公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)疲勞車輛荷載研究

【摘要】鋼筋混凝土在公路和橋梁結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用非常廣泛。通常情況下，為保證公路與橋梁的安全，延長道路和橋體的使用壽命，負(fù)責(zé)路面和橋體安全的工作人員會對鋼筋混凝土公路和橋梁進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)疲勞荷載研究，了解公路和橋梁的荷載情況，及時發(fā)現(xiàn)二者在投入使用前和投入使用過程中的安全隱患，并做出及時的改進(jìn)措施，確保交通的可靠性與安全性。本文擬從對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的公路和橋梁的載重性能和混凝土材料質(zhì)量的檢測入手，對公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)疲勞車輛的荷載情況進(jìn)行研究，以期為我國的交通質(zhì)量和人民的生命財產(chǎn)安全保駕護(hù)航。

【關(guān)鍵詞】公路橋梁；標(biāo)準(zhǔn)疲勞；車輛荷載；研究

公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)疲勞的主體是路面和路基以及橋體，對標(biāo)準(zhǔn)疲勞的研究是指在某路段正常行車的情況下，研究道路和橋梁的載重性能與混凝土材料的質(zhì)量對車輛荷載的承受能力。若車輛的荷載超過公路橋梁的承受能力，則會對公路和橋梁造成疲勞破壞，加速公路橋梁的老化速度，縮短橋梁的使用壽命。在我國經(jīng)濟(jì)取得突飛猛進(jìn)的階段，人民對生活質(zhì)量的要求更為嚴(yán)格，私家車成為出行的首選，這在一定程度上增加了我國公路和橋梁的荷載情況。因此，進(jìn)行公路橋梁的標(biāo)準(zhǔn)疲勞車輛荷載研究尤為必要。

一、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)疲勞的影響

鋼筋混凝土是公路和橋梁在建設(shè)的過程中使用的主要原材料，其質(zhì)量和載重性能是影響公路和橋梁標(biāo)準(zhǔn)疲勞的主要因素。下文將依次對鋼筋混凝土的質(zhì)量和載重性能進(jìn)行介紹，為公路橋梁的標(biāo)準(zhǔn)疲勞研究奠定良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。

（一）鋼筋混凝土質(zhì)量對公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)疲勞的影響

鋼筋混凝土是公路和橋梁建設(shè)的原材料，原材料的質(zhì)量是公路和橋梁投入使用的保證。在討論鋼筋混凝土的質(zhì)量對公路和橋梁標(biāo)準(zhǔn)疲勞的影響之前，應(yīng)對鋼筋混凝土原材料的質(zhì)量進(jìn)行一定的介紹。滿足公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)疲勞性能的鋼筋混凝土原材料既要符合國家關(guān)于公路橋梁原材料檢測的規(guī)定，即鋼筋混凝土的來源、原材料的構(gòu)成成分和生產(chǎn)日期等等都要經(jīng)過嚴(yán)格的檢測并附有檢測證明，又要對公路橋梁所在地的現(xiàn)場車輛通行情況進(jìn)行合理有序的監(jiān)測。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)疲勞的影響主要反映為鋼筋混凝土公路和橋梁原材料的配比對標(biāo)準(zhǔn)疲勞車輛荷載的影響。原材料配比指的是原材料中水泥、水和鋼筋的配比情況。一方面，若原材料中的水分受自然條件的影響蒸發(fā)速度超過預(yù)期，則會引發(fā)橋體橫截面的斷面，造成橋體的疲勞破損，輕者縮短公路橋梁的使用壽命，重者威脅路面、橋體及人民的生命財產(chǎn)安全。另一方面，為若混凝土投入量過多，鋼筋投入量過少，公路和橋梁的韌性得不到保證，則易造成疲勞破壞。通常情況下，混凝土的投入量應(yīng)為鋼筋投入量的兩倍才能保證公路和橋梁良好的荷載性能。

（二）鋼筋混凝土載重性能對公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)疲勞的影響

在檢測鋼筋混凝土公路橋梁的載重性能時，可以采用兩種方法進(jìn)行檢測。第一種方法為非破壞性檢測。顧名思義，非破壞性檢測就是在對路基和橋體不構(gòu)成威脅的情況下，檢測公路橋梁的載重性能。非破壞性檢測為一種長期行為，主要針對的是建筑原材料鋼筋混凝土的收縮性和塑變性。這種檢測方法只有經(jīng)過長期的數(shù)據(jù)觀測才能確保橋梁檢測的數(shù)據(jù)的可靠性。第二種方法為破壞性檢測。破壞性檢測較非破壞性檢測具有的優(yōu)點(diǎn)為：檢測周期短，可以在短期內(nèi)獲取公路橋梁的質(zhì)檢數(shù)據(jù)，但是破壞性檢測在檢測的過程中對路基和橋梁有一定程度的損傷，在某種意義上可能造成公路與橋梁交通的安全隱患。因此，在對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的公路和橋梁的載重性能進(jìn)行檢測時，可以針對具體情況將破壞性檢測和非破壞性檢測合理地應(yīng)用到橋梁的載重性能檢測中。

合理運(yùn)用這兩種方法對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的公路和橋梁進(jìn)行檢測，有利于分析公路和橋梁的標(biāo)準(zhǔn)疲勞車輛載重性能。從非破壞性檢測中可以看出，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的收縮性和塑變性是影響公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)疲勞車輛載重性能的主要因素。若路面和橋體的收縮性和載重性不達(dá)標(biāo)，則較易造成公路橋梁的標(biāo)準(zhǔn)疲勞。從破壞性檢測中可以看出，車輛的流通量和流通車輛的類型是造成公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)疲勞的主要因素。若車輛流通量較大或者流通的車輛類型體積偏大，則易造成公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)疲勞。

二、公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)疲勞車輛荷載研究

（一）公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)疲勞的典型車輛研究

我國國土面積綿延九百六十萬平方公里，橫跨六十多個經(jīng)度，縱貫五十多個緯度，國土面積內(nèi)山地、高原、丘陵、平原、盆地分布廣泛。受地殼運(yùn)動和大氣環(huán)流的影響，各地呈現(xiàn)出不同的地質(zhì)地貌情況和氣候條件。因而，各地公路和橋梁在建筑的過程中使用的原材料的情況存在較大差異，路體和橋體的載重性能也頗為不同?；诖?，通過該地的車輛情況對公路橋梁的標(biāo)準(zhǔn)疲勞車輛荷載性能的影響也因時因地而異。根據(jù)我國地理分布和氣候差異的特點(diǎn)，分別選取了黑龍江、西安、福建、昆明、成都和武漢等地區(qū)的六條典型高速公路和公路延伸地段的橋梁進(jìn)行現(xiàn)場交通荷載調(diào)查。研究結(jié)果表明，由于黑龍江和西安兩地資源較為集中，該地的車輛類型較為豐富，且大型車輛居多，該地的公路和橋梁出現(xiàn)疲勞破壞的概率高于其它地區(qū)。因此，可以得出結(jié)論，通過該地的車輛荷載越大，對公路橋梁的疲勞破壞越大。

（二）公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)疲勞車輛荷載的研究方法

基于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的推動，我國研制出了新型的公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)疲勞車輛荷載的研究方法，即動態(tài)稱重系統(tǒng)。該系統(tǒng)在對公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)疲勞進(jìn)行檢測的過程中不會造成車輛的擁堵和人民出行的不便。根據(jù)該方法進(jìn)行的公路橋梁疲勞研究相較于靜態(tài)車輛荷載疲勞研究更能反映公路橋梁疲勞荷載的實(shí)際情況。動態(tài)稱重系統(tǒng)是在車輛運(yùn)行的過程中對車輛的重量和速度進(jìn)行測算，而后推算該種車輛在運(yùn)行時對公路橋梁路面、路基和橋體的破壞程度。此種方法的應(yīng)用依托壓電式、電容式或應(yīng)變式的傳感器裝置，操作簡單、測算精度高。

結(jié)束語

本文是對公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)疲勞車輛荷載的研究，文章首先對影響公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)疲勞的因素進(jìn)行了分析，而后針對各地區(qū)公路橋梁的結(jié)構(gòu)性能和載重性能進(jìn)行了深入細(xì)致的分析，得出了通過該地的車輛的荷載越大，對公路橋梁的疲勞破壞性越大的結(jié)論。此外，文章還對動態(tài)稱重系統(tǒng)這種新型的公路橋梁疲勞研究方法進(jìn)行了介紹，希望該方法能為我國的車輛荷載疲勞研究做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]段海俠.對公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)疲勞車輛荷載的研究[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013（8）.