周朝邦

（中國(guó)華西工程設(shè)計(jì)建設(shè)有限公司，四川 成都 610000）

1 引言

車輛荷載是公路橋梁測(cè)設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，體現(xiàn)了某一階段內(nèi)公路運(yùn)輸荷載的具體狀況，我國(guó)車輛荷載水準(zhǔn)在各階段施行的《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》和《公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》也在持續(xù)轉(zhuǎn)變，以期融入具體的要求標(biāo)準(zhǔn)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和路面交通出行工作的迅速發(fā)展，車輛承重能力逐漸擴(kuò)大，對(duì)公路橋梁承重能力也提出了更高的要求，尤其是擔(dān)負(fù)外運(yùn)任務(wù)的重載交通車輛，由于載荷增加和超重問(wèn)題的存在，大量公路橋梁結(jié)構(gòu)被損壞。造成公路橋梁毀壞的原因很多，但是行車荷載（超重等情況）超出公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)荷載是關(guān)鍵原因。

通過(guò)對(duì)重載交通路面的出行調(diào)研，統(tǒng)計(jì)分析了軸重、軸距和鄰近車輛的豎向間隔，并測(cè)算了具體荷載效果，同時(shí)與現(xiàn)行公路橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。

2 車輛荷載調(diào)查分析

在實(shí)際調(diào)研時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵循相關(guān)的原則規(guī)律，同時(shí)也應(yīng)該挑選合適的車輛，并根據(jù)調(diào)研材料對(duì)重載交通出行路面公路橋梁載荷載豎向布局做出分析。調(diào)研的關(guān)鍵目的是得到基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，車輛的分布和種類的調(diào)研，即各類車輛的分布比例。

為了確保公路橋梁設(shè)計(jì)的有效性，在開(kāi)展設(shè)計(jì)工作之前，必須對(duì)路面上荷載的尺寸開(kāi)展多方位的詳盡調(diào)研。在調(diào)研過(guò)程中，有關(guān)調(diào)研工作人員應(yīng)嚴(yán)格遵循類似模型原則，挑選最佳路面，綜合考慮有關(guān)信息，科學(xué)分析路橋荷載豎向布局狀況。在調(diào)研中，必須調(diào)研三種不一樣的數(shù)據(jù)信息，第一種數(shù)據(jù)必須調(diào)研荷載的類型和遍布狀況，科學(xué)測(cè)算占比情況。第二數(shù)據(jù)是一些有關(guān)主要參數(shù)，例如可分派給每輛車的較大凈重，以及從車輛的前軸中心到后軸中心的間距。第三個(gè)數(shù)據(jù)是重載荷載的尺寸，對(duì)車輛的豎向間距來(lái)進(jìn)行調(diào)查。通常在調(diào)研第一類和第二類數(shù)據(jù)信息的過(guò)程中，可以選用現(xiàn)場(chǎng)觀察的方式開(kāi)展調(diào)研，但要獲得第三類數(shù)據(jù)，必須選用攝影法和人工觀察的方式，有利于數(shù)據(jù)的搜集和分析。實(shí)際來(lái)說(shuō)，在調(diào)研車輛豎向間距的過(guò)程中，首先要挑選最佳路面，在交通出行量較大的階段搜集調(diào)研數(shù)據(jù)，除去所得的數(shù)據(jù)中無(wú)效的數(shù)據(jù)，最后對(duì)剩下數(shù)據(jù)用數(shù)據(jù)結(jié)合的方式開(kāi)展恰當(dāng)?shù)姆治?。相關(guān)人員在調(diào)研過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，通常在交通出行行駛中沒(méi)有兩輛載重車輛持續(xù)發(fā)生的情況，因而在設(shè)計(jì)路橋的過(guò)程中無(wú)須考慮這個(gè)問(wèn)題。完成以上工作后，有關(guān)工作人員必須根據(jù)P-III（皮爾遜III）型曲線圖，進(jìn)一步精準(zhǔn)測(cè)算車輛豎向間的間距，為后面的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)及施工等一些工作奠定基礎(chǔ)。

3 公路橋梁車輛荷載分析

根據(jù)以上調(diào)研結(jié)果和分析結(jié)果，發(fā)現(xiàn)交通出行路面公路橋梁設(shè)計(jì)存有一些問(wèn)題。這些問(wèn)題是交通出行路面荷載結(jié)構(gòu)無(wú)法有效、路面質(zhì)量無(wú)法得到確保的關(guān)鍵要素，因而，必須對(duì)交通出行路面公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中的荷載開(kāi)展詳盡分析。眾所周知，車輛荷載在公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中極為關(guān)鍵，也是公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中十分關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo)，根據(jù)以上具體調(diào)研獲得的數(shù)據(jù)，可以分析公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中的荷載效應(yīng)。以下以普通車和加重車為例，對(duì)公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中的承載力開(kāi)展分析。

3.1 普通車

為了確保分析結(jié)果的精確性和客觀性，在普通車的分析中，將荷載換算的基礎(chǔ)主數(shù)明確為跨徑長(zhǎng)40 m的簡(jiǎn)易支撐梁，可以起到相應(yīng)的效果，運(yùn)用該基礎(chǔ)主要參數(shù)，融合實(shí)際設(shè)計(jì)主要參數(shù)一般車功效總效果為：M總=981 524 kN。根據(jù)該數(shù)量，根據(jù)公路橋梁的實(shí)際狀況按一定占比展開(kāi)，根據(jù)分配后的實(shí)際公式測(cè)算各車造成的荷載效應(yīng)，并將測(cè)算的結(jié)果與公路橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中的荷載效應(yīng)進(jìn)行比較，保證參照數(shù)據(jù)的精確性和客觀性。除此之外，近些年我國(guó)各地交通出行總流量大幅度升高，尤其是普通小汽車總數(shù)也大幅度強(qiáng)化，一般小汽車的升高速率早已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其他種類的升高速率。

因此在開(kāi)展基礎(chǔ)主要參數(shù)挑選時(shí)，務(wù)必盡可能客觀、全方位地保證參考數(shù)據(jù)的精確性，但通過(guò)在測(cè)算后較為兩組主要參數(shù)，可以恰當(dāng)?shù)胤乐乖O(shè)計(jì)主要參數(shù)與具體設(shè)計(jì)不一致。

3.2 加重車

對(duì)于加重車荷載的測(cè)算，其實(shí)際步驟是為了對(duì)加重車荷載主要參數(shù)的換算，即把握荷載對(duì)40 m簡(jiǎn)易支撐梁的彎矩效應(yīng)。測(cè)算加重車的總功效，獲得實(shí)際標(biāo)值。平衡加重車的總功效，測(cè)算各加重車對(duì)公路橋梁的功效，記錄有關(guān)標(biāo)值結(jié)果。《公路橋涵設(shè)計(jì)通用性標(biāo)準(zhǔn)》（JTGD60-2015）確立要求了I級(jí)公路載荷載、40 m簡(jiǎn)支梁的具體效應(yīng)標(biāo)值。

在對(duì)加重車開(kāi)展分析和測(cè)量時(shí)，基本的測(cè)量程序與一般車的測(cè)量同樣，依然應(yīng)用將換算載荷載的基礎(chǔ)主要參數(shù)明確為跨徑長(zhǎng)40 m的簡(jiǎn)支桿跨度中彎矩功效效果，運(yùn)用該基礎(chǔ)主要參數(shù)，融合實(shí)際的設(shè)計(jì)主要參數(shù)一般車功效總效果M總=134 778 694 kN。根據(jù)該數(shù)量，根據(jù)公路橋梁的實(shí)際狀況按一定占比開(kāi)展分派，憑據(jù)分派后根據(jù)實(shí)際公式計(jì)算測(cè)算各重型車造成的荷載效應(yīng)，并將測(cè)算的結(jié)果與公路橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中的荷載效應(yīng)開(kāi)展較為，保證參照數(shù)據(jù)的精確性和客觀性。必須較為兩者是由于，凈重車運(yùn)載量十分大，凈重車通過(guò)路面時(shí)，路面承擔(dān)的重力十分大，凈重車通過(guò)時(shí)，對(duì)路面公路橋梁造成的功效效果也是較大的，隨著凈重車的總數(shù)劇增，掩藏的不明確要素也變多，由于必須精確較為估計(jì)的數(shù)據(jù)。經(jīng)過(guò)恰當(dāng)?shù)目赡芎洼^為分析，M6軸與具體可能獲得的單臺(tái)重力車的荷載效應(yīng)功效值可以十分貼近，因而在具體公路橋梁的設(shè)計(jì)中，可以將可能獲得的功效效應(yīng)值作為公路橋梁設(shè)計(jì)的參照根據(jù)。

4 分析重載交通車輛荷載的改進(jìn)方法

以前關(guān)于公路橋梁的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)章要求通過(guò)調(diào)研地形來(lái)明確公路橋梁的總寬，因此，不一樣的地形會(huì)造成公路橋梁總寬數(shù)據(jù)有差別。新的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)章要求公路橋梁總寬要根據(jù)設(shè)計(jì)車速的不同，設(shè)計(jì)車速是近幾年提出的新概念，具有一定的科學(xué)性和技術(shù)成分。在以前的標(biāo)準(zhǔn)中，明確地形并把握該地形是不是有更新改造的概率是一項(xiàng)十分繁雜的工作，不利于設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行。

新標(biāo)準(zhǔn)有利于清除以往要求的四級(jí)車隊(duì)荷載，選用路面二級(jí)和路面一級(jí)的要求，更好地測(cè)算載荷載的尺寸。基于路面二級(jí)和路面一級(jí)，對(duì)以前車隊(duì)荷載布荷載發(fā)生的問(wèn)題也開(kāi)展了恰當(dāng)?shù)奶幚?，引進(jìn)載荷載和車道荷載，完成了對(duì)載荷載功效效果的恰當(dāng)測(cè)算，緩解了載荷載功效效果測(cè)算的難度和繁雜性。

《公路橋涵設(shè)計(jì)通用性標(biāo)準(zhǔn)》（JTGD60-2004）要求，影響沖擊性指數(shù)的關(guān)鍵要素是公路橋的材料、跨度，橋的截面、聯(lián)接方式、橋的型號(hào)規(guī)格等未列入測(cè)算范疇，影響結(jié)果的精確性。經(jīng)過(guò)整頓，《公路橋涵設(shè)計(jì)通用性標(biāo)準(zhǔn)》（JTGD60-2015）通過(guò)基本頻率測(cè)算沖擊性指數(shù)，影響基本頻率的要素包含公路橋梁彎曲剛度、公路橋梁質(zhì)量、公路橋梁阻尼等，提高了結(jié)果的科學(xué)性。

在《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2004）中，對(duì)于橋梁寬度的設(shè)計(jì)，主要考慮當(dāng)?shù)氐牡匦危缜鹆?、山嶺、平原等，也就是說(shuō)不同的地形需要確定設(shè)計(jì)不同的橋梁寬度。隨著社會(huì)的發(fā)展，相關(guān)人員已經(jīng)意識(shí)到傳統(tǒng)的計(jì)算方式存在一定的缺陷，所以在《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》中規(guī)定，橋梁的實(shí)際寬度應(yīng)該根據(jù)車速進(jìn)行確定、設(shè)計(jì)。在《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》中認(rèn)為，由于不同的地形十分繁雜，如果采用這樣的方式對(duì)公路橋梁的寬度進(jìn)行計(jì)算，就會(huì)影響公路橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性，甚至?xí)绊懝窐蛄涸O(shè)計(jì)的全過(guò)程。與之相比，在《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》中將車速作為確定公路橋梁寬度的唯一因素，不僅簡(jiǎn)化了調(diào)查、計(jì)算的相關(guān)程序，還能夠有效提高計(jì)算的質(zhì)量、效率，能夠在很大程度上提高橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性。

通過(guò)進(jìn)行調(diào)研和分析，目前我國(guó)在路橋設(shè)計(jì)中依然存有一些問(wèn)題，交通出行路面潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)依然存在，不但影響大家正常出行，并且對(duì)大家的性命和資產(chǎn)安全也導(dǎo)致很大危害，通過(guò)對(duì)路橋設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的有效掌握，路面重負(fù)是引起安全生產(chǎn)事故的關(guān)鍵緣故。因而，務(wù)必提升交通出行路橋的設(shè)計(jì)。這也是進(jìn)行具體的調(diào)研活動(dòng)的初心。交通出行公路橋梁設(shè)計(jì)的提升，必須從公路橋梁的質(zhì)量、彎曲剛度、阻尼等第三層面明確公路橋梁的基本頻率，確?；绢l率的固定，簡(jiǎn)單化公路橋梁設(shè)計(jì)的測(cè)算環(huán)節(jié)，保證公路橋梁設(shè)計(jì)的科學(xué)性和有效性。此外，在交通出行路面的橋梁設(shè)計(jì)中，對(duì)橋梁荷載的區(qū)劃必須適度的調(diào)節(jié)，在以往的橋梁設(shè)計(jì)中，選用了四級(jí)車輛車列荷載，由于該荷載在設(shè)計(jì)上十分繁雜，因而相匹配于開(kāi)展恰當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，保證載荷載效果測(cè)算的簡(jiǎn)約性。

5 結(jié)語(yǔ)

在經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展環(huán)境下，重載交通工具數(shù)量愈來(lái)愈多，高載重載車輛嚴(yán)重危害公路和橋梁工程，假如處理不當(dāng)，極有可能造成公路橋梁坍塌事故，不利確保人民生命安全。在此基礎(chǔ)上，加強(qiáng)載荷載測(cè)算分析，確保公路橋梁的設(shè)計(jì)穩(wěn)定性具備關(guān)鍵意義。

綜上所述，通過(guò)對(duì)交通出行路面上載荷載尺寸的調(diào)研，可以獲得公路橋梁具體荷載的有關(guān)數(shù)據(jù)，為改善公路橋梁設(shè)計(jì)給予有關(guān)的參照根據(jù)。相關(guān)工作人員在考慮公路橋梁設(shè)計(jì)問(wèn)題的同時(shí)，應(yīng)融合各層面要素綜合考慮，持續(xù)推動(dòng)我國(guó)重負(fù)載交通車輛出行的發(fā)展。