基于交通调查的重载交通公路桥梁设计车辆荷载探讨

基于交通调查的重载交通公路桥梁设计车辆荷载探讨

闫宝军

包头市公路规划勘测设计有限公司内蒙古包头014042

摘要：公路桥梁设计过程中的公路桥梁荷载设计对公路桥梁的质量直接关系到公路桥梁的安全性和耐久性。因此，我们必须重视公路桥梁荷载的设计控制。在设计时，我们不仅要考虑到车辆带来的负担，而且我们还需要通过分析得出内部因素和外部因素对负荷的影响，然后选择正确的荷载规范和处理措施来改善整体质量。

关键词：重载交通；公路桥梁设计；车辆荷载

前言

在设计公路桥梁中，车辆荷载与桥梁结构的安全性、适用性、经济性具有紧密的关系。由于我国交通行业的起步较晚，重载汽车的数量相对较少，并以两轴、三轴的车量为主，对于桥梁的影响不明显。但是，在当前的交通行业中，常常会出现七轴的重载车辆，导致桥梁往往会出现超载的现象，或者路桥堵塞，不仅影响交通的通畅性，还会出现桥梁损坏等严重的问题，增加了更多的安全隐患。

1公路桥梁交通荷载研究现状

公路交通在交通规划领域取得了巨大的成功，研究的目的主要是有利于整个山东省的公路交通规划和交通流的总体控制，研究方法和结果对公路桥梁交通荷载的研究提供了良好的参考。公路桥梁在运行过程中起主体作用的是可变负荷对交通负荷的影响，交通负荷的相关数据是科学研究桥梁的荷载效应、剩余寿命以及计算最大载重负荷。今天，无论是从荷载技术研究和数据收集方法，还是荷载数据使用，在我国东部重载交通地区都有明显的不足，到目前为止还没有一个完善的操作和监管体系。山东省对高速公路交通网量的研究才刚刚起步，显然不能满足社会发展的需要。

1.1车重、轴重

到目前为止，研究交通负荷数据收集统计和分析车辆总重和轴重是重载交通荷载研究的关键。目前，对重型交通荷载的调查包括以下几种方法。通过阅读《模型手册》来明确汽车的重量。通过高速公路收费站获取车辆阶段内的通过数据。使用机动车辆检测系统检测车辆。通过移

动负载识别技术识别和测量车辆重量。此外，研究人员对超载情况进行了详细的研究。相关部门通过对一些城市的重点交通枢纽超载数据的统计结果进行详细的研究，建立了超载车辆的现场负荷模型，该模型能够实现公路桥梁建筑可靠性的超载状况的评估。同时，相关人员还总结了常规操作和密集操作中随机交通流的数据规律性，并相应地建立了公路桥梁车辆荷载的概率模型。

1.2车辆的速度

在正常情况下，高速公路桥梁的设计过程中，车辆的实时速度对桥梁的交通荷载及结构数据有显著影响。如果车速过快，在车轴的行进过程中，会给桥梁造成强劲的压力和负担，道路易受破坏，也就是说，车辆速度的控制对进行荷载研究非常重要。通常使用的检测方法包括：通过建立相应的开始和结束位置，明确监测设备检测道路的长度，在建立的模型中，对车辆的速度进行测量，通过测量车辆通过的时间，计算车辆通过此段道路时的车速。但检测方法也有其自身的不足之处，即测量的是车辆的平均速度，而不是汽车的实际瞬时速度，因此普遍存在一些偏差。

2桥梁设计中的荷载问题

2.1桥梁设计耐久性荷载问题

在桥梁设计中耐久性是导致桥梁荷载出现问题的主要因素，由于桥梁耐久性不高，就会使得桥梁整体的荷载受到影响，在长时间的桥梁使用时，就会出现裂缝等问题，导致这些问题出现的根本原因主要是材料的使用不够正确，或是施工工艺出现问题，同时与设计人员对桥梁受力计算不够引起的，这种问题在一定的程度上直接影响到桥梁的荷载问题。

2.2冲击作用产生的荷载影响

针对桥梁荷载而言，冲击作用产生的影响非常大，冲击作用主要是通过横梁冲击作用力，对桥梁产生一定的冲击作用，当桥梁结构是跨度或是线路的状态时，车辆的类型与综合因素就会导致冲击力产生，当冲击力大于荷载规定要求时，公路的桥梁的承受力就会受到影响，不利于桥梁的正常使用。

2.3位移效果导致的荷载问题

位移问题一般在桥梁跨中出现的，但位移不会导致桥梁的振动频率发生改变，而导致桥梁出现振动的基本因素在于桥梁不够平整，当桥面不断起伏，就会使得桥梁的振幅发生变化，当桥面情况变化越来越差，桥梁的动力系数就会出现非线性的变化情况增加，出现这些问题的主要情况是因为在设计时，没有能够对冲击力进行全面计算导致的，或是，在进行相关的设计计算时套用公式引起，没有全面考虑多方面因素后进行计算，这就增加了桥梁的安全风险因素。

3重载交通公路的桥梁优化设计

3.1修订荷载冲击系数

在以往的《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）中，对于公路桥梁的荷载冲击系数基本是根据桥跨径进行计算、确定的，但是这样的计算方式已经不能满足交通行业的发展需求。对此，相关部门对《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）进行了完善，编制了《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015），其中规定将公路桥梁的结构基频作为基础，计算车辆的冲击系数。在《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）中规定，影响冲击系数的主要因素为：公路桥梁的材料、跨度，并没有将桥梁截面、连接方法、桥梁型号等纳入计算的范围中，影响结果的精准性。经过完善以后，《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）中规定，通过基频计算冲击系数，而影响基频的因素包括桥梁刚度、桥梁质量、桥梁阻尼等，进而增强了结果的科学性。

3.2修订车辆荷载划分

与《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）相比，《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）中对II级公路的汽车载荷等级进行了调整，同时提高了中小跨境桥梁的车道载荷标准，并修改了车辆载荷的分项系数，增加了汽车疲劳载荷与计算方式。在这一方式的影响下，提高车辆荷载计算的科学性、便捷性，并将车道荷载、车辆的概念引入其中。其中，前者为整体效应计算，而后者则为局部效应计算。结合《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）中的相关规定，在计算车量荷载的过程中，更具便利性、简单性。

3.3修订桥宽度的要求

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》（JTGD60-2015）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》（JTGD60-2004）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》（JTGD60-2015）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。

结束语

根据对交通公路中车辆荷载的调查，能够计算公路桥梁的实际荷载，从而为优化桥梁设计提供数据参考。以此为基础，在桥梁进行优化设计时，对荷载冲击系数、车辆荷载划分、桥宽度的要求进行了更加科学的修订，提高了桥梁设计的科学。

参考文献

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[2]张维建.以位移控制桥梁嵌岩桩嵌岩深度的计算模型的浅析[J].林业建设，2017，（08）.