山東省重載交通橋梁荷載研究

王子瑞

[摘要]本文綜述了山東省公路重載交通調查和研究進展，公路橋梁交通荷載調查分析和研究現狀，總結了影響橋梁結構的因素，分析了車重、軸載、速度、距離、道路交通負荷和車輛橫向位置等參數的研究現狀及存在問題，最后，對公路橋梁交通負荷調查和仿真模擬的研究方向進行了展望。

[關鍵詞]公路橋梁；交通荷載；仿真模擬 文章編號：2095-4085（2018）04-0134-02

1 公路橋梁交通荷載研究現狀

公路交通在交通規劃領域取得了巨大的成功，研究的目的主要是有利于整個山東省的公路交通規劃和交通流的總體控制，研究方法和結果對公路橋梁交通荷載的研究提供了良好的參考。公路橋梁在運行過程中起主體作用的是可變負荷對交通負荷的影響，交通負荷的相關數據是科學研究橋梁的荷載效應、剩余壽命以及計算最大載重負荷。今天，無論是從荷載技術研究和數據收集方法，還是荷載數據使用，在我國東部重載交通地區都有明顯的不足，到目前為止還沒有一個完善的操作和監管體系。山東省對高速公路交通網量的研究才剛剛起步，顯然不能滿足社會發展的需要。

1.1 車重、軸重

到目前為止，研究交通負荷數據收集統計和分析車輛總重和軸重是重載交通荷載研究的關鍵。目前，對重型交通荷載的調查包括以下幾種方法。（1）通過閱讀《模型手冊》來明確汽車的重量。（2）通過高速公路收費站獲取車輛階段內的通過數據。（3）使用機動車輛檢測系統檢測車輛。（4）通過移動負載識別技術識別和測量車輛重量。此外，研究人員對超載情況進行了詳細的研究。相關部門通過對一些城市的重點交通樞紐超載數據的統計結果進行詳細的研究，建立了超載車輛的現場負荷模型，該模型能夠實現公路橋梁建筑可靠性的超載狀況的評估。同時，相關人員還總結了常規操作和密集操作中隨機交通流的數據規律性，并相應地建立了公路橋梁車輛荷載的概率模型。

1.2 車輛的速度

在正常情況下，高速公路橋梁的設計過程中，車輛的實時速度對橋梁的交通荷載及結構數據有顯著影響。如果車速過快，在車軸的行進過程中，會給橋梁造成強勁的壓力和負擔，道路易受破壞，也就是說，車輛速度的控制對進行荷載研究非常重要。通常使用的檢測方法包括：通過建立相應的開始和結束位置，明確監測設備檢測道路的長度，在建立的模型中，對車輛的速度進行測量，通過測量車輛通過的時間，計算車輛通過此段道路時的車速。但檢測方法也有其自身的不足之處，即測量的是車輛的平均速度，而不是汽車的實際瞬時速度，因此普遍存在一些偏差。

2 公路橋梁交通荷載的展望

從山東省重載交通橋梁荷載的研究過程看，大致可以分為兩個階段，即早期的隨機疲勞荷載研究階段和現在的交通流模型的研究階段，在此期間得出很多有用的結論，如交通流量和車重的隨機函數分布規律等。但無論是早期的研究或現在的研究，都過多的依賴汽車重量、速度、距離不變的假設，沒有考慮交通特性的隨機疲勞載荷譜和隨機交通流模型等影響，前期曾有人對交通流、車輛和車重的隨機特性進行了深入研究，取得了理想的隨機交通流模型，但隨機交通流模型仍不考慮車的間距和速度等隨機特征的影響。

2.1 公路交通負荷調查

上個世紀，國家曾實施了兩次系統的交通流量荷載調查，第一個真正的交通荷載調查是在六十年代，主要為中小跨度橋梁結構，成為當時制定規范的主要依據；第二個交通荷載調查是在九十年代，已成為現行橋梁設計、施工規范的主要依據。隨著交通運輸業和汽車工業的蓬勃發展，高速公路已成為交通運輸的中流砥柱，上世紀九十年代車輛的負荷特性還沒有充分體現公路車輛負荷的特點。在公路交通荷載調查中，目前的研究僅是在高速公路收費的基礎上收集的數據統計分析，這對于高速公路整體車輛交通荷載特征的理解有所幫助，但對于確定公路交通荷載整體意義不大，無法得到其他重要的功能，因此需要開展公路交通荷載研究。

2.2 交通負荷因素的調查

公路橋梁荷載交通流量是隨時間改變而所有的要素加以改變的一個隨機系統，到目前為止，山東省對各因素的交通負荷研究還沒有進行全面的調查。如果山東成立“公路車輛荷載調查研究小組”，調查山東高速公路和普通重載公路交通流量、車輛重量、載荷參數之間的關系，采取大量統計的方法，將獲取大量的樣本數據。但如只調查主要車道白天的交通數據，將影響結果的真實性。目前，許多重型貨車采用夜間行車模式，夜間進行交通負荷調查顯得尤為重要。如今我們急需一個簡單的綜合觀察調查法，將對橋梁交通及負載結構影響較大的特征參數，如各種模型、車道和車輛重量，車輛荷載橫向位置，即時速度和距離進行更詳細的調查統計數據，建立完善的符合實際交通荷載的樣本數據庫，只有這樣才能促進我國的高速公路的快速、持續發展。

3 結語

道路交通車輛的負荷是橋梁結構計算中需要考慮的主要方面。橋梁結構研究的計算，特別是在橋梁結構框架疲勞和應變可靠度數據分析中，交通負荷的選擇在很大程度上接近實際情況與否，影響計算結果的準確性。為了建立適合橋梁結構分析和研究的交通負荷調查系統，全面分析橋梁結構位置、交通負荷特性參數，應對各參數進行詳細的統計分析，在此基礎上，生成交通負載仿真交通流的橋梁結構相關的分析和研究模型，不僅可以使結果更接近工程實際，也可以提高結果的準確性，進而使研究結論可以更好的指導工程實踐。

參考文獻：

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