倾斜桥墩的安全性评估

王建利　胡靖

【摘要】位于贵州省松桃至从江高速公路铜仁坝灌溪至玉屏大龙段的尖坡Ⅱ号大桥由于施工原因，导致左幅1#墩左侧立柱横向倾斜。本文建立有限元模型对其进行计算，同时与竖直桥墩计算结果对比，研究其倾斜度的影响；并分别建立全桥模型及单独墩柱模型，通过对比，提出一种桥墩有限元计算的简化方法。

【关键词】桥墩；倾斜；安全性；简化计算方法

1基本概况

尖坡Ⅱ号大桥左幅为5×40米、右幅设6×40米预应力混凝土先简支后结构连续T型梁。由于施工原因，左幅1#桥墩左侧立柱自横系梁之上，向桥梁外侧发生横向倾斜，立柱顶最大倾斜6cm[[[]沈铁钢，冯栋发，沈芳.上塘高架桥131号～134号墩梁病害分析研究[J].山西建筑.2009（31）.]]。左幅1#墩左侧立柱23m，右侧立柱23.34m，横坡5%。其结构型式见下图：

本桥横向共5片T梁，桥面布置为0.5m（防撞护栏）+11.25m（三车道）+0.5m（防撞护栏）=12.25m。结构体系采用先简支后结构连续。T梁采用C50混凝土，桥墩采用C30混凝土。

2有限元模型

采用有限元程序Midas分别建立如下三个有限元模型：

模型A：左幅全桥模型，1#墩左立柱竖直；

模型B：左幅全桥模型，1#墩左立柱倾斜；

模型C：左幅1#墩模型，左立柱倾斜。

全桥模型A、B上部结构为T梁，采用梁格法进行模拟，在1#墩位置，各片T梁均传力至盖梁上相应位置。

1#墩有限元模型采用梁单元分别模拟其盖梁、墩柱及系梁。左侧立柱在系梁以上部分逐渐线性像外侧偏移6cm。

假设1#墩承受的自重荷载范围为单跨即40m。通过计算，单跨T梁自重为6500KN，则各支座相应位置作用荷载为1300KN；

每片T梁承受二期铺装为10.6KN/m，则各支座相应位置作用荷载为10.6×40=421KN；……