橋梁在超限超載運(yùn)營(yíng)狀況的應(yīng)對(duì)措施

趙偉 何紅妍 蔡思哲

摘 要：本文針對(duì)目前公路交通運(yùn)輸行業(yè)超限超載車(chē)輛運(yùn)輸實(shí)際情況，探討研究在公路交通中橋梁在超限過(guò)載實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況下的破壞形態(tài)，通過(guò)對(duì)橋梁破壞形態(tài)分析，提出了相應(yīng)的處理維修措施，同時(shí)提出當(dāng)前公路交通中橋梁運(yùn)輸超限過(guò)載實(shí)際情況下的破壞應(yīng)對(duì)的緊迫性以及意義，并對(duì)今后的公路交通中橋梁的監(jiān)測(cè)維護(hù)運(yùn)營(yíng)等研究提出一定的設(shè)想。

關(guān)鍵詞：橋梁;超限過(guò)載;應(yīng)對(duì)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.18.095

1 引言

近年來(lái)，我國(guó)的交通運(yùn)輸業(yè)迅猛發(fā)展，交通量也的增加使得道路所要承受的荷載也越來(lái)愈大。同時(shí)大量的道路橋梁建造，使得其安全運(yùn)營(yíng)受到了全社會(huì)的高度重視。道路橋梁在服役過(guò)程反復(fù)承受車(chē)載等荷載，外在環(huán)境侵蝕人為因素等的破壞，不可避免的會(huì)產(chǎn)生一定的結(jié)構(gòu)性損傷，再加上我國(guó)的道路橋梁的超限運(yùn)輸實(shí)際使得其耐久性和承載性能逐漸降低直至威脅橋梁安全。例如2004年6月10日早7時(shí)，遼寧省盤(pán)錦市境內(nèi)田莊臺(tái)大橋突然發(fā)生垮塌，大橋從中間斷裂27m，事故后經(jīng)專(zhuān)家認(rèn)定，該橋在超限車(chē)輛長(zhǎng)期作用下，結(jié)構(gòu)嚴(yán)重受損。由此可見(jiàn)，在目前超限過(guò)載的運(yùn)輸實(shí)際情況下，橋梁尤其是大型橋梁的運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)以及維修加固是十分有必要的。

2 橋梁超限超載的破壞形態(tài)

目前，我國(guó)現(xiàn)行的設(shè)計(jì)理論不能完全反映出橋梁在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中的真實(shí)的荷載情況，僅僅是用以模擬橋梁運(yùn)營(yíng)中實(shí)際荷載。但我國(guó)各級(jí)公路屢禁不絕的超限超載運(yùn)輸，使得設(shè)計(jì)荷載不能再代表實(shí)際運(yùn)營(yíng)的荷載作用情況，超限超載汽車(chē)的持續(xù)通行，造成橋梁的通過(guò)能力、承載能力、耐久性降低，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性裂縫，威脅橋梁結(jié)構(gòu)安全。

通過(guò)對(duì)常見(jiàn)的組合式梁橋在超限超載汽車(chē)實(shí)際運(yùn)營(yíng)中的試驗(yàn)得出，其過(guò)載形態(tài)表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：

2.1 瀝青橋面鋪裝層和水泥混凝土橋面鋪裝層的破壞

具體表現(xiàn)為：結(jié)構(gòu)面層沿主梁出現(xiàn)縱向龜裂以至碎裂、滲水等嚴(yán)重變形。

2.2 橋梁橫向聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)受損

具體表現(xiàn)：重車(chē)道出現(xiàn)重復(fù)性車(chē)轍，結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生較深的彎沉盆，橋梁平順性降低;結(jié)構(gòu)面層沿主梁鉸縫出現(xiàn)縱向裂縫，各主梁之間無(wú)法傳力，整體性降低。

2.3 橋梁的整體承載能力降低

具體表現(xiàn)為：由于超限超載情況造成橋梁橫向聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)破壞，使得在重車(chē)道上的荷載單獨(dú)作用于一個(gè)無(wú)法分擔(dān)荷載的單獨(dú)主梁上。

2.4 橋梁剛度，耐久性降低

具體表現(xiàn)為：由于過(guò)載的原因?qū)?huì)使重車(chē)道下的主梁下凹，撓度加大，跨中主梁提前出現(xiàn)多條由彎矩過(guò)大引起的裂縫，剛度和耐久性降低。

3 橋梁超限超載下的應(yīng)對(duì)措施

通過(guò)對(duì)橋梁超限超載運(yùn)營(yíng)的破壞形態(tài)分析得出，重載作用于橋梁而不加以加固修復(fù)會(huì)進(jìn)一步使得其承載能力降低而加重橋梁的結(jié)構(gòu)破壞。因此，對(duì)于運(yùn)營(yíng)中的重載交通下的橋梁應(yīng)進(jìn)行日常監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)采取措施（比如加固或限載通行等），防患于未然。

3.1 建立橋梁全壽命周期的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

依托互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)云平臺(tái)技術(shù)，在原有橋梁的梁片主要部位布置傳感器后監(jiān)測(cè)大橋在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中在重載、風(fēng)荷載等作用下梁片振動(dòng)、撓度和應(yīng)變的響應(yīng)情況的基礎(chǔ)上，對(duì)大橋進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、分析和數(shù)據(jù)在云時(shí)代的網(wǎng)絡(luò)共享。通過(guò)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)樣本的詳細(xì)分析，依托移動(dòng)大數(shù)據(jù)平臺(tái)的橋梁日常巡檢養(yǎng)護(hù)終端，對(duì)大橋運(yùn)營(yíng)狀態(tài)的結(jié)構(gòu)病害情況等技術(shù)狀況和安全性進(jìn)行評(píng)估。

3.2 橋梁超限超載破壞后的維修加固

通過(guò)橋梁檢測(cè)系統(tǒng)的樣本數(shù)據(jù)分析的評(píng)估結(jié)果，對(duì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)病害或安全性受到威脅的橋梁，及時(shí)進(jìn)行維修加固處理或限載通行措施。根據(jù)超限超載橋梁的破壞形態(tài)分析，可采取的加固措施為：

（1）若在超限超載運(yùn)營(yíng)的橋梁出現(xiàn)分布均勻的小裂縫，在監(jiān)測(cè)樣本數(shù)據(jù)評(píng)估橋梁安全性良好的前提下，我們可以采取裂縫修補(bǔ)和粘貼碳纖維膜的措施，對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，提高剛度。

（2）若結(jié)構(gòu)面層沿主梁出現(xiàn)縱向龜裂裂縫，橫向結(jié)聯(lián)結(jié)構(gòu)受損，路面彎沉大，采用的措施如下：

（3）對(duì)于橋梁在超載情況下出現(xiàn)裂縫較大不能閉合的嚴(yán)重情況，此時(shí)運(yùn)營(yíng)安全已經(jīng)受到了威脅，我們應(yīng)及時(shí)采取更換新梁的措施。

3.3 加大橋梁交通運(yùn)輸超限超載的運(yùn)營(yíng)監(jiān)管

提高運(yùn)營(yíng)中的監(jiān)管要求，筆者認(rèn)為，運(yùn)營(yíng)監(jiān)管首先要把住汽車(chē)準(zhǔn)入關(guān)，限制超限超載汽車(chē)通行，加大監(jiān)管執(zhí)法力度，規(guī)范執(zhí)法手段，保證橋梁運(yùn)營(yíng)安全;其次對(duì)于大跨度橋梁執(zhí)行科學(xué)合理安全的通行方案，比如重載汽車(chē)的縱向過(guò)橋間距、通行速度、駐留時(shí)間等通行性作出一定的安全要求。

3.4 橋梁規(guī)劃設(shè)計(jì)階段要有前瞻性

橋梁作為道路交通線網(wǎng)規(guī)劃的一個(gè)重要點(diǎn)，投資巨大、建設(shè)周期長(zhǎng)，一旦建成，很難改變，所以在規(guī)劃之初要從全面和長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度出發(fā)，要充分顧及地區(qū)交通發(fā)展趨勢(shì)，即規(guī)劃要有超前性，以免發(fā)展與設(shè)計(jì)不相適應(yīng)。

4 總結(jié)

近20多年來(lái)，我國(guó)道路交通行業(yè)取得了飛速發(fā)展，特別是橋梁工程，建設(shè)規(guī)模大、速度快，技術(shù)水平已有大的提高，但橋梁運(yùn)營(yíng)中的安全評(píng)估以及維修加固還需要加大力度，加強(qiáng)執(zhí)法監(jiān)管，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)控制與安全評(píng)估，加強(qiáng)維修養(yǎng)護(hù)，確保現(xiàn)役橋梁安全運(yùn)營(yíng)。

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