公路橋梁交通荷載研究現狀及展望

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狀展開了調研和闡述。同時對有關影響橋梁構架的一些原因，諸如車重、荷載、行車速度等方面進行了闡明，旨在為今后公路橋梁交通荷載的研析與發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

隨著汽車產業和交通輸送事業的逐步發展,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生，使得車輛荷載和過去相比產生了巨大的變動，對公路橋梁的安全使用造成了嚴重的影響。因此，日益顯著的的橋車耦合共振問題、架構疲勞問題、以及對橋梁使用周期內的負荷能力評核問題都越發引人關注。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論會與依據實際數據得到的結果出現不小的偏差。對于結構的疲勞調研來說，用實際情形下的車流荷載作為參考依據也會獲取相對更有實際意義的結論，因此，就應該對公路橋梁上的真實交通車輛荷載展開細致的調研。

2 對公路交通現狀的調研

公路橋梁在運行過程中所承擔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數據展開科學的調研是對橋梁設計載荷、橋梁牢固性研究、橋梁剩余生命期估算以及最大負載載荷實施計算的根本。

現今，無論從收集資料數據的技術方法，還是發掘與利用數據方面，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管體系。我國對于高速公路網交通量相關方面的研究才剛剛開始，顯然不能滿足社會發展的需求。

3 公路橋梁交通荷載調研現狀

3.1 車重、軸重

目前為止，許多國家的專業人士都是將交通載荷相關研究的關鍵放在對車重、軸重等有關數據的收集統計和分析上。現今對于交通荷載車重的調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數據；（3）運用移動車重系統對車實施檢測；（4）憑借移動載荷鑒別科技對車重開展鑒別與測量。

另外，各國相關研究人員特別對超載情況展開細致的調研。相關部門通過對城市一些關鍵交通樞紐的超載情況實施的詳盡的調研統計，構建了含有超載車輛的活載模型，此模型能夠對發生超載狀況的公路橋梁架構的可靠性實施評核與估測。與此同時，相關人員還對常規運行和密集運行情形下隨機車流的數據規律進行整合總結，并相應的創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，在公路橋梁的設計進程中，交通載荷所擁有的車速實時數據對橋梁結構有著顯著的作用。如果車速較快，則在實施承載過程中，橋梁會負擔較強的沖力與壓力，因此路面極易產生破損，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的監測設備，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，相應設備的購買費用太過高昂，另外還必須將其事先設立在公路首尾兩端，并且為了獲取準確的測量數據，需要對其他車輛的運行速度實施管制，而相應的管制也就影響了對于現實交通荷載其他數據的測量獲取。在這樣的現狀下，于是很多相關研究人員就展開了對于橋梁動響應間接鑒別行動車輛負載的調研。經過這些年來的實踐與探究，該技術相關方面的研究已經開創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，并且在模型調研進程中選用的車輛模型也相對簡化，因此在現實之中還不能完全運用。就當下的情形看來，行動荷載鑒別技術有著三個比較普遍的問題：一是這些手段多數以輪胎與橋體互相接觸力的時長為目標，關于此種方法的錄入參數不少，其中包含車輛類型、車輛的有關參數、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生的摩擦系數等要素，然而現實中對相關參數實施精確地測量是相當困難的，這就致使在識別的準確程度上產生了些許偏差；要求在多處位置展開測試，相應的需要在橋梁的不同位置上設立測試裝置；在測試過程中所應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，這就對測查數據的準確性產生了比較大的影響。

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，而在相當長一段時期內的各個國家交通載荷的調研與模擬工作中，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的，基于這些假設可以創建出靜態的交通載荷流。這些年來，各個國家的相關研究人員也逐漸開始關注交通載荷參數的隨機性，與此同時也對交通載荷流的構成關鍵參數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的隨機數學模型。

5 總結

公路交通車輛荷載是在橋梁構架研究計算中需要進行考量的主要荷載。在橋梁構架研究計算時,特別是在開展構架疲勞以及時變可靠性數據分析時,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果的精確性產生影響。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研究，以此促進我國公路橋梁的發展

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