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重型車輛下橋梁適應(yīng)性安全檢測與評估

文檔作者：李快王秋芬李季文檔來源：麗水經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)建設(shè)和規(guī)劃服務(wù)中心		點擊數(shù)：	更新時間： 2020年12月02日
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2014年7月第7期 城市道橋與防洪 橋梁結(jié)構(gòu)163
重型車輛下橋梁適應(yīng)性安全檢測與評估
李快，王秋芬，李季
(麗水經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)建設(shè)和規(guī)劃服務(wù)中心，浙江麗水323000)
摘要：根據(jù)超重車輛行駛特點，從挖掘橋梁承載力潛力角度進(jìn)行檢測，并從調(diào)整車輛軸重的大小以及荷載組合3個方面進(jìn)行橋
梁的安全評估，既保證橋梁的結(jié)構(gòu)安全與健康，又能使超重車輛順利通過橋梁。
關(guān)鍵詞：重型車輛；超重；橋梁安全；檢測；評估
中圖分類號：U446 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1009—7716(2014)07—0163—03
0 引言
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，橋梁在滿足正常交通荷載
需要時，有時也要通過超重車輛。超重車輛不同
于普通超載車輛，其單輛荷載遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通超載
車輛；為保證橋梁的安全，需要對超重車輛通過
區(qū)域橋梁進(jìn)行安全檢測評估。由于通過橋梁所在
路線等級、橋型、設(shè)計荷載等級、建設(shè)年代均不
同，對此類橋梁檢測與評估既不同于單座橋梁的
評估，也不同于正常設(shè)計荷載的普通安全評估。
針對超重車輛行駛特點，本文結(jié)合實際工程案
例，提出適應(yīng)于重型荷載安全通過的橋梁安全
檢測與評估及相關(guān)注意事項，為類似工程提供
依據(jù)。
1 適應(yīng)性安全檢測與評估
常規(guī)的橋梁安全評估，本質(zhì)上是結(jié)構(gòu)抗力與
荷載作用效應(yīng)的比較，橋梁的結(jié)構(gòu)抗力主要是根
據(jù)橋梁的技術(shù)狀況(例如結(jié)構(gòu)的病害、材料的強度
等)進(jìn)行折減計算，荷載作用效應(yīng)主要根據(jù)橋梁
恒載(主要是恒載、附加荷載)和活載組合計算得
來。橋梁安全評估的現(xiàn)場檢測也是根據(jù)上述的要
求進(jìn)行，最終兩者進(jìn)行比較抗力大于作用效應(yīng)，
橋梁承載力就滿足要求【l_3】。超重車輛有自身的特
點：第一，它的重量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通超載車輛；第
二，它能人為控制車輛有序通過橋梁，例如車
速、時間點與持續(xù)時間、通過方式(單輛還是多
輛)；第三，其總重不變，但單軸的重量可以在
一定范圍內(nèi)調(diào)整；第四，超重車輛一次性通過，
時間短暫，基本上可視為短期的恒載。按規(guī)范計
算橋梁承載力，許多因素是簡化后作為安全儲備
收稿日期：2014—02—21
作者簡介：李快(1977一)，男，浙江麗水人，工程師，主要從事
工程管理工作。
考慮進(jìn)去的，因此超重車輛通過橋梁除了常規(guī)的
檢測與計算外，還應(yīng)從減荷與挖潛兩方面進(jìn)行。
(1)現(xiàn)場檢測時除了重點調(diào)查橋梁受力結(jié)構(gòu)
的病害，以及材料強度、內(nèi)部鋼筋銹蝕程度外，
應(yīng)側(cè)重以下幾個方面：
a．橋面縱坡?？v坡大小決定超重車輛剎車產(chǎn)
生的水平制動力，特別是注意長距離、大縱坡橋
梁需要考慮車輛的水平制動力。
b．橋面的平整度。橋面平整度是影響超重車
輛的豎向沖擊力大小的重要因素。對于不平整橋
面應(yīng)進(jìn)行維修，超重車輛以5 km／h通過橋梁時，
車輛荷載可不考慮沖擊系數(shù)。
c． 橋面鋪裝、欄桿結(jié)構(gòu)。橋面鋪裝整體性，
對車輛軸重的擴散作用，整體性防撞欄桿有很大
的剛度，特別是中小橋防撞欄桿的高度， 幾乎等
于主梁高度。通常橋梁承載力計算并不考慮橋面
連續(xù)與擴散作用與防撞欄桿剛度，超重車輛通過
橋梁時可作為安全儲備考慮進(jìn)去。
d．橋梁排水設(shè)施調(diào)查。排水設(shè)施的完善性，
特別是對于實腹拱拱橋的拱上填料的自重影響很
大，同時拱上填料對車軸荷載的擴散作用正常計
算基本簡化了，因此需要在良好天氣通過橋梁。
(2)超重車輛單軸荷載的調(diào)整。超重車輛的
總重不變，但可以通過調(diào)整車上貨物的重心一定
范圍內(nèi)調(diào)整單軸的重量，再通過試算找到作用效
應(yīng)最小的最優(yōu)的貨物重心位置。
(3)計算荷載關(guān)于荷載組合及系數(shù)的取值問
題(例如橋梁安全等級、車輛的沖擊系數(shù)等)。
2 案例分析
2．1 工程背景
裝載風(fēng)力發(fā)電設(shè)備超車輛經(jīng)過某區(qū)域6座
橋。橋梁全部為拱橋，其中1、3、5號為實腹式
拱橋，2、4、6號為空腹式拱橋。橋梁的跨徑、
164 橋梁結(jié)構(gòu) 城市道橋與防洪 2014年7月第7期
橋型匯總?cè)绫?。
表1 橋型匯總表
從上述橋梁來看，運輸經(jīng)過的橋梁中4號橋
梁跨徑最大，且為空腹式拱橋(實腹拱對車輛荷
載有擴散作用)。本文以4號橋為例，介紹超重
車輛的橋梁安全檢測與評估的過程與注意事項。
2．2 技術(shù)狀態(tài)評定
4號橋為石拱橋，通過上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的
外觀檢測。4號橋總體上部結(jié)構(gòu)整體狀況良好，
主拱圈及腹拱砌縫完好。橋面縱坡不大，為混凝
土板塊，局部出現(xiàn)坑槽(橋面有一定擴散作用，避
免車輛“跳車”需要簡單整平)，腹拱局部出現(xiàn)滲
水(車輛需要幾天晴好天氣后通過)。欄桿為普
通樣式，對橋梁的整體剛度不起作用，作為荷載
計人。
2．3 汽車荷載的調(diào)整
本次通過4號橋梁有兩種類型車輛(59 t和
84 t)，通過試算找到作用效應(yīng)最小的最優(yōu)的貨物
重心位置，如圖1～圖3所示，并通過橋梁的中
軸線。
圖1 機艙輪轂加載車輛(59 t)(單位：mm)
P=6t P一14t P_14t P=16t l7t P-l 7f
1112 風(fēng)力電機加載車輛(84 t)(單位：mm)
圖3 行車布置示意圖(單位：mm)
2．4 橋梁評估與承載力評定
將全橋構(gòu)件簡化為梁單元，主拱截面按成拱
截面計算內(nèi)力，拱式拱上建筑考慮聯(lián)合作用，腹
拱圈以上填料，側(cè)墻自重作為荷載加載，橫墻與
主拱圈采用剛接。無鉸拱與橫墻連接處采用剛接
處理，鑒于運輸期間為夏季，溫度按整體升溫
15℃ (降溫有利，通過橋梁時選擇夜間進(jìn)行)、
原設(shè)計溫度兩種情況進(jìn)行計算。拱腳作鉸接處
理，橋面伸縮縫釋放梁端約束處理，橋面板與拱
圈采用彈性連接進(jìn)行模擬。其余細(xì)部按照圖紙要
求進(jìn)行處理。橋梁基礎(chǔ)位于水面以下，不便于觀
測，所有計算均未計人橋臺基礎(chǔ)不均與沉降引起
的內(nèi)力。圖4為4號橋模型，表2列出了84 t幾
種荷載組合及系數(shù)取值。圖5一圖8為最不利荷
載組合下彎矩包絡(luò)圖、軸力包絡(luò)圖、軸向應(yīng)力圖
和彎曲應(yīng)力圖。表3為4號橋驗算結(jié)果。
圖4 4號橋模型
表2 (84 t)荷載組合表
2014年7月第7期 城市道橋與防洪 橋梁結(jié)構(gòu)165
圖5 最不利荷載組合下彎矩包絡(luò)圖(單位：kN·m) 圖6 最不利荷載組合下軸力包絡(luò)圖(單位：kN)
圖7 最不利荷載組合下軸向應(yīng)力圖(單位：kN) 圖8 最不利荷載組合下彎曲應(yīng)力圖(單位：kN·m)
表3 (84t)4號橋驗算結(jié)果
3 采取的必要措施
為了確保超重車輛施加荷載與理論計算基本
一致，在通過橋梁時還需做以下幾方面的事項。
(1)禁止橋面會車或急剎車，盡量勻速通過
橋梁，車輛過橋時，嚴(yán)格遵循不變速、不制動及
限速5 km／h的原則。
(2)為保證橋梁受力安全，超重車過橋時應(yīng)
全封閉橋梁，不得有其他車輛通過，也不得有人
群，超重車輛應(yīng)在凌晨天亮?xí)r逐一通過，禁止兩
輛或多輛車同時上橋。
(3)通過現(xiàn)場觀測，4號橋下雨時橋梁拱腳位
于水平面以下，由于拱腳大部分為砂漿砌體結(jié)
構(gòu)，對構(gòu)件的承載力影響較大，因此建議運輸前
確保拱橋水位降至主拱圈拱腳以下，且暴雨天氣
極易引起水位暴漲，該類天氣禁止運輸車輛通行。
(4)為保證車輛運輸安全，應(yīng)派專人對橋梁
進(jìn)行觀測，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，應(yīng)立即封鎖交通。
參考文獻(xiàn)
[1]Ⅲ D62-2004，公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)
范【S】．
【2】J，I’GT J21—2O1 1，公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程【s】．
[3]楊建宏．超重車輛通過橋梁安全評定系統(tǒng)研究[D]．大連：大連
理工大學(xué)，2003．
云南南北大通道首座隧道貫通
云南省南北大通道待功高速公路朱家村隧道近日實現(xiàn)貫通，比原計劃提前10個月，為工程明年底
實現(xiàn)全線通車打下堅實的基礎(chǔ)。
朱家村隧道全長3 624 m (單幅)，工期為2O個月，于2013年8月動工。由于地質(zhì)差，隧道大部
分路段呈現(xiàn)碳質(zhì)頁巖(煤甘石)，遇到水就軟化，施工中曾發(fā)生大的坍方3次，小的坍方不計其數(shù)，其
中有1 km路段滲水和涌水特別突出，最大出水量每天超過200 m 。施工單位一方面加強地質(zhì)超前預(yù)
報，一方面做到勤開挖，弱爆破，強支護(hù)，確保隧道施工快速推進(jìn)，最終提前1O個月貫通。

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