支座脱空、主梁倾覆问题的防治措施

问题30：未考虑对纵坡较大的桥梁采取相应的处理措施，以防止桥梁滑移。

【原因分析】违反《城市桥梁设计规范》（CJJ 11—2011）第6.0.6条和《城市道路工程设计规范》（CJJ 37—2012）第13.2.5条关于桥梁纵坡的规定。由于受接线条件的影响，部分桥梁纵坡较大，大于4%，甚至达到6%，设计者未考虑相应的处理措施。

【处理措施】对于纵坡较大的桥梁设计时应采取如下4项措施：①梁底设置调整钢板或支座垫石，调平支座。

②纵坡超过5%的连续梁桥，每一联不宜少于一个固结桥墩。

③固结墩或设固定支座的桥墩应有足够抗推刚度。

④可设置支座限位装置。

问题31：箱梁位于小半径曲线段，出现支座脱空、梁体倾覆，有的直线桥支座设置不合理，当偏载时也存在支座脱空、梁体倾覆等问题。

【原因分析】违反《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条关于持久状况下，桥梁不应发生结构体系改变的规定。

小半径曲线箱梁内侧支座或单柱支座出现脱空现象，见图18.37；近些年，内蒙古包头、天津、浙江上虞、黑龙江哈尔滨、重庆两江新区和广东河源相继发生箱梁匝道桥体横桥向倾覆失稳直至垮塌的事故案例，见图18.38。

图18.37　支座脱空

图18.38　主梁倾覆

小半径曲线梁桥，由于自重和预应力荷载作用所产生的扭矩和扭转变形作用相当大。在大曲率、较大跨径的曲线梁桥中，主梁组合最大扭矩值有时可达纵向最大弯矩值的50%以上。由于独柱支承曲线梁桥中间支点抗扭能力弱，必须在桥梁两端部设置抗扭支承，以增加桥梁的整体稳定性。由于主梁的扭转传递到梁端部时，会造成端部各支座横向受力分布严重不均，甚至使支座出现负反力，若支座无特殊措施，将会引起支座脱空。还有汽车荷载的偏心布置及其行驶时的离心力，也会造成曲线梁桥向外偏转并增加主梁扭矩和扭转变形。单向受压支座脱离正常受压状态，上部结构的支承体系将不再提供有效约束，上部结构扭转变形趋于发生横向失稳垮塌，支座、下部结构连带损坏，箱梁的单向受压支座开始脱离受压，若箱梁的抗扭支承全部失效，就会发生倾覆破坏。

【处理措施】曲线梁桥的不同支承方式，对其上、下部结构内力影响非常大，因此根据其结构受力特点选择合理的支承方式尤为重要，设计时应注意以下9点：

①曲线梁桥的计算宜采取空间网格模型、折面梁格模型和7自由度单梁模型或实体有限元模型计算。

②在曲线梁桥两端的桥台或盖梁处采用两点或多点支承的支座，这种支承方式可有效地提高主梁的横向抗扭性能，保证其横向稳定性。

③采用双柱中墩，或在选用矩形宽柱上设置双点支承，这种支承方式可为主梁提供较大的扭转约束。

④采用独柱墩顶与梁固结的方式，使墩柱可承担一部分主梁扭矩，对主梁的扭转变形产生一定约束作用。

⑤调整中间支座的横向位置，使支座向与曲梁扭矩相反的方向偏移一定的距离，以使曲线梁达到类似直梁的平衡状态。

⑥合理配置预应力钢束，在考虑竖向预应力效应的同时，应考虑预应力横向效应的影响，其横向总体效应使梁体产生向内偏转为宜。

⑦梁体的倾覆计算应满足按作用标准值进行组合时，整体式截面简直梁和连续梁的作用效应应符合下式的要求：

式中　kqf——横桥向抗倾覆稳定系数，取kqf＝2.5；

∑Sbk，i——使上部结构稳定的效应设计值；

∑Ssk，i——使上部结构失稳的效应设计值。

⑧尽量避免设计简支曲线钢箱梁结构。对于曲线桥以及边跨较小桥梁，应根据结构计算确定钢箱梁梁端是否需进行压重。

⑨曲线箱梁的结构形式和横断面形状，应具有足够抗扭刚度。

问题32：未考虑对涉河桥梁进行行洪论证。

【原因分析】违反《重庆市河道管理范围内建设项目管理办法》第一章第四条“在河道管理范围内兴建建设项目，必须符合国家规定的防洪标准、岸线规划、土地利用总体规划和航运要求及其他技术要求”的规定。对部分规模较小的河道，由于其水流量较小，或者是踏勘现场的时候不是洪水期，而忽略了行洪的要求。(www.xing528.com)

【处理措施】按照管理办法的要求，对涉河桥梁，在方案设计或可研阶段就应该开展行洪论证工作，以论证桥梁方案的可行性和合理性。

问题33：未考虑桥梁基础开挖对周边既有管网及构筑物的影响。

【原因分析】很多市政桥梁建设是在建成区进行的，桥梁周边存在现状管线及构筑物。在设计时，没能准确掌握管线及构造物的位置、标高，施工前没有制订针对性的方案，施工过程中就会对其产生影响。

【处理措施】桥梁基础设计时，应关注以下4个方面：

①设计前要收集全部的管网及构造物资料，构造物的基础资料要重点落实。

②桥梁基础设计时应考虑避让管线及构造物，考虑相应的施工方案，留足施工空间。

③基坑应进行稳定和变形计算，保证施工安全和周边建构筑物的安全和变形要求。

④根据管网情况制订可行的施工方案。

问题34：桥下道路通行受影响，存在净空不足、行车视距不足、桥上高压线的保护距离不足的问题。

【原因分析】违反《城市桥梁设计规范》（CJJ 11—2011）第4.0.8条关于高压线距离、第5.0.1条关于桥面净空的规定，未能准确计算净空尺寸、高压线安全距离等。

【处理措施】墩台布置桥下空间、转向交通视距要求可从以下5个方面考虑：

①核查桥下最不利点净高时，要充分考虑桥面纵坡和横坡的影响，当桥梁存在大型门架墩、大挑臂盖梁等结构物时，应特别注意其是否存在侵入桥下平交口转弯车道、调头车道净空的情况。

②当跨越既有道路桥梁采用现浇箱梁结构形式时，桥下净空应考虑施工期间搭设支架门洞所需的高度，保证施工期间规定车辆的正常通行。

③跨线桥梁需重视桥梁施工时对桥下既有道路的影响——桥梁施工时桥下道路是否能中断，能否改道，若改道，是否有相应的改道方案。即使是现有村道、人行步道也应被重视，避免现场施工时进行变更。

④当在小半径道口或匝道内侧布置桥墩时，应注意满足车辆通行安全视距要求，墩身不得侵入视距包络范围。

⑤对于新建桥梁位于高压线下方的情况，应特别注意高压线在不同季节的悬垂高度，按最不利控制。确定桥梁方案时，应考虑施工期间施工器械（如架桥机）是否侵入高压线保护范围。

问题35：未明确桥梁与相交道路（桥梁）的施工顺序，导致实施时与设计时的边界条件不符。

【原因分析】忽略了相交道路（桥梁）的施工对自身桥梁的影响。

【处理措施】桥梁建设时序应从以下3个方面考虑：

①桥梁设计时应明确桥下道路（桥梁）与本桥施工的先后顺序。

②桥梁范围内土石方填挖及防护必须在本桥桩基施工之前完成。

③宜先施工上层桥，再施工下层桥。

问题36：漫水桥未考虑抗浮设计及验算，导致桥梁变位过大或冲毁。

【原因分析】违反《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60—2015）第4.1.1条关于水浮力的规定。城市防洪标准较低的地区，由于按百年一遇洪水频率设计有困难，有的桥采用了相交河道或排洪渠的规划洪水频率设计。当发生超过设计频率的洪水时，洪水有可能冲击桥梁主梁，甚至漫过桥面。如果设计时未考虑漫水状态，未对流水压力及浮力进行验算，也未采取相应措施，极易导致桥梁变位过大或冲毁。

【处理措施】漫水桥设计时，应从以下4个方面考虑：

①设计过程中应按百年一遇洪水位校核桥梁设计，确保其安全。

②如果有出现漫水桥的情况，应充分考虑流水压力和浮力，验算全桥的受力状态。

③漫水桥宜采用墩梁固结体系，至少每一联设一个固结墩。设支座的桥墩或桥台处，应设置横向限位挡块。

④主梁为箱梁的桥梁，箱梁底板应设置足够的泄水孔，以减少水位上涨时的浮力和水位下降时的重力对桥梁的不利影响。