超载对桥梁的影响分析

超载对桥梁的影响分析（精选5篇）

超载对桥梁的影响分析 篇1

超载对桥梁结构的安全性和耐久性的影响是致命的,轻则形成结构的裂缝,严重的会造成桥梁坍塌。

车辆超载引起桥梁坍塌的事故时有发生,已经引起全国各地的重视,并采取措施,加强管理,严禁超载车辆在桥上通行。但施工过程中的超载还未引起足够的重视,如施工期内在桥面上堆放各种砂石料、施工工具、模板等,有时其荷载强度可能超出设计的汽车荷载作用,所以必须引起设计、施工、管理人员的重视,对桥上堆物加以控制,以免在桥梁尚未交付使用前,已经造成结构损伤,影响桥梁今后使用的安全性和耐久性。

1桥梁荷载的规定

桥梁的设计荷载采用JTG D60—2004《公路桥涵设计通用规范》4.3.1-4条对汽车车道荷载的规定,由集中荷载PK和均布荷载qK组成。图1为车道荷载的计算图式。不同的设计标准,荷载的取值及计算公式不同。

1) 公路-Ⅰ级。

车道荷载的均布荷载标准值qK=10.5 kN/m。集中荷载标准规定:当桥梁计算跨径L≤5 m时,PK=180 kN;当桥梁计算跨径L≥50 m时,PK=360 kN;当桥梁计算跨径为5 m

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式中:L为桥梁计算跨径,m,计算范围为5～50 m。

2)公路-Ⅱ级。

按公路-Ⅰ级车道荷载的0.75倍采用,即均布荷载标准值为qK=7.875 kN/m;集中荷载内插公式:

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公路-Ⅰ级和公路-Ⅱ级的集中荷载标准计算图形见图2。

2等代均布荷载的换算

由于汽车车道荷载的规定由均布荷载和集中荷载两部分组成,为便于分析,所以可将集中荷载换算成等代的均布荷载。以简支梁为例,可通过计算弯矩,将集中荷载换算成等代均布荷载。

集中荷载作用在离支点距离为a的断面处,引起该断面的弯矩见式(3);等代均布荷载所引起的该断面的弯矩见式(4)。

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式(3)与式(4) 等代,得undefined,最终得等代均布荷载qD,见式(5)。

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由式(5)可知,等代均布荷载qD与断面位置a无关,即集中力PK在简支梁上移动所得的弯矩包络图,等于均布等代荷载qD作用的弯矩图,qD的值为2PK/L,这可称为“等代荷载定律”。

将公路-Ⅰ级的PK值式(1)代入式(5),得公路-Ⅰ级荷载的等代均布荷载:

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将公路-Ⅱ级的PK值式(2)代入式(5),得公路-Ⅱ级荷载等代均布荷载:

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表1列出5～50 m之间由集中荷载PK换算成相应的等代均布荷载的数值。公路-Ⅰ级和公路-Ⅱ级的集中荷载PK换算成简支梁弯矩的等代均布荷载的计算图形见图3。

从表1和图3可以看出汽车集中荷载的等代均布荷载强度,随着跨径的增大而减小。

在实际工程中汽车荷载作用强度还与车道数和车道宽度b及相应的车道折减系数k有关,见JTG D60—2004《公路桥涵设计通用规范》4.3.1-7条。单位面积内的等代荷载强度可按式(8)计算。

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车道荷载的均布荷载标准值,公路-Ⅰ级为10.5 kN/m,公路-Ⅱ级为7.875 kN/m。

3计算实例

某桥梁计算跨径为20 m,双向4车道,车道总宽为20 m,汽车车道荷载采用公路-Ⅰ级。将相应数据代入式(8)得等代荷载作用强度:

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按这个荷载强度,只能堆20～25 cm厚的砂石料,超出这个厚度跨中弯矩就有可能超载了。

如果汽车车道荷载采用公路-Ⅱ级,则:

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这个荷载强度与专用人行桥梁人群的荷载强度q=3.5 kN/m2相当,也就是说在上述作用条件下,计算跨径>20 m时,弯矩应由人群荷载控制。

4结语

在设有人行道的城市桥梁,人行道下会敷设各种管线。如果采用石材铺面,其中空隙需要用混凝土填充,此时必须验算恒载作用,尤其是改造工程,更需注意是否超载。上部结构采用预制架设时,应验算构件在运输、安装过程中的施工工况。如用架桥机架梁,在设备过孔、梁上运梁等过程中,都有可能导致梁结构的超载,成为控制设计的重要工况。

在计算汽车荷载作用时还需考虑荷载的偏载作用或横向分布系数、荷载的组合系数等,真正结构的安全性分析还是需要对荷载工况进行详细的分析。

为便于计算,可将汽车车道荷载的集中荷载标准换算成等代荷载,不同时期荷载标准不同也可用等代荷载进行比较,读者可按本文所述方法绘制诺模图进行计算比较。

超载对桥梁的影响分析 篇2

摘要：本文以长沙市火星北路浏阳河大桥岩溶地基勘察为例，总结了国内岩溶地基常用勘察方法、岩溶地基处理措施。通过勘察，探明了该大桥岩溶地基的岩溶发育特征，提出了合理的方案措施，加快了施工进度，节省了额外的成本投入。

关键词岩溶地基，岩土工程勘察，地基处理，浏阳河大桥

Abstract: this paper with changsha Mars north road bridge foundation survey karst liuyang river as an example, summarizes the domestic karst foundation survey method commonly used, karst ground treatment measures.Through the survey, exploring the bridge foundation karst development characteristics of karst, and put forward the reasonable solution measures to speed up the construction progress, save the extra cost investment.Key words karst foundation, geotechnical engineering, foundation treatment, liuyang river bridge

中图分类号：TU4文献标识码：A文章编号：

1、引言

我国很多城市的地下都存在隐伏岩溶，由于城市土地规划的限制，有时不可避免地遇到岩溶地基及相应的工程地质水文地质问题。岩溶作为一种特殊的不良地质现象，已越来越引起人们的重视。许多科技工作者从多个方面对其进行了研究，在岩溶发育的条件、成因、机制、类型、影响因素、岩溶地形地貌、岩溶塌陷等方面，已取得了许多成果[1,2]。本文介绍了长沙市火星北路浏阳河大桥岩溶地基的勘察、分析评价和处理实例，以引起工程界对岩溶地基勘察的重视。

2、岩溶的勘察方法

在岩溶发育地区，岩溶形态千差万别，错综复杂，如溶洞、溶沟、溶槽、地下暗河等。由于岩溶在空间上发育的不均一性，造成岩溶地区的工程地质和水文地质条件非常复杂。在岩溶地基勘察实践中，有时存在对岩溶地基的复杂性和危害性认识不足，勘察手段和方法选择不当，岩溶地基分析评价不合理，提出的岩溶地基处理措施不当等现象。在一些城市（如济南、广州、南海等），因岩溶地基勘察失误而发生了较多的工程事故，造成了极大的损失和恶劣的社会影响[7]。因此，在岩溶发育地区，有必要加强对岩溶地基的综合勘察。目前国内岩溶地基主要的勘察方法包括以下几种。

2.1地质测绘及调查

通过对实地调查和测绘，可了解场区的岩溶现象分布、地下水的分布及运动情况，查明洞穴的形态特征及其和地质构造（影响因素不止构造）的关系，特别是顶板高度及结构面产状的测量。

2.2地球物理勘探

适用于在查明大范围的区域岩溶发育和深部岩溶的分布规律方面，地球物理勘探是最理想的方法之一，但探测的准确程度受场地的干扰、技术人员的解释水平等因素影响。其方法除了电阻率(电剖面和电测深)法、高密度电法、无线电波透射法、地面地震反射波法、声波透射法、微重力法、射气测量等以外，80年代以后发展起来的探地雷达GPR(地质雷达)、层析成像(CT)技术等在岩溶工程地质勘察中也得到了广泛的应用。

2.3工程钻探

工程钻探是最常用的方法，不仅可以明确所钻位置及附近的地层情况（岩土性质、厚度、地下水位等），还可以进行原位测试和压水或抽水试验等水文地质工作，获取岩土芯做进行室内实验分析，以获取更多、更准确的岩土信息，同时也能起到对地质调查和物探成果的验证。在钻探过程中。在条件允许时，物探测井、钻孔摄影、井下电视等技术手段的配合使用，可更好的了解钻孔周围的地质情况。

2.4遥感技术

在识别岩溶地貌形态、岩溶层组划分及地质构造特征等方面，具有其它勘测方法所不及的优点，尤其适用于我国南方裸露型岩溶地区。该技术一般用于大型工程选址，在新建公（铁）路选线、水利水电工程区域稳定性评价、岩溶水库渗漏分析等方面都发挥了重要作用。

2.5静力触探

在覆盖型岩溶工程地质勘察中，静力触探手段主要是查明第四系覆盖层中有无隐蔽土洞存在，土洞的规模及埋藏位置，疏松裂隙带的分布及其范围等。有针对性地布置静力触探孔，以PS～h（PS贯入阻力，h探测深度)是否出现异常值来推测有无土洞或裂隙带。该方法在广西桂林地基基坑开挖后效果显著。

上述所列的各种方法都有一定的局限性，在岩溶地区进行工程勘察工作，不能机械的应用某一种方法解决问题，应根据实际情况综合运用各种勘察手段，充分全面地对岩溶地区的工程场地作出正确评价和判断，为工程的下一步工作提供全面正确的地质勘察资料，因此各种方法的综合运用及优化是必然的。

3、岩溶地基处理措施

当岩溶地基的强度和稳定性不能满足工程要求，可根据岩溶具体情况、工程要求、施工条件，按照安全性与经济性原则选择适当的地基处理方法，可加快施工进度，节省额外的成本投入。实践中常用的处理方法有[3]：

3.1填垫法

1)充填法

适用于裸露岩溶土洞，其上部附加荷载不大的情况。最底部须用块石、片石作填料，中部用碎石，上部用土或混凝土填塞，以保持地下水的原始流通状况，使其形成自然的反滤层。

2)挖填法

对浅埋的岩溶土洞，将其挖开或爆破揭顶，如洞内有塌陷松软土体，应将其挖除，再以块石、片石、砂等填入，然后覆盖粘性土并夯实。此法适用于轻型建筑物。

3)垫褥法

对岩溶洞、隙、沟、槽、石芽等岩溶突出物，可能引起地基或路基沉降不均匀，将突出物凿去后做30-50cm砂土垫褥处理。

3.2桩基法

溶洞较深或岩溶多层发育，采用其它方法处理有困难或不经济时，可采用桩基穿过土洞或溶洞进入稳定持力层。

4、工程应用

4.1 工程概况

火星北路浏阳河大桥全长860米，桥面设计总宽为29.0m，为城市Ι级主干道桥。由于初勘时遇见溶洞，但受市政规划的局限，本次详勘拟建桥位仅在原初勘桥位的基础上，往浏阳河上游偏移约30米。共布置勘察钻孔32个，施工过程中由于场地地质条件复杂，在南北两岸采用视电阻率法布设了5条物探剖面测线，上游增设了3个勘察钻孔，作为比较桥位[6]。

4.2区域地质构造

根据长沙市地质构造纲要图（1:50000）[5]，结合遥感图象分析，有四条断裂在桥位附近（东侧）交汇，走向分别为近东西、近南北向、北东向及北西向（F2），其中F2为物探解译断层，具逆断层性质。

4.3桥粱设计方案调整

设计方案：四跨过河方案（11×30m+4×50m+11×30m）

浏阳河河道及其北岸60m范围（即13#、14#、16#－19#墩），由于岩溶发育，场地地下水丰富，采用四跨过河设计方案及常规的基础型式，其优点是经验成熟、可靠。缺点是：①桩基础施工难度大（13#、14#位于河道，需水上作业），桩基溶洞施工极易发生桩孔偏斜、卡钻、孔壁坍塌等事故。②溶洞处理难度大且成本投入高，溶洞高达22米，可行性有待商榷。③成桩质量、桥墩稳定性难以保证。④施工工期长。⑤河道中的墩位不利于通航、防汛。

勘察建议方案：一跨过河方案（即在南北大堤下12#墩、15#墩附近（详见火星北路浏阳河大桥工程地质平面图）设立主桥墩支撑，采取板、梁、拱等方式进行跨越）。

采用一跨方案优点：①解决岩溶带来的施工难度大、桩基质量不能保证、成本高、工期长、防汛、通航等一系列问题。②采用大承台群桩，桥墩稳定性较好。③国内已有主跨更大的桥粱设计经验。

经过可行性、成本投入、工期、通航等综合考虑，设计院由四跨过河方案调整一跨过河方案，在12#墩、15#墩附近重新布孔钻探，每个主墩布置3排4列12孔，资料表明，岩溶稍发育，对桥墩基础及施工影响小。桥墩基础工程于2005年7月15日开工，2008年4月10日竣工，其中主桥单跨138m，两岸主桥墩（12#墩、15#墩附近）分别布置5排6根D200cm钻孔灌注桩，平均桩长60m。桥梁通车至今使用效果良好。

5、结论

5.1采用地质调查、地球物理勘探、工程钻探等方法对长沙市火星北路浏阳河大桥岩溶地基进行综合勘察，查明了该工程地基的岩溶分布、发育规律及岩溶地基稳定性。在岩溶发育地段应注意收集资料，采用综合勘察手段对岩溶地基进行勘察，并结合多种方法如物探、抽水试验、遥感地质等到互相印证，方可取得较理想的效果。

5.2火星北路浏阳河大桥岩溶发育极不均一，局部发育多层溶洞，平面上主要分布在浏阳河河道及北岸60m左右范围内，南岸偶见，溶蚀基准面约16.00～58.00m。

5.3岩溶地区的桥梁设计应根据场地的勘察资料进行方案优化比较，尽可能避开溶洞或减少其影响，可加快施工进度，节省额外的成本投入。

参考文献：

[1]刘云葵.岩溶区溶洞及土洞对建筑地基影响的研究[博士学位论文].长沙:中南大学，2004

[2]康彦仁.试论岩溶地面塌陷的类型划分.中国岩溶，1984，3(2):146－155

[3]陈国亮.岩溶地面的塌陷与防治[M].北京:中国铁道出版社,1994

[4]时伟.工程地质学[M].科学出版社,2007

[5]湖南省地质矿产局.长沙地区区域地质调查报告(1:50000),1989

[6]湖南化工地质工程勘察院.长沙市火星北路浏阳河大桥工程地质勘察报告.[R]2004

[7]中国地质学会工程地质专业委员会.中国工程地质世纪成就.北京:地质出版社，2004

超载对桥梁的影响分析 篇3

关键词：地铁车站；既有桥梁；基坑；容许变形；有限元；监测数据

中图分类号：TU47；U443.1 文献标识码：A 文章编号：1671-864X（2015）05-0129-01

一、工程概况

学院路车站处于十号结4#标段，设于学院路与北土城西路交叉路口的南侧，车站纵向由三部分组成，中段为暗挖部分，两端为明挖部分，中部穿越学院路采用单层两跨连拱暗挖结构。两端采取明挖结构。明挖段长度分别为50.5m及56.5m；暗挖段长度为60m；车站中轴线长169m。

考虑在学知桥正常使用状态下进行基坑开挖，因此除了在施工工法方面采取特殊措施外，还对桥梁做了一系列的保护措施：

1.在基坑开挖之前，沿基坑四周设置人工挖孔桩，桩径1200mm，桩间距1200mm，跳孔施工。

2.在既有桩周边增设补强桩，与原桥桩共同承担竖向荷载。

3.在新增桥桩中预埋注浆管，补强桩施工完成后，对桩底进行压密注浆。

4.在新桩施工完成后，将旧承台凿毛清洗干净，新旧承台连接采用植筋的方法，电锤钻孔，锚固胶锚固 。

5.对挖孔桩附近土体进行注浆加固。

二、计算模型

（一）计算模型的建立。

本工程当中，由于工程实际情况比较复杂，作了以下简化：

1.基坑四周为人工挖孔桩，由于在实际建模过程中很难实现，根据等刚度原则，将其换算为壁式连续墙[2]，钢支撑等价为加在支护墙体上的集中荷载[3]。

2.基坑开挖不考虑围护结构施工对土体扰动的影响。

3.同一层土为均匀，各向同性材料。

4.建模过程当中，没有考虑新建补强桩的影响。

土体采用8节点三维实体solid45单元，本构模型选用Drucker-Prager理想弹塑性模型。钢筋混凝土地连墙采用shell63壳单元，连续墙假设为线弹性材料。图1为有限元计算模型。

（二）初始应力的模拟。计算初始应力场是为了确定土层中各点的初始模量和开挖计算的起始应力条件，计算时采用收敛速度和计算效率好的牛顿迭代逼近法。各土层采用假定的平均弹性模量E计算初始刚度，建立平衡方程求得第1次近似应力，将求得的应力代入D-P本构模型中，计算出各个单元每个高斯点的初始模量E，然后再进行第2次平衡方程的迭代，直到两次迭代结果的最大误差小于给定值，即可结束，此时的应力即为所求的初始应力场。

1.计算参数的选取，根据实际情况选取土体参数即可。

2.边界条件。施加边界条件有利于计算过程的收敛性和保证计算结果的合理性，在模型的三个侧面（包括基抗的两侧和一端侧面）法向用零位移进行约束，另一端设置为零为对称的边界条件，模型的底部也以在面的法向上用零位移进行约束。。

3.荷载的施加。把土体、桥桩以及连续墙等材料定义自重，施加到计算模型上，同时，把上部结构传递的力施加到桥桩上面，下面为初始应力状态下的应变图。

（三）施工开挖过程模拟。为了更好的说明基坑开挖过程中，支撑对控制基坑及桥桩水平变形所起到的作用，本次模拟分有支撑和无支撑两种。图2为开挖后理论计算的基坑变形情况。

三、模拟计算结果分析

通过对基坑有横向支撑和无横向支撑两种不同情况的计算模拟，可得到桥桩的水平位移、倾斜以及整体沉降和差异沉降等变形情况，在有限元计算模型计算的结果中，只能得到桥梁整体沉降、差异沉降、结构倾斜，桥桩水平变形数据。

1.整体沉降。通过实测沉降值与理论值的比较，总体上，有限元计算结果偏大，但总体变形趋势一致。有横向支撑和无横向支撑相比，结构整体沉降变化不大，但在有支撑情况下，由于支撑预应力作用，会导致周围土体微微隆起，结构在开挖开始阶段沉降出现负值。无论是实测值，还是有限元计算值，整体沉降不大，远小于警戒值20mm。（建筑地基基础设计规范GB5007-2011表5.3.4）

这说明，基坑开挖对现有桥梁的整体沉降影响不大，而且，有支撑与无支撑相比，沉降相差不大。但是理论计算与实测相比，沉降量偏大。

2.下部结构倾斜。通过理论与实测值的比较，实测结果与有限元计算结果变形趋势基本一致，但差值比较大；实测最大倾角南北方向只有0.02度，东西方向为0.03度，而理论计算南北方向最大倾角为0.14度，东西方向最大倾角接近0.2度。

3.下部结构水平位移。随着基坑开挖，结构水平位移是逐渐增大，而且无支撑与有支撑计算结果相差很大，说明水平支撑对于控制结构侧身变形起到重要作用。

四、结论

从学院路车站的监测数据可以看出，采取适当的加固等措施后，开挖时既有车站的变形很小。桥梁整体沉降、异沉降、侧向变形都比较小，都小于施工时所规定的警戒值，说明施工时所采取的保护措施是有效的。但是桥梁的整体倾斜和水平位移比较大，在以后类似的工程中，应该加强对结构水平位移及整体倾斜的保护措施，确保桥梁的正常使用与基坑施工的安全。

参考文献：

[1]张汎，刘军等。地铁隧道施工引起的地层位移对既有桥梁桩基的影响分析。 市政技术，2005 Vol.23 No.z1 P.86-89.

[2]刘建航，候学渊主编.基坑工程手册.北京：中国建筑工业出版社 1997.

超载对桥梁的影响分析 篇4

改革开放以来, 我国公路事业飞速发展, 公路不仅缩短了经济运行周期, 更是经济飞速发展的前提和基础。公路运输占我国货运总量的3/4左右。公路运输网络的形成和发展为物流、人员流动等区域间的沟通和交流提供了保障, 也带动了经济的稳定发展。然而, 在利益的驱使下, 一部分人忽略了对公路可持续性发展的长远性考虑, 不顾公路自身可承载力, 形成了超限超载运输常态, 长期以来对公路造成了严重损害, 在阻碍了经济发展的同时, 也在一定程度上影响了道路管理的发展。

1 公路超限超载运输产生的经济问题

公路超限运输, 即车与货物的总体外廓尺寸或质量超过公路、公路桥梁、公路隧道的限高、限宽、限载、限长的相关标准行驶。通常来讲, 只有所运输承载的货物属于不可解体的特殊情况下, 才能通过公路部门申请办理超限运输通行证, 除此情形之外的运输都属于违法超限运输行为。而超载运输, 即车上承载的货物超过汽车本身的额定承载重量[1]。通常来讲, 超载超限是同时发生的违法违规运输行为, 相关公安、交通部门都应承担管理职责。

公路超限超载运输源于我国运输业的大力发展和竞争, 长期存在于我国的公路事业之中。在运输业发展前期, 由于大量的资金涌入, 使运输业获得了较为丰厚的收益。但我国经济的腾飞、物价的高涨和产品、服务等经济环境的迅速变革, 都为我国的公路运输事业带来了相应的影响, 产生了运输成本与收益矛盾, 使运输价格难以提高, 直接影响了我国运输业的发展。其中运输成本主要包括汽车的损耗、油耗、人工、管理、公路养护及相关税收费用。但当前我国运输成本费用基本已经触底, 无法继续压缩。特别是人工和油耗、车辆损耗这几个方面的费用, 都随着物价而不断上涨, 由此组成的运输成本的降低难上加难。这种情况和运输企业对利益的追逐, 使一些运输企业萌生了在车辆上进行非法改装的想法和行为[2]。同时, 我国采取按照车辆载重吨位收取养路费用的政策, 一些厂家从运输企业的角度出发, 将车辆的吨位改小, 以减少过路费降低运输企业的运输成本, 但这种做法却直接威胁了公路安全, 甚至会为国家带来严重的经济损失。

2 超限超载运输对区域经济的负面效应

2.1 严重损毁道路桥梁

超限超载运输直接对公路路面、桥梁承载等进行破坏, 使我国公路养护费用显著提高, 直接导致地方财政支出加大。在我国, 修建公路和设计公路的过程中都有严格的标注, 根据不同的等级, 对公路进行承载符合量的标准化限制。超限超载运输由于重量等超过规定, 忽略了道路路面的承载量, 对路面的损毁程度呈倍数增加, 严重影响到区域经济的发展[3]。例如, 一辆超载一倍的车辆在公路上行驶一次, 相当于不超限车辆正常行驶16次造成的路面损害, 这将直接导致我国公路的使用年限大幅度降低, 甚至要5年一大修、8年一改造, 这就需要强大的经济力量作为保障。根据交通部门的相关统计估算, 由于超载超限运输而形成的区域经济负担高达300亿元。

2.2 引发交通事故

虽然不论是运输企业, 还是相关监管部门, 都不希望发生交通事故, 但不可否认的是, 由于超限超载运输, 车辆自身部件常年处于超负荷运行情况下, 车辆的安全性能必然会受到严重影响, 导致车辆机能下降, 特别是与制动系统相关的功能破坏, 直接提高了交通事故发生的几率, 为交通安全和运输安全带来了严重隐患。根据相关统计表明, 我国运输交通事故中, 超过7成的事故主要成因都是货车的超载超限, 而其中超过半数的群死群伤事件都离不开超载超限的影响[4]。

2.3 影响货运市场常规运行

超载超限会严重影响我国货运市场的稳定性, 甚至导致价格机制失灵, 给运输市场带来混乱。这是由于超载超限现象直接导致运输能力过剩, 运输企业之间的恶性竞争直接降低了市场价格, 从而导致整体货物运输市场低迷;同时, 只有超限超载运输才能带来盈利的局面, 使我国运输业在利益的驱使下都在一定程度上参与或从事了违法超限超载, 这种风气更促进了超限超载运输的恶性循环。

3 治理超限超载运输的具体建议

3.1 合理调控运输资源, 优化运输管理体系

由于超限超载运输对公路路面的损毁情况严峻, 迫使我国相关管理部门必须构建完整、完善的综合管理体系, 对运输企业的运输行为进行约束和管理, 从而治理超限超载运输现象。这就需要我国相关部门对公路监控数据进行充分研究, 从中筛选出超限超载运输严重的重点区域, 针对本地实际情况寻找其产生的根本原因, 从而从根源上解决问题。同时, 通过政府的宏观调控, 均衡区域间运输资源的配置和使用, 从而真正控制运输承载量。

3.2 构建更加公平统一的价格机制

当前我国市场经济环境下, 各行各业都竞争激烈, 而在运输行业之中, 由于一些企业的违规操作为企业创造了丰厚的利益, 不仅降低了企业的运输成本, 更以低廉的价格抢占了市场空间, 致使一些严格遵守规章进行运输的企业处于劣势地位甚至无法生存, 从而使运输市场价格混乱[5]。

3.3 制定严格的公路运输市场准入机制

当前我国公路网络四通八达, 运输市场不断扩大和发展, 使当前我国的运输市场供应已超过了市场需求, 而运输服务上难以拉开差距, 导致一些运输企业虽然占优势, 却依旧降低运输费用, 通过超限超载或提供服务来争夺客户资源, 甚至出现亏本赚客源的现象。这是由于我国公路运输市场准入机制的不健全, 相关监管又缺乏应有的全面性和力度, 使运输市场越来越混乱。

4 结语

超限超载现象不仅严重影响了公路货运, 危及人们的经济财产安全, 甚至对人们的生命构成一定威胁。这不仅需要运输管理部门的有效监管, 更需要建立更加完善公平的运输管理体系, 通过优化配置运输资源, 构建公平统一的价格机制, 严格控制运输市场准入门槛, 并扩大相关法律的宣传, 提升业内法律意识与自觉性, 才能使各方面通力合作, 促进公路运输真正良性发展, 在保障经济稳步发展的同时解决公路超限超载问题。

摘要：研究了我国当前公路超限超载现象常态化的成因, 分析了当前超限超载运输管理的局势和对经济发展的严重影响, 从而提出针对性的建议, 希望有助于提升我国运输管理实效性。

关键词：经济发展,超限超载,运输

参考文献

[1]蒋在文.道路超限超载运输治理的机理与对策[D].西安:长安大学, 2013.

[2]郝丽杰.车辆超限超载运输控制[D].济南:山东大学, 2012.

[3]萧胜.超限超载运输对经济发展的影响及对策分析[J].法制与经济, 2015 (1) :111-117.

[4]夏丽军.超限超载运输对经济发展的影响及对策分析[J].科技与企业, 2015 (3) :163.

超载对桥梁的影响分析 篇5

关键词：高架桥,超载,特列荷载

1 国内高架桥的现状

随着城市的发展和人口的急剧增加致使车辆日益增多, 城市平面立交的道口车辆堵塞和拥挤现像突出, 为了缓解交通压力, 拓展行车空间, 减少城市道路用地, 高架桥和立交桥形成的多层立体交通布局应运而生;城市环线和高速公路网的联结往往通过大型互通式立交/高架桥进行分流和引导, 保证交通的畅通, 城市高架桥和立交桥已成为现代化城市的重要标志之一。

高架桥主要分布在高速公路城市过境段, 具有桥梁规划大、桥梁长、桥墩较高、桥梁周边建筑群密集、重载超载车多等特点, 高架桥与下层道路节点地段时有堵车不畅发生, 致使高架桥上超载、堵车现像比较突出, 给桥梁结构的安全带来一定的安全隐患。2011年7月19日一辆载重超过160吨的严重超载6轴货车通过北京怀柔宝山寺白河桥, 该桥发生坍塌, 随后4孔桥洞全部坍塌, 货车超载成为造成垮塌事故的主要原因;2011年7月15日钱江三桥引桥北向南离滨江转盘不到800米处右侧车道部分桥面突然塌落, 一辆大货车从桥面坠落, 又将下匝道砸塌, 车辆超载无疑成为一起起事故的直接推手。

本文就某高架桥桥上车辆堵塞、超载等现像进行了结构安全验算, 并提出了相关的建议和措施。

2 工程概况

本高架桥上部结构为26.5米跨径预制预应力混凝土先简支后结构连续小箱梁, 桥梁孔跨布置为四跨一联, 梁体采用50号混凝土, 上部结构标准横断面见图1;下部结构采用T型独柱矩形桥墩、桩柱一体结构, 预应力混凝土盖梁及垫石挡块采用50号混凝土, 墩柱采用40号混凝土, 承台及桩采用30号混凝土, 如图2所示。

设计技术标准:

(1) 设计荷载:汽超-20级; (2) 桥宽 (标准单幅) :净12+2×0.5米防撞护墙; (3) 设计车速:100公里/小时; (4) 上部结构小箱梁:A类部分预应力结构。

3 荷载调查及验算荷载的确定

3.1 原设计荷载

设计文件中荷载标准为汽超-20, 汽车荷载以汽车车队表示, 车队的纵向排列如图3所示。

3.2 荷载调查及验算荷载的确定

本高架桥2007年1月竣工通车;自本段路线通车营运以来, 超载现像时有发生, 监控中心曾对该段过路车辆进行了分析。以2011年7月16、17日为例:16日流量为23284辆, 其中客车流量为19793辆, 货车流量为3491辆;17日车流量为26779辆, 其中客车流量为22563辆, 货车流量为4216辆, 其中货车重量50吨以上者不占少数, 7月上旬以来, 通过货车最重为57.869吨。由数据可以看出, 货车占总车流量的16%左右, 比例较高, 且多数在50吨以上, 最重者为57.869吨 (与55吨设计荷载相比, 超载5.2%) , 存在超载现像。

从图4中可以看出, 由于交通堵塞致使桥梁成为各种车型的“临时停车场”, 桥面范围内不但三个车道满布, 沿桥跨方向满布, 而且车辆纵桥方向间距很小。结合监控中心数据调查数据, 本次计算验算荷载依然采用标准重车辆55吨进行布载 (注:本次计算暂不考虑单辆车超载, 仅考虑行车间距缩小形成的超载) , 车队的具体纵桥向排列按图5执行, 该种布载形式以下称之为“特列荷载”。

4 结构选取及建模计算

4.1 结构选取

本次计算取桥跨4×26.5m一联作为基础进行分析比较, 桥跨布置中该联桥墩墩高均为10米 (见图6) 。本次计算内容主要针对上/下部结构在两种不同荷载作用下内力值进行比较, 即:一种为原设计荷载汽-超20, 另一种为运营阶段调查得到的“特列荷载”。

4.2 结构建模计算

计算软件采用桥梁博士Ver3.0.3, 采用梁单元按平面杆系计算建模;上部结构离散后共计112个单元, 113个节点, 为描述方便, 上部结构从左至右支点依次编号为1~5, 孔跨编号依次为1~4;具体结构离散模型示意见图7。

上部结构计算共分为4个阶段:

第1阶段:吊装预制小箱梁;

第2阶段:张拉负弯矩区预应力钢束, 完成体系转换;

第3阶段:浇筑现浇带混凝土及二期恒载;

第4阶段:收缩徐变, 按1000天计。

下部结构同样采用桥梁博士进行建模计算, 限于篇幅不再给出相关的结构离散说明。

4.3 上部结构计算结果

4.3.1 正常使用阶段应力验算

正常使用状态下, 外载分别按汽-超20和特列两种活载加载。其荷载组合系数见表1。本节中图中X轴方向均为单元号编号;Y方向为应力值, 单位为MPa。

正常使用阶段组合2应力验算结果:

从图8中可以看出, 在设计荷载作用下, 主梁上缘均处于受压状态;在特列荷载作用下, 2~4号支点、2号/3号孔跨L/4跨处截面上缘均由压应力转为拉应力, 其中拉应力最大值为-0.73MPa, 出现在2、4号支点位置, 但也能满足规范中A类预应力构件的要求。

从图9可以看出, 1~4号孔跨跨中应力值变化较大, 其中1号孔跨跨中截面下缘由压应力1.25MPa转为-0.817MPa拉应力, 满足规范中A类预应力构件的要求。

另经计算:2~4号支点处, 最大截面主拉应力由原来的-1.24MPa变为-1.5MPa, 最大拉应力验算也满足规范要求。组合1和组合2的应力趋势变化情况基本相同, 限于篇幅不再列出。

(附注:由于边跨下缘变化幅度大, 为了便于比较, 图中对应工况考虑2-5号节点同时向下沉降2cm的荷载工况, 故出现1-4、2-3跨应力不对称的情况.)

由以上可以看出, 不论是在汽-超20还是“特列荷载”作用下, 正常使用阶段主梁都能满足规范要求。

应力幅计算:考虑到结构的耐久性, 接下来不防观察一下在组合2作用下主梁下缘混凝土应力幅值变化情况。

由此可以看出, 主梁下缘混凝土应力幅变化较大, 在特列荷载作用下, 3号支承点处应力值为汽超-20荷载效应的1.92倍。钢束应力幅以边跨为例, 其变化情况见表2。

由上可以看出, 尽管在特载作用下截面应力值均能满足规范要求, 但主梁多个截面处已由原设计的受压状态转为受拉状态, 且主梁截面和预应力钢束应力幅在超载作用下应力幅增值较大, 由此会大大削弱结构的耐久性 (在应力幅变大的情况下, 构件所能承受的动应力次数减小) 。

4.3.2 抗弯承载能力验算

承载能力极根组合状态下, 主梁抗弯承载力验算见表3。

表3表明:在设计荷载汽-超20作用下, 抗弯承载能力能满足规范要求;在特列荷载作用下, 边跨、中跨跨中段均不能满足规范要求, 中跨跨中安全系数仅为0.93。

由以上验算可以看出, 正常使用阶段在特列荷载作用下主梁上下缘应力均能满足规范要求;主梁和预应力钢束在特列荷载作用下应力幅均有增大的趋势, 对结构的耐久性有一定的削弱作用。且主梁抗弯承载力验算在特列荷载作用不能满足规范要求。

4.4 下部结构计算结果

本次计算软件采用桥梁博士离散建模, 全桥按照施工顺序, 共划分为5个施工阶段。

经验算, 盖梁控制截面在设计荷载和特列荷载作用下也均能满足规范要求, 但控制截面的应力值由原设计的0.476MPa压应力转为-1.32Mpa拉应力, 使截面处于拉压交替受力状态, 削弱了盖梁的耐久性。

本桥原设计桥墩由地震荷载控制, 经验算在特列荷载作用下也能满足规范要求, 本文中有关桥墩的计算不再列出。考虑到本桥较差的地质条件 (可塑状粘土和泥碳土覆盖层厚约60m左右) , 本次计算进行了桥墩桩基设计承载力验算, 桩顶轴力设计值计算结果见表4。

可以看出, 桩基所需承载力为设计荷载的112.4%, 特列荷载在设计荷载基础上再增加12.4%, 无疑对桩基提出了更高的考验, 整个桥梁结构也充满了安全隐患。

5 小结及建议

通过本次计算, 在特列荷载作用下, 上部结构小箱梁抗弯承载力已不能满足规范要求, 主梁和预应力钢束在活载作用下应力幅变大, 其中钢束应力幅增幅达一半以上, 这在一定程度上会大大削弱结构的耐久性。

下部结构中盖梁应力虽满足规范要求, 但其安全储备已大大降低;而桩顶设计力轴力较设计荷载增幅达12.4%, 严重威胁到了整个桥梁的结构安全。另外, 此次结构验算取值按55吨进行计算, 针对交通调查中个别车辆重在57.869吨没作考虑, 故针对本桥进行有关的交通管制已刻不容缓。

针对以上问题, 我们主要提出以下两点要求及建议: (1) 立即进行上桥车辆管制, 加大治超力度, 坚决制止严重危及桥梁安全的违法超限车辆上桥, 确保桥梁结构安全运营; (注:当单个车辆重在设计允许范围内时, 应特别关注由于交通拥堵车距小于设计值引起的超载情况) (2) 为了保证桥梁结构长期安全运营, 应做到“内强体质, 外控治超”, 即:对内建议桥梁养管单位严格执行《公路桥涵养护规范》 (JTG H11-2004) 和《公路安全保护条例》, 对已建桥梁做定期“体检、护理”, 增强桥梁“体质”;对外应在合理治超的基础上, 长期保持治超力度, 确保桥梁结构长期运营安全。

另外, 针对城区内/城乡结合部易形成交通堵塞的高架桥, 新建桥梁结构设计时, 应对活载纵、横桥向车道折减作重新考量, 确保结构安全可靠。

参考文献

[1]路侧交通标志车载信息辅助装置[Z].国家科技成果.

[2]刘颖.对城市两种主流慢行交通工具的速度特性分析及车速管理建议[J].华东公路, 2011, (05) .