随着我国交通事业的不断发展以及城市化进程不断加快,越来越多为适应道路线形变化的弯梁桥被建造。近些年,全国多次出现了独柱墩弯梁桥的整体倾覆事故,造成了重大经济损失和极其恶劣的社会反响。本文以2015年发生倾覆事故的粤赣高速公路匝道桥为基准桥,采用正交试验方法设计了模型试验的缩尺有机玻璃模型,结合ANSYS数值模拟分析了弯梁桥的抗倾覆性能。本文主要研究内容和成果如下:(1)通过3座有机玻璃模型的正交试验,得到了弯梁桥竖向位移、应变、支反力随着车辆荷载逐级增加直至发生倾覆时的变化规律。弯梁桥发生倾覆时,各测点应变都远远小于极限应变,即弯梁桥倾覆状态可近似看作是上部结构的刚体转动。(2)通过建立的试验样本有限元模型,对比分析数值分析与试验结果,探讨弯梁桥实体模型数值模拟方式合理性,为有限元软件中模拟的准确性提供参考。(3)基于试验结果与有限元计算结果,通过极差与方差分析,发现弯梁桥倾覆的主要影响因素中:中墩预偏心对弯梁抗倾覆性能影响最显著,其次是车辆间距,再次是梁端支座间距,最后是曲率半径。(4)基于试验结果和有限元分析结果的进一步研究,推定了弯梁桥的倾覆轴形式,即为通过外侧支座的圆弧,并基于该倾覆轴线的形式,推导了有效的抗倾覆稳定系数公式。为了便于应用,本文进一步给出了简化的抗倾覆稳定系数计算公式,并确定了临界的稳定系数。(5)基于以上研究,探讨了上部结构质量偏心方法与调整中墩支座预偏心和联端支座间距方式对弯梁桥抗倾覆稳定性的影响,研究结果表明:增加内侧腹板厚度、采用非对称栏杆布置及设置中墩预偏心都能明显提高弯梁桥的抗倾覆稳定系数,增加端支座间距具有一定的效果,但不如前面三种方式明显。