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原文传递事故车辆施救工况独柱墩匝道桥倾覆稳定性研究

论文题名：	事故车辆施救工况独柱墩匝道桥倾覆稳定性研究
关键词：	独柱墩匝道桥;高速公路;事故车辆施救;倾覆稳定性
摘要：	独柱墩匝道桥作为高速公路匝道桥中比较特殊的一种桥梁形式，容易在车辆作用下发生偏转，导致桥梁结构的位移，甚至倾覆。同时高速公路大重型车辆日益增多，在高速公路匝道桥上出现车辆侧翻的事故也频频发生，考虑到特殊重车事故后的救援可能对匝道桥的安全造成危害。因此，本文依托宁波市高速公路典型独柱墩结构匝道桥，研究了重型车辆侧翻后不同吊车施救重型车辆的工况，分析了匝道桥的受力情况和最不利影响。根据这些情况的研究，提出了在高速公路独柱墩匝道桥上发生重型车辆侧翻事故的解决方案，从而为独柱墩匝道桥长期安全服役提供了技术支持。　　首先本文根据不同重型事故车辆和吊车上桥和起吊施救的最不利工况分析，对匝道桥的倾覆进行验算，得到了不同独柱墩匝道桥的抗倾覆稳定系数，从而给出了车辆在这些匝道桥上合理的行驶范围。其次对于吊车的起吊，进行了桥梁的内力验算，并进行了最不利的荷载组合，从而验算吊车起吊是否满足桥梁受力要求。同时，本文对匝道桥桥面板在吊车荷载下进行了局部内力验算，验算了承载力极限状态下箱梁翼板的承载力要求，并对吊车的合理的摆放提出了相应的要求。最后，本文对直线桥和曲线桥在三种超载车荷载下进行吊车施救的工况下的抗倾覆稳定性验算，得到了直线桥和曲线桥可以进行吊车施救的极限荷载。　　研究结果表明：（1）曲线桥在吊车施救过程中的支座脱空风险比直线桥大，吊车上桥施救事故车时的支座脱空风险比吊车起吊施救事故车时大。为了降低支座脱空的风险，直线匝道桥施救事故车辆时，建议施救吊车行驶在中线附近区域；曲线匝道桥施救事故车时，若事故车辆处在匝道桥的离心侧，建议施救吊车行驶在匝道桥的向心侧。（2）一般情况下，吊车施救重型车辆时匝道桥的抗倾覆稳定系数能够满足规范要求。大吨位吊车施救大吨位车辆时，抗倾覆稳定系数更小，这说明事故车辆越重，在进行吊车施救时，匝道桥的倾覆风险越大。（3）吊车起吊作业时，对主梁产生的弯矩内力虽然仍在桥梁设计安全范围之内，但为了安全考虑，建议吊车起吊时摆放的位置尽量避开主梁的中跨跨中、边跨0.4L等不利位置。（4）吊车起吊事故车辆时，匝道桥的桥面板存在局部承载能力不足的风险。可以采取调整吊车的支腿位置、加大支腿垫板尺寸、加快救援过程等措施来减小对桥面板的损害。（5）曲线桥在最不利施救工况下，随着曲率半径的增大和联端支座间距的增加，曲线桥的横向抗倾覆稳定性有增强的趋势，在独柱墩曲线桥的设计中，应适当增大曲线桥的曲率半径和联端支座的间距，有利于提高独柱墩曲线匝道桥的抗倾覆稳定性。（6）对于45吨，55吨，65吨三种超载车辆荷载在200吨吊车施救作用工况下的计算，可以知道直线桥在65吨车辆荷载吊车施救作用下开始出现支座脱空，曲线桥在55吨车辆荷载吊车施救作用下开始出现支座脱空。根据对45吨，55吨，65吨车辆荷载吊车施救作用下最小支反力的插值法估算。得到直线桥可以进行施救的最大车辆荷载为56吨，曲线桥可以进行施救的最大车辆荷载为48吨。
作者：	聂载东
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	丁勇;汪炳
授予学位：	硕士
授予学位单位：	宁波大学
学位年度：	2020