公路梁式桥上部结构洪水作用机理及抗洪性能研究

摘要

洪水灾害是影响桥梁结构安全运行的严重威胁,洪水发生时流水冲击力直接作用于桥梁结构,以往桥梁设计中对水位线以上的桥梁上部结构可能遭受的洪水作用缺乏考虑,造成桥梁上部结构抗洪能力不足.本文以洪水的力学性能为基础,研究了洪水对桥梁上部结构的作用机理,提出了洪水破坏力计算公式及相关参数的确定方法,分析了桥梁上部结构在洪水作用下的主要失效模式及对应的力学平衡方程.研究表明,洪水对桥梁上部结构的主要作用力包括:水平冲击力、竖向上浮力、上托力.相应的桥梁上部结构的破坏模式主要有:支座滑动、支座剪切、整体倾覆等.在此基础上,针对桥梁上部结构的主要薄弱点,遵循洪水破坏力与结构抗力之间的平衡关系,提出了桥梁上部结构发生支座滑动破坏、支座剪切破坏、整体倾覆破坏模式下的抗洪性能分析思路及计算公式,对公路桥梁的抗洪设计及安全性评估具有指导意义.