基于交通调查的重载交通公路桥梁标准设计车辆荷载探讨

2022-03-03周朝邦

大众标准化 2022年22期

周朝邦

（中国华西工程设计建设有限公司，四川成都 610000）

1 引言

车辆荷载是公路桥梁测设的关键技术指标，体现了某一阶段内公路运输荷载的具体状况，我国车辆荷载水准在各阶段施行的《公路工程技术标准》和《公路桥梁设计规范》也在持续转变，以期融入具体的要求标准。随着我国经济和路面交通出行工作的迅速发展，车辆承重能力逐渐扩大，对公路桥梁承重能力也提出了更高的要求，尤其是担负外运任务的重载交通车辆，由于载荷增加和超重问题的存在，大量公路桥梁结构被损坏。造成公路桥梁毁坏的原因很多，但是行车荷载（超重等情况）超出公路桥梁标准设计荷载是关键原因。

通过对重载交通路面的出行调研，统计分析了轴重、轴距和邻近车辆的竖向间隔，并测算了具体荷载效果，同时与现行公路桥梁设计标准进行比较。

2 车辆荷载调查分析

在实际调研时，应严格遵循相关的原则规律，同时也应该挑选合适的车辆，并根据调研材料对重载交通出行路面公路桥梁载荷载竖向布局做出分析。调研的关键目的是得到基础数据，车辆的分布和种类的调研，即各类车辆的分布比例。

为了确保公路桥梁设计的有效性，在开展设计工作之前，必须对路面上荷载的尺寸开展多方位的详尽调研。在调研过程中，有关调研工作人员应严格遵循类似模型原则，挑选最佳路面，综合考虑有关信息，科学分析路桥荷载竖向布局状况。在调研中，必须调研三种不一样的数据信息，第一种数据必须调研荷载的类型和遍布状况，科学测算占比情况。第二数据是一些有关主要参数，例如可分派给每辆车的较大净重，以及从车辆的前轴中心到后轴中心的间距。第三个数据是重载荷载的尺寸，对车辆的竖向间距来进行调查。通常在调研第一类和第二类数据信息的过程中，可以选用现场观察的方式开展调研，但要获得第三类数据，必须选用摄影法和人工观察的方式，有利于数据的搜集和分析。实际来说，在调研车辆竖向间距的过程中，首先要挑选最佳路面，在交通出行量较大的阶段搜集调研数据，除去所得的数据中无效的数据，最后对剩下数据用数据结合的方式开展恰当的分析。相关人员在调研过程中发现，通常在交通出行行驶中沒有两辆载重车辆持续发生的情况，因而在设计路桥的过程中无须考虑这个问题。完成以上工作后，有关工作人员必须根据P-III（皮尔逊III）型曲线图，进一步精准测算车辆竖向间的间距，为后面的标准设计及施工等一些工作奠定基础。

3 公路桥梁车辆荷载分析

根据以上调研结果和分析结果，发现交通出行路面公路桥梁设计存有一些问题。这些问题是交通出行路面荷载结构无法有效、路面质量无法得到确保的关键要素，因而，必须对交通出行路面公路桥梁标准设计中的荷载开展详尽分析。众所周知，车辆荷载在公路桥梁标准设计中极为关键，也是公路桥梁标准设计中十分关键的技术指标，根据以上具体调研获得的数据，可以分析公路桥梁标准设计中的荷载效应。以下以普通车和加重车为例，对公路桥梁标准设计中的承载力开展分析。

3.1 普通车

为了确保分析结果的精确性和客观性，在普通车的分析中，将荷载换算的基础主数明确为跨径长40 m的简易支撑梁，可以起到相应的效果，运用该基础主要参数，融合实际设计主要参数一般车功效总效果为：M总=981 524 kN。根据该数量，根据公路桥梁的实际状况按一定占比展开，根据分配后的实际公式测算各车造成的荷载效应，并将测算的结果与公路桥梁设计标准中的荷载效应进行比较，保证参照数据的精确性和客观性。除此之外，近些年我国各地交通出行总流量大幅度升高，尤其是普通小汽车总数也大幅度强化，一般小汽车的升高速率早已远远超出其他种类的升高速率。

因此在开展基础主要参数挑选时，务必尽可能客观、全方位地保证参考数据的精确性，但通过在测算后较为两组主要参数，可以恰当地防止设计主要参数与具体设计不一致。

3.2 加重车

对于加重车荷载的测算，其实际步骤是为了对加重车荷载主要参数的换算，即把握荷载对40 m简易支撑梁的弯矩效应。测算加重车的总功效，获得实际标值。平衡加重车的总功效，测算各加重车对公路桥梁的功效，记录有关标值结果。《公路桥涵设计通用性标准》（JTGD60-2015）确立要求了I级公路载荷载、40 m简支梁的具体效应标值。

在对加重车开展分析和测量时，基本的测量程序与一般车的测量同样，依然应用将换算载荷载的基础主要参数明确为跨径长40 m的简支杆跨度中弯矩功效效果，运用该基础主要参数，融合实际的设计主要参数一般车功效总效果M总=134 778 694 kN。根据该数量，根据公路桥梁的实际状况按一定占比开展分派，凭据分派后根据实际公式计算测算各重型车造成的荷载效应，并将测算的结果与公路桥梁设计标准中的荷载效应开展较为，保证参照数据的精确性和客观性。必须较为两者是由于，净重车运载量十分大，净重车通过路面时，路面承担的重力十分大，净重车通过时，对路面公路桥梁造成的功效效果也是较大的，随着净重车的总数剧增，掩藏的不明确要素也变多，由于必须精确较为估计的数据。经过恰当的可能和较为分析，M6轴与具体可能获得的单台重力车的荷载效应功效值可以十分贴近，因而在具体公路桥梁的设计中，可以将可能获得的功效效应值作为公路桥梁设计的参照根据。

4 分析重载交通车辆荷载的改进方法

以前关于公路桥梁的标准规章要求通过调研地形来明确公路桥梁的总宽，因此，不一样的地形会造成公路桥梁总宽数据有差别。新的标准规章要求公路桥梁总宽要根据设计车速的不同，设计车速是近几年提出的新概念，具有一定的科学性和技术成分。在以前的标准中，明确地形并把握该地形是不是有更新改造的概率是一项十分繁杂的工作，不利于设计工作的进行。

新标准有利于清除以往要求的四级车队荷载，选用路面二级和路面一级的要求，更好地测算载荷载的尺寸。基于路面二级和路面一级，对以前车队荷载布荷载发生的问题也开展了恰当的处理，引进载荷载和车道荷载，完成了对载荷载功效效果的恰当测算，缓解了载荷载功效效果测算的难度和繁杂性。

《公路桥涵设计通用性标准》（JTGD60-2004）要求，影响冲击性指数的关键要素是公路桥的材料、跨度，桥的截面、联接方式、桥的型号规格等未列入测算范畴，影响结果的精确性。经过整顿，《公路桥涵设计通用性标准》（JTGD60-2015）通过基本频率测算冲击性指数，影响基本频率的要素包含公路桥梁弯曲刚度、公路桥梁质量、公路桥梁阻尼等，提高了结果的科学性。

在《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）中，对于桥梁宽度的设计，主要考虑当地的地形，如丘陵、山岭、平原等，也就是说不同的地形需要确定设计不同的桥梁宽度。随着社会的发展，相关人员已经意识到传统的计算方式存在一定的缺陷，所以在《公路桥涵设计通用规范》中规定，桥梁的实际宽度应该根据车速进行确定、设计。在《公路桥涵设计通用规范》中认为，由于不同的地形十分繁杂，如果采用这样的方式对公路桥梁的宽度进行计算，就会影响公路桥梁结构的稳定性、安全性，甚至会影响公路桥梁设计的全过程。与之相比，在《公路桥涵设计通用规范》中将车速作为确定公路桥梁宽度的唯一因素，不仅简化了调查、计算的相关程序，还能够有效提高计算的质量、效率，能够在很大程度上提高桥梁结构设计的稳定性。

通过进行调研和分析，目前我国在路桥设计中依然存有一些问题，交通出行路面潜在的安全风险依然存在，不但影响大家正常出行，并且对大家的性命和资产安全也导致很大危害，通过对路桥设计数据的有效掌握，路面重负是引起安全生产事故的关键缘故。因而，务必提升交通出行路桥的设计。这也是进行具体的调研活动的初心。交通出行公路桥梁设计的提升，必须从公路桥梁的质量、弯曲刚度、阻尼等第三层面明确公路桥梁的基本频率，确保基本频率的固定，简单化公路桥梁设计的测算环节，保证公路桥梁设计的科学性和有效性。此外，在交通出行路面的桥梁设计中，对桥梁荷载的区划必须适度的调节，在以往的桥梁设计中，选用了四级车辆车列荷载，由于该荷载在设计上十分繁杂，因而相匹配于开展恰当的调节，保证载荷载效果测算的简约性。