Fast Prediction of Overturning Risk of Single‑pilar Pier Curved Girder Bridge under the Action of Customized Transport Vehicle

XU Kang; WANG Tao; LIU Bo; CHEN Shujun

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Fast Prediction of Overturning Risk of Single‑pilar Pier Curved Girder Bridge under the Action of Customized Transport Vehicle

更新时间：2025-09-25

- Fast Prediction of Overturning Risk of Single‑pilar Pier Curved Girder Bridge under the Action of Customized Transport Vehicle
- Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering Vol. 43, Issue 3, Pages: 474-483(2023)
- 作者机构：
  
  长安大学公路学院，陕西西安 710064
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：
  CLC： U441.2
- Received：28 August 2022，
  
  Revised：2022-09-30，
  
  Published：28 June 2023
- 稿件说明：
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徐康,王涛,刘博等.大件车作用下独柱墩弯桥倾覆风险快速预测[J].防灾减灾工程学报,2023,43(03):474-483.

XU Kang,WANG Tao,LIU Bo,et al.Fast Prediction of Overturning Risk of Single‑pilar Pier Curved Girder Bridge under the Action of Customized Transport Vehicle[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2023,43(03):474-483.
徐康,王涛,刘博等.大件车作用下独柱墩弯桥倾覆风险快速预测[J].防灾减灾工程学报,2023,43(03):474-483. DOI：

XU Kang,WANG Tao,LIU Bo,et al.Fast Prediction of Overturning Risk of Single‑pilar Pier Curved Girder Bridge under the Action of Customized Transport Vehicle[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2023,43(03):474-483. DOI：

摘要

为了实现大件运输车辆作用下独柱墩弯桥倾覆风险的快速预测，首先对基于刚体转动理论的简化计算方法进行改进，引入车辆转弯模型考虑车轮轨迹，实现车辆荷载的准确和快速加载，定义了稳定因子

并提出质心加载法用于确定倾覆轴线；结合变形体理论，提出采用端点偏移的方法对倾覆轴位置进行修正；采用阈值法快速评价桥梁的倾覆风险性，并通过建立ABAQUS实体模型分析了大量桥梁的倾覆过程，确定阈值［

］的取值；在此基础上建立了独柱墩弯桥倾覆风险快速预测流程。研究结果表明：大件车以稳定状态通过弯桥时其质心轨迹为一圆弧；对倾覆轴线位置进行修正可以考虑主梁变形能力对稳定效应的削减，相比于原简化方法，由改进方法计算的抗倾覆稳定能力

对桥梁的倾覆风险具有更强的表征能力；抗倾覆稳定能力阈值取值为1.10；基于MATLAB程序语言，编制了弯桥倾覆风险快速预测程序，通过批量输入大件车待通行线路上的独柱墩弯桥信息即可计算出各个桥梁的抗倾覆稳定能力

，将

与抗倾覆能力阈值进行比较从而预测出有倾覆风险的桥梁，实现大件车作用下独柱墩弯倾覆风险快速预测。

Abstract

In order to expedite the prediction of overturning risk for single-pillar pier curved girder bridges subjected to custom transport vehicle loads， several modifications and advancements have been made in the calculation approach. Initially， we improved a simplified calculation method， drawing on rigid body rotation theory， and introduced a vehicle turning model to account for wheel tracks， thereby achieving accurate and rapid loading of vehicle load. We defined the stability factor η and proposed the centroid loading method to determine the overturning axis.In conjunction with the deformation theory， we presented the end-point migration method to adjust the position of the overturning axis. Rapid evaluation of bridge overturning risk was performed using the threshold method， and the threshold value ［

］ was identified by analyzing the overturning process of numerous bridges via established ABAQUS solid models.This facilitated the construction of an overturning risk prediction process for single-pillar pier curved girder bridges. Our results indicated that in a steady state， the centroid path of a custom transport vehicle navigating a curved bridge is an arc. Furthermore， adjusting the position of the overturning axis accounts for the reduction in the stability effect caused by the main beam's deformation capacity. Compared to the original simplified method， the improved method's calculated anti-overturning stability capacity kc provides a more robust characterization of bridge overturning risk. Notably， the kc threshold can be 1.10.Finally， utilizing the MATLAB programming language， we developed a program for rapidly predicting the overturning risk of curved bridges. By inputting the information for batches of single-pillar pier curved girder bridges along the routes intended for custom transport vehicles， the bridges' anti-overturning stability capability kc can be calculated. By comparing kc with the threshold value， we can predict which bridges carry an overturning risk， enabling rapid prediction of overturning risk for single-pillar pier curved girder bridges under the action of custom transport vehicles.

关键词

Keywords

references

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