倾覆能力不足等各方面，都有着很多的安全隐患问题。但是，根据调查结果发现，这两者之间并没有联系性，也就是这两者之间既可以互相存在，又可以独立存在。此外，这两者产生也具有一定的条件，就对于抗倾覆能力独柱墩桥来说，其存在大多位于直径在100～300m之间曲线桥梁中，而对于那些直线桥以及100米以内的小半径桥梁，则具有很高的抗倾覆能力。另外，对于那些支座脱空的桥梁，其大多存在于半径为100m左右大型跨径预应力曲线桥梁中。通过研究发现，这种情况存在的主要原因有以下几方面：

2.1 倾覆主轴的位置影响

对于某些独柱墩桥梁来说，其抗倾覆能力的程度主要是因为倾覆轴的位置而影响的，调查发现，如果桥梁的支座大多集中分布在倾覆轴周边的话，通常情况下，其抗倾覆能力一般较低；相反，如果支座较多的偏离桥梁的倾覆轴，那么与其相对应的倾覆能力，往往较高。

2.2 预应力曲线梁的作用

由于支座脱空现象主要发生于预应力曲线梁，因此，与曲线梁相对应直线梁便有着很多的特点，对桥梁支座脱空有着重要影响，其中主要包括以下几点：第一，直线梁中外缘弯曲程度要远远大于内缘之间的弯曲应力；第二，恒载产生扭曲，使得桥梁总之处于弯曲、扭矩的受力状态，对其质量造成一定影响。第三，预应力次内力的作用，使得箱梁所受力较大，因此很容易产生扭矩现象，并且在一定条件，很容易引发桥台和过渡墩处的曲线内侧出现支座脱空现象。

针对以上出现的问题，我们也做出一些解决方案，其中经常采用方案主要有两种，一是独柱墩增加钢盖梁方案，另一种是独柱墩增加混凝土盖梁方案。综合来说，这两种方案是最适应我国阶段发展的要求，并且在对存在安全隐患的桥梁进行加固的过程中也发挥出重要作用。其中，对于那些柱径较大，柱高较高的桥梁，一般所采用方案便是增设钢盖梁的处理方法，对于直径较小，以及柱高较低的桥梁，则采用增设混凝土盖梁处理。

3 结语

总之，加强对独柱墩桥梁结构安全验算及处理方案的分析，对我国建筑事业发展有着重要影响，但是在实际施工和运行中，仍然存在着很多问题，尤其是对于独柱墩桥梁的结构安全性问题，为保证人们的出现安全，以及我国城市的和谐发展，相关工作人员必须要根据实际情况，采取有效措施对其进行管理，以提高桥梁建筑质量，进而促进我国经济的长远性发展。

[1] 吴宏业.独柱墩桥梁结构安全验算及处理方案探讨[J].北方交通，2014（2）：58-61.

[2] 王荣华.桥梁结构安全性与耐久性的现状分析[J].中国市政工程，2012（2）：30-32，99.