山东省重载交通桥梁荷载研究

王子瑞

[摘要]本文综述了山东省公路重载交通调查和研究进展，公路桥梁交通荷载调查分析和研究现状，总结了影响桥梁结构的因素，分析了车重、轴载、速度、距离、道路交通负荷和车辆横向位置等参数的研究现状及存在问题，最后，对公路桥梁交通负荷调查和仿真模拟的研究方向进行了展望。

[关键词]公路桥梁；交通荷载；仿真模拟 文章编号：2095-4085（2018）04-0134-02

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。（1）通过阅读《模型手册》来明确汽车的重量。（2）通过高速公路收费站获取车辆阶段内的通过数据。（3）使用机动车辆检测系统检测车辆。（4）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 公路桥梁交通荷载的展望

从山东省重载交通桥梁荷载的研究过程看，大致可以分为两个阶段，即早期的随机疲劳荷载研究阶段和现在的交通流模型的研究阶段，在此期间得出很多有用的结论，如交通流量和车重的随机函数分布规律等。但无论是早期的研究或现在的研究，都过多的依赖汽车重量、速度、距离不变的假设，没有考虑交通特性的随机疲劳载荷谱和随机交通流模型等影响，前期曾有人对交通流、车辆和车重的随机特性进行了深入研究，取得了理想的随机交通流模型，但随机交通流模型仍不考虑车的间距和速度等随机特征的影响。

2.1 公路交通负荷调查

上个世纪，国家曾实施了两次系统的交通流量荷载调查，第一个真正的交通荷载调查是在六十年代，主要为中小跨度桥梁结构，成为当时制定规范的主要依据；第二个交通荷载调查是在九十年代，已成为现行桥梁设计、施工规范的主要依据。随着交通运输业和汽车工业的蓬勃发展，高速公路已成为交通运输的中流砥柱，上世纪九十年代车辆的负荷特性还没有充分体现公路车辆负荷的特点。在公路交通荷載调查中，目前的研究仅是在高速公路收费的基础上收集的数据统计分析，这对于高速公路整体车辆交通荷载特征的理解有所帮助，但对于确定公路交通荷载整体意义不大，无法得到其他重要的功能，因此需要开展公路交通荷载研究。

2.2 交通负荷因素的调查

公路桥梁荷载交通流量是随时间改变而所有的要素加以改变的一个随机系统，到目前为止，山东省对各因素的交通负荷研究还没有进行全面的调查。如果山东成立“公路车辆荷载调查研究小组”，调查山东高速公路和普通重载公路交通流量、车辆重量、载荷参数之间的关系，采取大量统计的方法，将获取大量的样本数据。但如只调查主要车道白天的交通数据，将影响结果的真实性。目前，许多重型货车采用夜间行车模式，夜间进行交通负荷调查显得尤为重要。如今我们急需一个简单的综合观察调查法，将对桥梁交通及负载结构影响较大的特征参数，如各种模型、车道和车辆重量，车辆荷载横向位置，即时速度和距离进行更详细的调查统计数据，建立完善的符合实际交通荷载的样本数据库，只有这样才能促进我国的高速公路的快速、持续发展。

3 结语

道路交通车辆的负荷是桥梁结构计算中需要考虑的主要方面。桥梁结构研究的计算，特别是在桥梁结构框架疲劳和应变可靠度数据分析中，交通负荷的选择在很大程度上接近实际情况与否，影响计算结果的准确性。为了建立适合桥梁结构分析和研究的交通负荷调查系统，全面分析桥梁结构位置、交通负荷特性参数，应对各参数进行详细的统计分析，在此基础上，生成交通负载仿真交通流的桥梁结构相关的分析和研究模型，不仅可以使结果更接近工程实际，也可以提高结果的准确性，进而使研究结论可以更好的指导工程实践。

参考文献：

[1]涂成枫，刘泽佳，张炯，等.面向桥梁长期健康监测的大数据处理技术及应用[J].实验力学，2017，（10）.

[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）.