公路橋梁重載交通下破壞的探討

1、公路橋梁重載交通下破壞的探討 由于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)公路運(yùn)輸提出了越來越高的要求。對(duì)于重載運(yùn)輸，在嚴(yán)令禁止超載的同時(shí)，我們還應(yīng)該從技術(shù)上采取有效的措施，提高橋涵承載能力，適應(yīng)車輛荷載增長(zhǎng)的變化，以保證公路運(yùn)輸?shù)陌踩?、暢通。本文通過分析重載條件下對(duì)公路的影響提出一些看法。 近年來隨著我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)的不斷發(fā)展，物流業(yè)成為我國(guó)一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展龍頭，同時(shí)公路交通日益發(fā)展，交通運(yùn)輸中的車型日益復(fù)雜化， 現(xiàn)在的方向發(fā)展是向大型、重載方面發(fā)展，特別是在有大型礦業(yè)等路段上的重載交通已日益形成規(guī)模。我省海西這樣的道路很多；公路負(fù)荷設(shè)計(jì)與車輛的設(shè)計(jì)大型方向的滯后使得超載運(yùn)輸問題非常突出。我們的路政禁止重車上路，但是

2、這樣勢(shì)必會(huì)降低運(yùn)營(yíng)效益，假如不加限制地任其通行，那么對(duì)公路的橋涵構(gòu)造物等造成嚴(yán)重?fù)p傷。我們發(fā)現(xiàn)在109、315等我省段的這些國(guó)道上面有許多超載造成的破壞。因此，為了保證橋涵的安全運(yùn)營(yíng)與使用壽命，應(yīng)對(duì)重載交通下公路橋涵的破壞形態(tài)進(jìn)行研究分析，對(duì)局部路段及橋涵進(jìn)行必要的加固、維修和改造，以提高其承載能力，使其能夠適應(yīng)實(shí)際的通行需求。 1.公路橋涵超載破壞的形態(tài)分析 重載車輛超過橋涵承載能力的時(shí)候，對(duì)橋涵產(chǎn)生特別嚴(yán)重的破壞，公路使用能力下降，承載能力降低，結(jié)構(gòu)許多地方開裂，耐久性縮短。梁橋由于其橫截面由多跨梁組合而成，橋梁的病害主要表現(xiàn)為橫向聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)的破壞。在橋面上，由于結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞加劇了主梁的撓度

3、，重車道位置會(huì)出現(xiàn)較嚴(yán)重的車轍，行車平順性降低。橋面鋪裝沿主梁的鉸縫產(chǎn)生縱向的裂縫。 我們可以從橋下觀察，最嚴(yán)重的問題就是鉸縫開裂，鉸縫內(nèi)填充的混凝土剝落，橋面上的雨水順鉸縫滲漏，有水痕。瀝青混凝土鋪裝出現(xiàn)裂縫、滲水，水泥混凝土橋面鋪裝層及鉸縫發(fā)生嚴(yán)重的碎裂，并且滲水。由于橋梁上部結(jié)構(gòu)的各主梁間橫向聯(lián)結(jié)主要靠鉸縫及混凝土鋪裝層實(shí)現(xiàn)，上述病害將導(dǎo)致橫向聯(lián)結(jié)完全失效。這樣，橋梁橫截面上的主梁之間無法相互傳力，重車道上的荷載將完全作用于輪下一條單獨(dú)的主梁上，而橫截面上其他梁沒有分擔(dān)，因此，橋梁的整體承載能力降低。承受荷載的主梁會(huì)因?yàn)檫^載發(fā)生破壞，在跨中梁底部位出現(xiàn)彎矩裂縫，裂縫一般為多條，分布于跨中

4、一定區(qū)段內(nèi)。裂縫的出現(xiàn)會(huì)降低梁的剛度，因此，重車道下承載的主梁的梁底向下凸出，撓度加大。 2.超載車輛對(duì)各類橋涵的影響分析 為了分析超載車輛對(duì)橋涵的破壞形態(tài)并進(jìn)行維修加固，應(yīng)首先摸清超載交通的情況。具體做法為：對(duì)路線進(jìn)行一定時(shí)期的交通流觀測(cè)，并通過超限站對(duì)貨車稱重，記錄貨車的車型、軸重、全車重，以及橫向輪距、車廂全寬、軸間距、車長(zhǎng)等，然后按照車重、車型進(jìn)行分類匯總和分析，根據(jù)其載重量大小及在重車中所占比例大小等情況選擇最具代表性的幾種車型，按實(shí)測(cè)車重及軸重進(jìn)行平均，得到車輛荷載的抽象力學(xué)模型，類似于規(guī)范中設(shè)計(jì)荷載車隊(duì)中的主車、重車車輛荷載模型，給出總重、車輛縱橫向尺寸、單軸重、軸距、橫向輪距等

5、數(shù)據(jù)。還應(yīng)根據(jù)實(shí)際調(diào)查的荷載運(yùn)營(yíng)規(guī)律歸納、抽象得出它在橋涵上的布置方式。如重車的縱向、橫向間隔以及考慮高速公路上車流分道行駛的特點(diǎn)確定其在橋涵上所占車道的位置等。 一般來說，重車的總重量及單軸重均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于汽超20級(jí)重車的，可達(dá)100噸至140噸，并且車身較長(zhǎng)，車軸、車輪較多，對(duì)橋涵構(gòu)造物的影響不可低估。 對(duì)于斜交橋涵來說，重車對(duì)橋涵的影響略小于同等跨徑的正橋，因?yàn)檐囕v荷載通過斜橋時(shí)車輛的兩排輪胎不能同時(shí)作用于最不利位置，所以與同跨正交橋相比，其截面內(nèi)力略小。 對(duì)于單孔跨徑較大的橋，因?yàn)闃蜷L(zhǎng)、跨徑大，在同一跨內(nèi)或相鄰跨內(nèi)可能同時(shí)上多輛重車，重車的荷載效應(yīng)較大，并且車輛的縱向間距對(duì)內(nèi)力影響也很大。

6、由此可見，在重載交通的路段，大跨橋涵是不適宜的，應(yīng)多采用中小跨徑的橋涵。 對(duì)于中小跨徑橋涵，隨著跨徑的減小，恒載內(nèi)力所占比例變小，活載內(nèi)力所占比例變大，所以活載增大對(duì)橋涵內(nèi)力的整體影響也變大，也就是說重車在小跨徑橋上的荷載效應(yīng)較大，造成的破壞較嚴(yán)重。另外，因?yàn)闃蚝?，跨徑小，縱向僅能上1輛重車，因而縱向車距造成的影響不大，最大活載內(nèi)力的大小由重車的主軸重量決定。內(nèi)力最大值所對(duì)應(yīng)的布載情況為超車時(shí)兩列重車的重軸同時(shí)布于最不利位置。 3.超載破壞橋涵處治方法 超過承載能力運(yùn)營(yíng)的橋涵會(huì)因病害的出現(xiàn)承載能力降低，而在重載作用下，承載能力降低會(huì)更進(jìn)一步加重橋涵的結(jié)構(gòu)破壞。因此對(duì)于重載交通下的橋涵應(yīng)經(jīng)常進(jìn)

7、行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)加固處理或采取限載措施，防患于未然，以免造成較大損失。 對(duì)于如前所述的病害應(yīng)通過提高承載能力的方法來根治，從根本上解決問題。對(duì)于橋面鋪裝及鉸縫的破壞要進(jìn)行維修補(bǔ)強(qiáng)，以加強(qiáng)橫向聯(lián)結(jié)，提高橋涵的整體承載能力。具體做法如下：首先銑刨橋面鋪裝，鑿除水泥混凝土鋪裝及鉸縫的松散結(jié)構(gòu)，然后在主涵的頂面鉆孔，用環(huán)氧砂漿或其他粘合劑植入一定長(zhǎng)度的豎向短鋼筋，該鋼筋伸入鋪裝層，與橋面鋪裝鋼筋網(wǎng)綁扎在一起，起到層間抗剪傳力作用，使橋面鋪裝與主涵聯(lián)為一體，鋪裝層有效參與主涵受力。沿鉸縫邊緣也植入短鋼筋，并且交互搭接，以加強(qiáng)鉸縫橫向傳力。水泥混凝土橋面鋪裝的厚度應(yīng)該增大，如有標(biāo)高方面的限制可考慮取消

8、或減薄瀝青鋪裝層。但如果仍設(shè)置瀝青鋪裝，應(yīng)保證其有一定的厚度，否則過薄的瀝青層在重車輪載下易破壞，影響行車平順。加大水泥鋪裝層的厚度除了能夠補(bǔ)強(qiáng)橋涵主涵的承載能力外，還可以增加橋涵的橫向剛度，加強(qiáng)橋涵上荷載的橫向分布，使重車道上的荷載能夠更多地分配給其他主涵承擔(dān)。為此，還應(yīng)加強(qiáng)橋面鋪裝的橫向布筋，加密、加粗橋面鋪裝鋼筋網(wǎng)中橫向的鋼筋，以實(shí)現(xiàn)有效的橫向傳力。配筋設(shè)計(jì)應(yīng)通過計(jì)算確定，在進(jìn)行重載交通橋涵的加固設(shè)計(jì)時(shí)，要把實(shí)際調(diào)查得來的重車荷載用作驗(yàn)算荷載，對(duì)結(jié)構(gòu)配筋等進(jìn)行修正，計(jì)算中內(nèi)力組合等各種系數(shù)可參照掛車驗(yàn)算荷載的取值選定，以保證重載車輛通行情況下結(jié)構(gòu)的安全。 4.結(jié)語 由于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)公路運(yùn)輸提出了越來越高的要求。對(duì)于重載運(yùn)輸，在嚴(yán)令禁止超載的同時(shí)，我們還應(yīng)該從技術(shù)上采取有效的措施，提高橋涵承載能力，適應(yīng)車輛荷載增長(zhǎng)的變化，以保證公路運(yùn)輸?shù)陌踩?、暢通?參考文獻(xiàn) 1 肖玉輝，沈立宏. 混凝土橋梁病害成因分析及