劉長春

昆山市交通工程試驗檢測中心有限公司

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，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際意義的結(jié)論，因此，就應(yīng)該對公路橋梁上的真實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

公路橋梁在運行過程中所承擔(dān)的主體可變載荷即是交通車輛運行中所作用的載荷，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)載載荷實施計算的根本。

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)計和分析上。現(xiàn)今對于交通荷載車重的調(diào)研大體包括以下幾個途徑：（1）通過閱讀車型手冊明確車重；（2）通過高速公路收費站檢測獲取車輛相關(guān)數(shù)據(jù)；（3）運用移動車重系統(tǒng)對車實施檢測；（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施的詳盡的調(diào)研統(tǒng)計，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)的可靠性實施評核與估測。與此同時，相關(guān)人員還對常規(guī)運行和密集運行情形下隨機車流的數(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)計進(jìn)程中，交通載荷所擁有的車速實時數(shù)據(jù)對橋梁結(jié)構(gòu)有著顯著的作用。如果車速較快，則在實施承載過程中，橋梁會負(fù)擔(dān)較強的沖力與壓力，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，同時對車型、車速以及車輛通過該路段的用時展開計量，因為路段的長度是既定的，那么就可以結(jié)合該車輛通過該路段的用時計算出他的車速。但是這種檢測方法也有著自己的不足，那就是所檢測計算出的汽車速度數(shù)是其平均速度，而非汽車的實際即時速度，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用

車輛載荷及車重信息通常是憑借收費站的計重裝置的測量獲取，但是實際操作中來看，相應(yīng)設(shè)備的購買費用太過高昂，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行速度實施管制，而相應(yīng)的管制也就影響了對于現(xiàn)實交通荷載其他數(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)實之中還不能完全運用。就當(dāng)下的情形看來，行動荷載鑒別技術(shù)有著三個比較普遍的問題：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)實中對相關(guān)參數(shù)實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的仿真模擬

在公路上運行的車輛其荷載擁有一定的變動性和隨機性，而在相當(dāng)長一段時期內(nèi)的各個國家交通載荷的調(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)的隨機性，與此同時也對交通載荷流的構(gòu)成關(guān)鍵參數(shù)展開了隨機性的測試探析，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)架研究計算中需要進(jìn)行考量的主要荷載。在橋梁構(gòu)架研究計算時,特別是在開展構(gòu)架疲勞以及時變可靠性數(shù)據(jù)分析時,一定要注意選取的交通車輛荷載是否接近實際情形在很大程度上對計算結(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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