公路橋梁交通荷載研究現(xiàn)狀及展望

劉長春

昆山市交通工程試驗(yàn)檢測中心有限公司

公路橋梁交通荷載研究現(xiàn)狀及展望

劉長春

昆山市交通工程試驗(yàn)檢測中心有限公司

本文對我國公路橋梁交通荷載的現(xiàn)狀展開了調(diào)研和闡述。同時(shí)對有關(guān)影響橋梁構(gòu)架的一些原因，諸如車重、荷載、行車速度等方面進(jìn)行了闡明，旨在為今后公路橋梁交通荷載的研析與發(fā)展提供些許有效的建議和明晰的方向。

公路橋梁；交通荷載

1 前言

隨著汽車產(chǎn)業(yè)和交通輸送事業(yè)的逐步發(fā)展,公路交通承載量逐年大幅度加大，同時(shí)，行車速度也有著顯著的提升，再加之大型車輛的超載行駛等情形的發(fā)生，使得車輛荷載和過去相比產(chǎn)生了巨大的變動，對公路橋梁的安全使用造成了嚴(yán)重的影響。因此，日益顯著的的橋車耦合共振問題、架構(gòu)疲勞問題、以及對橋梁使用周期內(nèi)的負(fù)荷能力評核問題都越發(fā)引人關(guān)注。但在之前的研析過程中,往往是在明確車流情況的這一假設(shè)條件下展開的，沒有對車流的隨機(jī)性加以考量，因此按照假定車流條件下獲得的結(jié)論會與依據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)得到的結(jié)果出現(xiàn)不小的偏差。對于結(jié)構(gòu)的疲勞調(diào)研來說，用實(shí)際情形下的車流荷載作為參考依據(jù)也會獲取相對更有實(shí)際意義的結(jié)論，因此，就應(yīng)該對公路橋梁上的真實(shí)交通車輛荷載展開細(xì)致的調(diào)研。

2 對公路交通現(xiàn)狀的調(diào)研

公路橋梁在運(yùn)行過程中所承擔(dān)的主體可變載荷即是交通車輛運(yùn)行中所作用的載荷，對這些交通車輛載荷的相關(guān)數(shù)據(jù)展開科學(xué)的調(diào)研是對橋梁設(shè)計(jì)載荷、橋梁牢固性研究、橋梁剩余生命期估算以及最大負(fù)載載荷實(shí)施計(jì)算的根本。

現(xiàn)今，無論從收集資料數(shù)據(jù)的技術(shù)方法，還是發(fā)掘與利用數(shù)據(jù)方面，我國都有著明顯的不足，至今依舊不能擁有一套完善的運(yùn)營與監(jiān)管體系。我國對于高速公路網(wǎng)交通量相關(guān)方面的研究才剛剛開始，顯然不能滿足社會發(fā)展的需求。

3 公路橋梁交通荷載調(diào)研現(xiàn)狀

3.1 車重、軸重

目前為止，許多國家的專業(yè)人士都是將交通載荷相關(guān)研究的關(guān)鍵放在對車重、軸重等有關(guān)數(shù)據(jù)的收集統(tǒng)計(jì)和分析上?，F(xiàn)今對于交通荷載車重的調(diào)研大體包括以下幾個(gè)途徑：（1）通過閱讀車型手冊明確車重；（2）通過高速公路收費(fèi)站檢測獲取車輛相關(guān)數(shù)據(jù)；（3）運(yùn)用移動車重系統(tǒng)對車實(shí)施檢測；（4）憑借移動載荷鑒別科技對車重開展鑒別與測量。

另外，各國相關(guān)研究人員特別對超載情況展開細(xì)致的調(diào)研。相關(guān)部門通過對城市一些關(guān)鍵交通樞紐的超載情況實(shí)施的詳盡的調(diào)研統(tǒng)計(jì)，構(gòu)建了含有超載車輛的活載模型，此模型能夠?qū)Πl(fā)生超載狀況的公路橋梁架構(gòu)的可靠性實(shí)施評核與估測。與此同時(shí)，相關(guān)人員還對常規(guī)運(yùn)行和密集運(yùn)行情形下隨機(jī)車流的數(shù)據(jù)規(guī)律進(jìn)行整合總結(jié)，并相應(yīng)的創(chuàng)建了公路橋梁車輛載荷的概率模型。

3.2 車速

正常的情形下，在公路橋梁的設(shè)計(jì)進(jìn)程中，交通載荷所擁有的車速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對橋梁結(jié)構(gòu)有著顯著的作用。如果車速較快，則在實(shí)施承載過程中，橋梁會負(fù)擔(dān)較強(qiáng)的沖力與壓力，因此路面極易產(chǎn)生破損，也就是說對車速開展檢查和控制非常重要。通常運(yùn)用的檢查方式包括：通過在明確長度的路段的首尾建立相應(yīng)的監(jiān)測設(shè)備，同時(shí)對車型、車速以及車輛通過該路段的用時(shí)展開計(jì)量，因?yàn)槁范蔚拈L度是既定的，那么就可以結(jié)合該車輛通過該路段的用時(shí)計(jì)算出他的車速。但是這種檢測方法也有著自己的不足，那就是所檢測計(jì)算出的汽車速度數(shù)是其平均速度，而非汽車的實(shí)際即時(shí)速度，因此普遍存在偏差。

4 對今后發(fā)展方向的探討

4.1 移動荷載鑒別方法的運(yùn)用

車輛載荷及車重信息通常是憑借收費(fèi)站的計(jì)重裝置的測量獲取，但是實(shí)際操作中來看，相應(yīng)設(shè)備的購買費(fèi)用太過高昂，另外還必須將其事先設(shè)立在公路首尾兩端，并且為了獲取準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)，需要對其他車輛的運(yùn)行速度實(shí)施管制，而相應(yīng)的管制也就影響了對于現(xiàn)實(shí)交通荷載其他數(shù)據(jù)的測量獲取。在這樣的現(xiàn)狀下，于是很多相關(guān)研究人員就展開了對于橋梁動響應(yīng)間接鑒別行動車輛負(fù)載的調(diào)研。經(jīng)過這些年來的實(shí)踐與探究，該技術(shù)相關(guān)方面的研究已經(jīng)開創(chuàng)出各種不盡相同的識別手段，但是其中的很多方法依舊處于起步階段，并且在模型調(diào)研進(jìn)程中選用的車輛模型也相對簡化，因此在現(xiàn)實(shí)之中還不能完全運(yùn)用。就當(dāng)下的情形看來，行動荷載鑒別技術(shù)有著三個(gè)比較普遍的問題：一是這些手段多數(shù)以輪胎與橋體互相接觸力的時(shí)長為目標(biāo)，關(guān)于此種方法的錄入?yún)?shù)不少，其中包含車輛類型、車輛的有關(guān)參數(shù)、車輛在橋體的橫向位移和方位，以及行車速度和路面對車輛產(chǎn)生的摩擦系數(shù)等要素，然而現(xiàn)實(shí)中對相關(guān)參數(shù)實(shí)施精確地測量是相當(dāng)困難的，這就致使在識別的準(zhǔn)確程度上產(chǎn)生了些許偏差；要求在多處位置展開測試，相應(yīng)的需要在橋梁的不同位置上設(shè)立測試裝置；在測試過程中所應(yīng)用的車橋模型與真實(shí)的車橋情況出入明顯，車輛荷載最多是識別三軸車，并且橋梁模型在通常情況下所采用的都是對相對簡單的單梁模型實(shí)施模擬，這就對測查數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性產(chǎn)生了比較大的影響。

4.2 交通荷載全要素適時(shí)的仿真模擬

在公路上運(yùn)行的車輛其荷載擁有一定的變動性和隨機(jī)性，而在相當(dāng)長一段時(shí)期內(nèi)的各個(gè)國家交通載荷的調(diào)研與模擬工作中，還是非常依賴基于車輛型號、行車速度、車距以及車輛重量的不變的這一根本假設(shè)的，基于這些假設(shè)可以創(chuàng)建出靜態(tài)的交通載荷流。這些年來，各個(gè)國家的相關(guān)研究人員也逐漸開始關(guān)注交通載荷參數(shù)的隨機(jī)性，與此同時(shí)也對交通載荷流的構(gòu)成關(guān)鍵參數(shù)展開了隨機(jī)性的測試探析，不但獲得了些許成果，并且初步建立了一些參數(shù)的隨機(jī)數(shù)學(xué)模型。

5 總結(jié)

公路交通車輛荷載是在橋梁構(gòu)架研究計(jì)算中需要進(jìn)行考量的主要荷載。在橋梁構(gòu)架研究計(jì)算時(shí),特別是在開展構(gòu)架疲勞以及時(shí)變可靠性數(shù)據(jù)分析時(shí),一定要注意選取的交通車輛荷載是否接近實(shí)際情形在很大程度上對計(jì)算結(jié)果的精確性產(chǎn)生影響。希望今后各方將會更加重視對于公路橋梁交通荷載的相關(guān)研究，以此促進(jìn)我國公路橋梁的發(fā)展

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