北方地区某三孔乱石拱桥坍塌原因分析

发布时间：2020-02-27 17:23

【摘要】：众所周知,多数圬工拱桥结构的破坏都是由于其下部基础的沉降、变位等原因引发的。但具体的基础变形量计算方法及其对上部结构的影响程度并没有被人们详细研究,这里对发生垮塌事故的北方地区某三跨乱石拱桥进行分析。根据现场勘测数据进行桥位处水文、冲刷计算,确定1#桥墩基础的沉降量及变形量,并借助MIDAS/CIVIL有限元计算软件模拟这种基础变位对上部主拱圈结构的影响程度,得出了导致该桥坍塌的根本原因。可为类似桥梁工程的养护管理及事故鉴定等提供思路和参考。
【图文】：

模拟分析,主拱圈

流的冲刷下基底材料会日趋松散，，材料的孔隙率增加，随即承载能力下降，势必会导致该基础的沉降、倾斜等变形出现，而现场勘查的结果也印证了这一现象，根据现场测量，1#桥墩基础的沉降量达到5cm，倾斜比率更是达到1/3。3结构模拟计算根据1#桥墩基础冲刷深度计算结果，结合实地勘察数据，通过有限元分析软件MIDAS/CIVIL建立全桥三维模型，通过软件中“强制支座位移”分析选项模拟基础部位的沉降及倾斜数据。通过分析计算，查看基础变位对上部结构的影响大小，主要是主拱圈的结构响应程度。有限元模拟分析图见图2。图2基础变位模拟分析图Figure2Basedisplacementsimulationanalysisdiagram3.1模型计算数据提取根据冲刷计算及实测结果，模拟1#桥墩基础发生5cm沉降、0.33rad倾斜，以支座强制位移的形式施加到结构中去，并进行分析运算，提取主拱圈各单元的变形及应力指标，并分析指标是否超限。在基础变形作用模拟计算下，主拱圈结构变形及应力指标分析结果如图3、图4所示。图3主拱圈变形计算结果图(单位:mm)Figure3Mainarchringdeformationcalculationdiagram(unit:mm)图4主拱圈应力计算结果图(单位:MPa)Figure4Mainarchringstresscalculationdiagram(unit:MPa)图3、图4能够直观反映主拱圈结构在1#桥墩基础变位作用下的变形及应力指标大小范围及分布(下转第325页)249

主拱圈,变形计算,单位

小扒恐浦ё饪灰啤狈治鲅?项模拟基础部位的沉降及倾斜数据。通过分析计算，查看基础变位对上部结构的影响大小，主要是主拱圈的结构响应程度。有限元模拟分析图见图2。图2基础变位模拟分析图Figure2Basedisplacementsimulationanalysisdiagram3.1模型计算数据提取根据冲刷计算及实测结果，模拟1#桥墩基础发生5cm沉降、0.33rad倾斜，以支座强制位移的形式施加到结构中去，并进行分析运算，提取主拱圈各单元的变形及应力指标，并分析指标是否超限。在基础变形作用模拟计算下，主拱圈结构变形及应力指标分析结果如图3、图4所示。图3主拱圈变形计算结果图(单位:mm)Figure3Mainarchringdeformationcalculationdiagram(unit:mm)图4主拱圈应力计算结果图(单位:MPa)Figure4Mainarchringstresscalculationdiagram(unit:MPa)图3、图4能够直观反映主拱圈结构在1#桥墩基础变位作用下的变形及应力指标大小范围及分布(下转第325页)249

【参考文献】