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摘 要：2019年10月10日，无锡市锡山区312国道某3跨混凝土连续箱梁在2辆车辆作用下发生倾覆。首先开展了事故现场调查工作，基于事故现场残骸照片及施工图纸，建立考虑几何非线性的有限元模型，进行倾覆破坏机理研究，提出了基于强度和倾覆稳定效应的超载判定方法。研究结果如下：基于标准车道荷载的倾覆验算结果表明，无锡桥不满足现行 2018 版《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》规定的抗倾覆验算要求；上部结构在超载车辆作用下发生先转动、再滑动，最后产生了大幅转动与滑动相结合的倾覆破坏模式；从支座脱空到上部结构发生倾覆，结构仍有一定安全储备；基于强度和倾覆稳定效应的计算结果表明，现场超载车辆产生的倾覆效应大于结构抗倾覆承载力，说明超载是结构发生倾覆的主要原因，但通过进一步计算发现结构抗弯承载力充足，表明结构倾覆破坏早于强度破坏，结构抗倾覆能力与抗弯能力不匹配。
近年来在广东河源、浙江上虞、黑龙江哈尔滨、重庆和江苏无锡等地多座独柱墩梁桥在机动车超载作用下发生横向倾覆破坏，造成严重人员伤亡和经济损失，独柱墩梁桥结构形式遭到严重质疑。其中发生在 2019年10 月10日的无锡 312高架 (以下简称无锡桥) 倾覆事故造成3人死亡，2人受伤，在社会上引起巨大的反响。独柱墩梁桥倾覆研究因此成为近期桥梁工程的研究热点之一。最初大部分研究集中于将上部结构箱梁看作刚体，梁体倾覆以倾覆支座中心连线为转动轴，不考虑支座变形等因素的影响，采用类似于跷跷板的刚体横向转动模型研究桥梁倾覆[1−3]。但随后研究发现，基于理想支承刚体转动的方法会明显高估上部结构的抗倾覆性能。因结构在倾覆过程表现为明显的大位移、大变形以及几何材料双重非线性，该非线性力学行为显著加速了上部结构的整体倾覆，因此近年来很多研究者综合考虑变形体转动、刚体转动及相应的几何非线性对桥梁倾覆的影响，展开了一系列相关理论计算[4 − 9]，但该类方法计算结果相对保守。2018 版《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》[10](以下简称 2018 版新规范) 参考多位研究者的研究成果建立了基于变形体的梁桥倾覆验算规范条文，给出利用有限元计算软件进行桥梁抗倾覆验算的简明、实用的计算方法。之后很多研究者对不同荷载作用下，梁桥的倒塌机理和破坏模式开展了进一步的研究，并针对抗倒塌措施和倒塌预警等提出了建议[11 − 20]。本文针对无锡桥箱梁整体倾覆事故，基于现场残骸照片及官方事故调查报告[21]，结合 MIDAS和 ABAQUS 有限元模型，进行了无锡桥倾覆破坏机理研究，同时开展了结构强度与抗倾覆能力的匹配性研究，提出新的超载判定准则，为同类梁桥的事故分析和设计提供参考。
2021-无锡市312高架桥倾覆事故分析(1).zip
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雷达卡
发表于 2022-1-5 14:36
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