曲线桥梁 自重 内外侧扭矩

简支曲线箱梁桥倾覆倒塌事故分析摘要：2022年8月14日、9月24日发生了两起在建独柱墩曲线梁桥倾覆倒塌事故，造成了不良的社会影响。

在建独柱墩梁桥施工过程中边界情况为简支，不同于运营中独柱墩梁桥，在施工过程中上部结构容易发生刚体转动导致倾覆破坏。

本文以中山市西环高速横栏北互通在建钢箱梁桥整体倾覆倒塌事故为案例，进行事故原因分析，提出一种将通过重心位置与支撑连线的关系作为判断倾覆发生依据的方法，并为同类在建桥梁的事故分析提供参考。

关键词：曲线梁桥，钢箱梁，简支梁桥，独柱墩，事故分析中图分类号：U447文献标识码：A0.引言近年来，多座独柱墩梁桥发生倾覆破坏事故，造成严重人员伤亡和经济损失，其存在的安全隐患已经引起中国桥梁领域专家学者的广泛重视。

国内桥梁工程相关领域研究者针对独柱墩梁桥倾覆破坏开展了大量研究。

最初大部分研究者将箱梁视作刚体，以横向刚体转动理论为基础进行相关倾覆研究[1-3]。

随着深入研究发现，以横向刚体转动计算结果高估了桥梁抗倾覆能力，彭卫兵，李盼到[4-9]等人提出基于变形体理论的倾覆计算方法并展开研究，但是变形体理论计算结果比较保守。

彭卫兵，熊文，石雪飞[10-14]等人发现要进行准确的倾覆分析需要综合考虑变形体和刚体转动以及相应的几何非线性影响。

现有倾覆研究大多以变形体计算理论为基础，而在建独柱墩梁桥多为简支梁桥受横向约束较小，倾覆时上部结构箱梁将发生刚体转动[15]应使用刚体转动理论作为计算基础。

本文以中山市西环高速横栏北互通钢箱梁桥整体倾覆倒塌事故为案例，基于现场事故残骸分析，结合ABAQUS有限元计算，进行案例桥倒塌原因调查，通过重心位置与支撑连线的关系作为判断简支梁桥倾覆发生依据的方法，为在建小曲率半径独柱墩桥梁的事故分析提供参考。

1 中山市西环高速横栏北互通倒塌事故1.1桥梁现场调查2022年9月24日上午9时13分许，中山市横栏镇在建的西环高速横栏北互通C匝道作业现场，发生简支曲线钢箱梁掉落事故。

曲线梁桥受力分析及对比摘要：首先概述了曲线梁桥的受力特点，其次系统分析了影响曲线梁桥力学特性的各项因素。

最后，通过建立有限元模型，计算得出内力分布图，对比分析了四跨连续曲线梁桥和同等跨径直线梁桥的内力分布情况，认为曲线梁桥支点反力存在外侧大内侧小等受力不均匀性问题，并根据得出的结论提出相应的建议，为曲线梁桥的设计、施工提供参考。

关键词：曲线梁桥；有限元；受力不均匀性Force Analysis and Comparison of Curved Girder BridgeZhang Yiyong(1. Chongqing Jiaotong University school of civilengineering,Chongqing 400041)Abstract: Firstly,the stress characteristics of the curved girder bridge are summarized. Secondly, various factors affecting the mechanical characteristics of the curved girder bridge are systematically analyzed. Finally, through the establishment of afinite element model, the internal force distribution diagram was calculated, and the internal force distribution of a four-span continuous curved beam bridge and a straight-line beam bridge of the same span was compared and analyzed. Based on the conclusions drawn, corresponding suggestions are put forward to provide references for the design and construction of curved beam bridges.Keywords: curved girder bridge；finite element；unevenness of force引言曲线梁桥是现代化交通工程中的一种重要桥型[1]。

曲线梁自重偏心扭矩摘要：一、曲线梁自重偏心扭矩的概念二、曲线梁自重偏心扭矩的影响因素三、曲线梁自重偏心扭矩的计算方法四、曲线梁自重偏心扭矩的工程应用五、减小曲线梁自重偏心扭矩的措施正文：曲线梁自重偏心扭矩是指在受力过程中，由于梁的弯曲和自重分布不均匀，产生的绕梁轴线的扭转矩。

这一现象在桥梁工程、建筑工程等领域中十分常见，对结构的稳定性和安全性具有重要影响。

本文将详细介绍曲线梁自重偏心扭矩的相关知识。

一、曲线梁自重偏心扭矩的概念曲线梁自重偏心扭矩是指在受力过程中，由于梁的弯曲和自重分布不均匀，产生的绕梁轴线的扭转矩。

这一现象在桥梁工程、建筑工程等领域中十分常见，对结构的稳定性和安全性具有重要影响。

二、曲线梁自重偏心扭矩的影响因素曲线梁自重偏心扭矩的大小与梁的形状、材料、截面尺寸以及受力状态等因素密切相关。

其中，梁的形状和材料对自重偏心扭矩的影响最为显著。

此外，梁的截面尺寸和受力状态也会对自重偏心扭矩产生一定的影响。

三、曲线梁自重偏心扭矩的计算方法计算曲线梁自重偏心扭矩的方法有多种，常见的有弹性理论法、能量法、有限元法等。

其中，弹性理论法适用于简单梁的计算，而能量法和有限元法则适用于复杂梁的计算。

在实际工程中，根据梁的形状和受力特点，选择合适的计算方法十分重要。

四、曲线梁自重偏心扭矩的工程应用在桥梁工程和建筑工程中，曲线梁自重偏心扭矩的计算和控制具有重要意义。

通过合理的设计和施工，可以减小曲线梁自重偏心扭矩对结构的影响，保证结构的稳定性和安全性。

此外，对于已有的结构，可以通过加固措施来减小曲线梁自重偏心扭矩的影响，提高结构的耐久性。

五、减小曲线梁自重偏心扭矩的措施在设计和施工过程中，可以采取多种措施来减小曲线梁自重偏心扭矩。

例如，优化梁的形状和材料，合理设置梁的截面尺寸，控制梁的受力状态等。

此外，在施工过程中，要注意保证梁的安装质量和施工工艺，以减小自重偏心扭矩对结构的影响。

总之，曲线梁自重偏心扭矩是工程领域中一个十分重要的问题，对结构的稳定性和安全性具有重要影响。

曲线梁桥受力特点分析关键词：圆心角；曲线桥；支反力；桥梁宽度中图分类号：U448.42 文献标识码：A 文章编号：1674-0696引言近年来高速公路、城市立交和高架道路的日益增多，以往道路设计服从桥梁设计的理念逐渐改变为一般桥梁设计服从道路要求的概念，因此，弯桥的建造需求越来越多。

曲线桥常出现支座脱空、侧向位移，甚至侧倾等严重事故。

造成严重的人员伤亡、经济损失和社会影响。

1曲线桥受力特点(1)由于曲率的影响，梁截面在发生竖向弯曲时，必然产生扭转，而这种扭转作用又将导致梁的挠曲变形，称之为“弯—扭”耦合作用。

(2)弯桥的变形比同样跨径直线桥大，外边缘的挠度大于内边缘的挠度，曲率半径越小、桥越宽，这一趋势越明显。

(3)弯桥即使在对称荷载作用下也会产生较大的扭转，通常会使外梁超载，内梁卸载。

2有限元模拟分析通过有限元软件Midas/Civil2020建立三跨3×30m连续曲线箱梁。

箱梁采用单箱单室，箱顶宽16.25米，箱底宽8.5米，单侧悬臂长度3.875米，梁高4.0米，腹板厚度50cm。

跨度相同，调整圆心角大小（0°、30°、60°、90°、120°）对曲线梁进行分析。

2.1 圆心角主梁的弯曲程度是影响曲线桥受力特性最重要的因素，但是曲率半径并不能全面反映弯曲程度。

能全面反映主梁弯曲程度的参数是圆心角，它是跨长与半径的比值，反映了与跨径有关的相对弯曲关系。

图2为三跨连续梁在均布荷载作用下的内力图。

支座均为双支座，模拟抗扭支承，均布荷载10kN/m。

图 2 三跨连续梁在均布荷载作用下内力图从图中可以看出改变圆心角大小对于梁的弯矩和剪力几乎没有影响，且圆心角越小，数值也越接近；对于扭矩，数值随着圆心角的增大而增大，且成倍增加，影响比较明显。

虽然扭矩比直桥大，但扭矩的影响线的标值比扭矩小一个数量级，所以通常情况下，曲线桥的扭矩并不控制主要截面的设计。

曲线梁自重偏心扭矩
摘要：
一、曲线梁的概述
二、曲线梁的自重偏心扭矩的概念
三、自重偏心扭矩的计算方法
四、自重偏心扭矩的影响因素
五、结论
正文：
一、曲线梁的概述
曲线梁是一种在结构中常见的梁的形式，它的主要特点是梁的横截面上存在一个曲线。

这种结构在工程中有着广泛的应用，比如桥梁、隧道等大型建筑结构。

曲线梁在受力时会产生内弯矩和外弯矩，也就是我们常说的扭矩。

二、曲线梁的自重偏心扭矩的概念
曲线梁的自重偏心扭矩，是指由于曲线梁自身重量分布不均匀，导致在受力时产生的一种扭矩。

这种扭矩会对曲线梁的结构稳定性产生影响，因此，研究自重偏心扭矩对于曲线梁的设计和施工具有重要的意义。

三、自重偏心扭矩的计算方法
自重偏心扭矩的计算方法一般采用力学平衡原理，即将曲线梁分为若干个小段，分别计算每一段的重量产生的扭矩，然后求和。

计算时需要考虑到曲线梁的截面形状、截面尺寸、材料密度等因素。

四、自重偏心扭矩的影响因素
自重偏心扭矩的大小主要取决于曲线梁的几何形状和材料性质。

几何形状中，曲线的曲率半径、梁的截面形状和尺寸等都会影响自重偏心扭矩。

材料性质中，材料的密度、弹性模量等也会对自重偏心扭矩产生影响。

五、结论
曲线梁的自重偏心扭矩是影响其结构稳定性的重要因素。

对于设计者和施工者来说，理解和掌握自重偏心扭矩的计算方法和影响因素，对于确保曲线梁的安全稳定具有重要意义。

曲线桥梁自重内外侧扭矩
曲线桥梁是一种在建筑和土木工程中常用的桥梁结构类型，其主要特点是具有弧形或曲线形的桥面。

在设计和施工过程中，需要考虑桥梁的自重及内外侧扭矩对其结构的影响。

1. 自重：曲线桥梁由桥面和支撑结构组成，其自身重量是必须考虑的重要参数。

自重对桥梁的结构稳定性和变形有着重要影响，特别是在长跨径和曲线半径较小的情况下更为明显。

2. 内侧扭矩：曲线桥梁在曲线段上，由于半径的变化，内侧承受较大的侧向力矩。

这会导致桥梁结构发生扭曲和变形，需要在设计中充分考虑内侧扭矩对桥梁结构的影响，采取适当的加强措施，如设置横向梁或加大支撑结构的强度。

3. 外侧扭矩：曲线桥梁的外侧相对内侧承受较小的侧向力矩。

但外侧扭矩的作用也不能忽略，特别是在桥梁进出曲线段时，由于曲线半径的突变，外侧可能承受较大的侧向力矩。

因此，在设计和施工中需要充分考虑外侧扭矩对桥梁结构的影响，注意加强外侧支撑和设置适当的过渡段。

综上所述，曲线桥梁的自重及内外侧扭矩是设计和施工中必须考虑的重要参数，需要通过合理的结构设计和施工措施来保证桥梁的结构稳定性和安全性。

曲线桥梁的自重和内外侧扭矩本文将探讨曲线桥梁的自重和内外侧扭矩的相关概念和计算方法。

我们将首先介绍曲线桥梁的基本结构和工作原理，然后详细讨论自重和内外侧扭矩的计算方法，并给出实际案例进行说明。

1. 曲线桥梁的基本结构和工作原理曲线桥梁是一种在曲线轨道上搭建的桥梁结构，用于跨越地形的高低起伏或河流等障碍物。

它通常由桥墩、梁体和支座等组成。

桥墩是支撑梁体的垂直结构，通常由混凝土或钢材制成。

梁体是曲线桥梁的主要承载构件，承担车辆荷载和自重等作用。

支座则用于连接桥墩和梁体，使其能够自由伸缩和旋转，以适应曲线轨道的变化。

曲线桥梁的工作原理是通过将车辆荷载传递到桥墩上，再由桥墩通过支座传递到梁体上，最终通过梁体将荷载分散到地基上。

在曲线轨道上，由于曲率的存在，梁体会受到额外的内外侧扭矩作用。

2. 曲线桥梁的自重计算方法曲线桥梁的自重是指桥梁本身所受到的重力作用。

为了确保桥梁的安全性和稳定性，需要对其自重进行准确的计算。

自重计算通常分为以下几个步骤：2.1 确定桥梁结构参数首先需要确定桥梁的结构参数，包括梁体的几何形状、材料属性和荷载标准等。

这些参数将直接影响到自重的计算结果。

2.2 计算梁体的体积根据桥梁的几何形状，可以计算出梁体的体积。

对于简单的矩形梁体，可以使用基本几何公式进行计算；对于复杂的曲线梁体，可以使用数值积分或离散化方法进行近似计算。

2.3 估算梁体的材料密度根据梁体所采用的材料类型和密度，可以估算出梁体的总质量。

常用的桥梁材料有混凝土、钢材和预应力混凝土等，它们的密度可以通过实验或文献资料获取。

2.4 计算梁体的自重最后，将梁体的体积乘以材料的密度，即可得到梁体的自重。

自重的单位通常为牛顿或千克，可以根据需要进行单位转换。

3. 曲线桥梁的内外侧扭矩计算方法曲线桥梁在曲线轨道上运行时，会受到内外侧扭矩的作用。

内侧扭矩是指桥梁在曲线内侧受到的扭矩作用，外侧扭矩则相反。

内外侧扭矩的计算方法如下：3.1 确定曲线半径和车辆参数首先需要确定曲线的半径和车辆的参数。

曲线梁桥设计要点分析引言在国内大中城市道路的立体交叉工程中，曲线梁桥是实现各个方向交通联结的必要手段；另外在城市高架桥和高大桥梁两端的引桥工程中，由于交通功能的要求和地形条件的限制，也多采用曲线梁桥，可以说曲线梁桥己经成为高速公路、城市立交、高架桥梁中的基本结构形式。

从工程实际出发对曲线梁桥设计中存在的一些问题进行了深入的研究具有一定的工程實用价值。

1曲线梁桥的受力特点1.1梁体的弯扭耦合作用曲梁在外荷载的作用下会同时产生弯矩和扭矩，并且互相影响。

使梁截面处于弯扭耦合作用状态，其截面主拉应力往往比相应的直梁桥大得多．这是弯梁曲线桥独有的受力特点。

弯梁曲线桥由于受到强大的扭矩作用，产生扭转变形，其曲线外侧的竖向挠度大于同跨径的直桥；由于弯扭耦合作用，在梁端可能出现翘曲，当梁端横桥向约束较弱时，梁体有向弯道外侧“爬移”的趋势。

1.2内梁和外梁受力不均在曲线梁桥中，由于存在较大的扭矩，因而通常会使外梁超载、内梁卸载。

尤其在宽桥情况下内、外梁的差异更大。

由于内、外梁的支点反力有时相差很大，当活载偏置时，内梁甚至可能产生负反力，这时如果支座不能承受拉力，就会出现梁体与支座的脱离．即“支座脱空”现象。

1.3下部受力复杂由于内外侧支座反力相差较大，使各墩柱所受垂直力出现较大差异。

弯桥下部结构墩顶水平力，除了与直桥一样有制动力、温度变化引起的内力、地震力等外，还存在离心力和预应力张拉产生的径向力。

综合以上曲线梁桥受力特点，故在独柱支承曲线梁桥结构设计中，应对其进行全面的整体的空间受力计算分析，只采用横向分布等简化计算方法，不能满足设计要求。

必须对其在承受纵向弯曲、扭转和翘曲作用下，结合自重、预应力和汽车活载等荷载进行详细的受力分析，充分考虑其结构的空间受力特点才能得到安全可靠的结构设计。

2下部支承方式对曲线桥内力的影响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，根据其结构受力特点一般采用的支承方式为：在曲线粱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。

例析曲线梁桥抗倾覆问题1 引言曲线梁桥能很好地克服地形、地物的限制，可以让设计者较自由地发挥自己的想象，通过平顺、流畅的线条给人以美的享受。

但是曲线梁桥的受力比较复杂。

在曲梁中，由于存在较大的扭矩，通常会出现“外梁超载，内梁卸载”的现象，这种现象在小半径的宽桥中特别明显。

另外，由于曲梁内外侧支座反力有时相差很大，当活载偏置时，内侧支座甚至会出现负反力，如果支座不能承受拉力，就会出现梁体与支座发生脱离的现象，通常称为“支座脱空”。

近年来，发生过多起桥梁整体倒塌事故，如2007年10月23日，三辆拉运钢板的奔驰半挂牵引重型货车和一辆轿车由南向北行驶至包头市民族东路高架桥上时，桥面突然发生倾斜，导致两辆载重汽车和一辆轿车随路面倾斜滑到桥底（如图1）。

2009年7月15日津晋高速港塘互通立交匝道桥倒塌事故（如上图2）。

其直接原因是：在单车道的A匝道桥上，为避让前方逆行车辆，3辆严重超载车辆密集停置并偏离行车道，车辆外轮距离右侧护栏内缘小于1米，从而形成巨大偏载，导致桥梁梁体向右侧倾斜而引起桥梁倒塌。

发生此类事故的桥梁大多有以下共同点：（1）整体式箱形梁桥；（2）直线桥或平曲线半径较大；（3）重载车靠行进方向右侧边缘行驶或停留；（4）倒塌桥梁大多是长桥，采用了独柱墩单支点设计，端横梁处双支座间距较小；（5）破坏形式表现为整体倾斜倒塌。

此类事故的接连发生也引起桥梁专业人士对曲线梁桥抗倾覆问题的讨论和深思。

2 曲线梁桥理论分析方法在进行曲线梁桥的空间分析时，将其分解为横桥向和纵桥向两个方向来进行处理，这样可以简化工作量。

横桥向的求解主要是采用横向分布方法求出横向分布系数，主要采用以下三种方法：（1）梁格理论梁格理论假定曲线梁桥结构中的主梁与横隔梁是处于弹性支撑关系的格构上，利用结点的挠度和扭角关系找出结力点，然后求出横向分布系数[4]。

（2）梁系理论将曲线梁桥沿纵向划分成各个主梁单元，横隔梁的刚度均匀的分布在桥面板上，主梁之间的连接用赘余力表示，然后用力法求解。

曲线梁桥的受力施工特点及设计方法分析摘要：介绍了曲线梁桥的力学特性，结构分析及应注意的几点问题，施工特性及设计方法。

关键词：曲线梁桥，结构，施工近年来,随着公路建设事业的快速发展,涉及到曲线梁的桥梁设计已经越来越多了,以往设计者希望通过调整路线方案,尽量避开这种结构形式,或由于曲线半径较大,采用以“直”代“曲”的形式,在桥梁上部(如翼缘、护栏等)进行曲线调整,以期达到与路线线形一致。

这些严格意义上说都不是曲线桥。

由于受原有地物或地形的限制,一些城市的立交桥梁和交叉工程的桥梁曲线半径比较小,桥墩基本上要设在指定位置,这种情况下只能考虑设计曲线梁桥。

1曲线梁桥的力学特性1.1曲线梁的受力情况曲线梁桥能很好地克服地形、地物的限制,可以让设计者较自由地发挥自己的想象,通过平顺、流畅的线条给人以美的享受。

但是曲线梁桥的受力比较复杂。

与直线梁相比,曲线梁的受力性能有如下特点: (1)轴向变形与平面内弯曲的耦合; (2)竖向挠曲与扭转的耦合; (3)它们与截面畸变的耦合。

其中最主要的是挠曲变形和扭转变形的耦合。

曲梁在竖向荷载和扭距作用下,都会同时产生弯距和扭距,并相互影响。

同时弯道内外侧支座反力不等,内外侧反力差引起较大的扭距,使梁截面处于“弯-扭”耦合作用状态,其截面主拉应力比相应的直梁桥大得多。

故在曲线梁桥中,应选用抗扭刚度较大的箱型截面形式。

在曲梁中,由于存在较大的扭矩,通常会出现“外梁超载,内梁卸载”的现象,这种现象在小半径的宽桥中特别明显。

另外,由于曲梁内外侧支座反力有时相差很大,当活载偏置时,内侧支座甚至会出现负反力,如果支座不能承受拉力,就会出现梁体与支座发生脱离的现象,通常称为“支座脱空”。

1.2下部桥梁墩台的受力情况由于内外侧支座反力不相等,使各墩柱所受垂直力出现较大差距。

当扭矩很大时,如果设置了拉压支座,有些墩柱甚至会出现拉力。

曲线梁桥下部结构墩顶水平力,除了与直桥一样,有制动力、温度力、地震力等以外,还因为弯梁曲率的存在,多了离心力和预应力张拉时产生的径向力。

曲线桥梁自重内外侧扭矩曲线桥梁的设计和施工是桥梁工程中一个极具挑战性的领域。

在这篇文章中，我们将深入探讨曲线桥梁的设计原理、结构特点，重点关注其中的内外侧扭矩以及自重对其影响。

1. 曲线桥梁的设计与结构特点曲线桥梁常见于山区、河谷等地形复杂的地方，其设计与施工需要考虑到地形的变化和曲线的设计。

曲线桥梁在跨越河流、山谷等地形的也要使桥梁保持美观、结构合理。

2. 内外侧扭矩对曲线桥梁的影响内外侧扭矩是曲线桥梁设计中的重要参数之一。

对于曲线桥梁而言，车辆在桥面上行驶时会产生内外侧扭矩，这可能会导致桥梁结构的变形和应力集中。

在曲线桥梁设计中，需要充分考虑内外侧扭矩对桥梁结构的影响，采取相应的措施进行抵消或减小。

3. 自重对曲线桥梁的影响曲线桥梁的自重是桥梁结构设计中不可忽视的因素之一。

在曲线桥梁设计中，自重对于桥梁结构的稳定性和安全性具有重要影响。

合理的自重设计可以保证桥梁在受到外部荷载作用时能够稳定地承载荷载并保持结构的稳定。

4. 个人观点与理解在曲线桥梁设计中，内外侧扭矩和自重是需要重点考虑的因素之一。

在实际工程中，合理的结构设计、材料选取以及施工工艺等都对于内外侧扭矩的抵消和自重的分布起着至关重要的作用。

而在实际的桥梁工程中，需要结合地形、气候等因素进行综合考虑，才能够设计出满足工程要求的曲线桥梁。

总结回顾在本文中，我们对曲线桥梁的设计与结构特点进行了探讨，并重点关注了内外侧扭矩和自重对其影响的重要性。

在桥梁工程中，这些因素都是需要充分考虑和重视的，合理的设计和施工方案可以保证曲线桥梁的安全性和稳定性。

在实际工程中，我们需要不断总结经验，不断创新和完善设计理念，以满足不断变化的工程需求。

希望通过本文的探讨，读者能够对曲线桥梁的设计与施工有更深入的了解，并对内外侧扭矩和自重等因素有更全面的认识。

通过对曲线桥梁的深入研究与实践，我们可以不断提升桥梁工程的水平，为社会基础建设做出更大的贡献。

让我们共同努力，为曲线桥梁的设计和施工开拓出更加广阔的领域和更加美好的未来！曲线桥梁设计与施工是桥梁工程领域中极具挑战性的一部分。