目前，我國(guó)現(xiàn)行的公路橋梁的設(shè)計(jì)荷載是根據(jù)交通調(diào)查的實(shí)際情況經(jīng)概率統(tǒng)計(jì)而得出的，它并不代表橋梁真實(shí)的承載情況，僅僅是一種等代荷載，用以替代橋梁運(yùn)營(yíng)中實(shí)際發(fā)生的種種承載的情況。
但是，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平提高，公路交通日益發(fā)展，交通運(yùn)輸中的車(chē)型日益復(fù)雜化，并且有向大型、重載方面發(fā)展的趨勢(shì)，尤其是在港口、礦山的連接線(xiàn)以及運(yùn)煤路線(xiàn)等某些特殊路段上的重載交通已日益形成規(guī)模。另外，各級(jí)公路上都普遍存在著屢禁不絕的超載運(yùn)輸問(wèn)題。這就使得規(guī)范中根據(jù)先前交通流狀況由概率統(tǒng)計(jì)得出的4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)荷載等級(jí)不能再代表這些重載特殊路段上的交通流荷載作用情況。
在上述特殊路段的運(yùn)營(yíng)中如果禁止重車(chē)上道，勢(shì)必會(huì)降低運(yùn)營(yíng)效益，但是不加限制地任其通行，又會(huì)對(duì)橋梁構(gòu)造物等造成嚴(yán)重?fù)p傷。目前就有許多路段的橋涵因超載而發(fā)生了較嚴(yán)重破損。因此，在以重載車(chē)輛為主的路線(xiàn)上，為了保證橋梁的安全運(yùn)營(yíng)與使用壽命，應(yīng)對(duì)重載交通下橋梁的破壞形態(tài)進(jìn)行研究分析，對(duì)橋梁進(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。
橋梁超載破壞的形態(tài)
如果允許超過(guò)橋梁承載能力的汽車(chē)荷載通行，會(huì)使橋梁產(chǎn)生較嚴(yán)重的病害，行車(chē)使用性能下降，承載能力降低，結(jié)構(gòu)開(kāi)裂，壽命縮短。以最為常見(jiàn)的組合式梁橋?yàn)槔?，由于其橫截面由多梁組合而成，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，重車(chē)道位置會(huì)出現(xiàn)較嚴(yán)重的車(chē)轍，行車(chē)平順性降低。橋面鋪裝沿主梁的鉸縫產(chǎn)生縱向的裂縫
從橋下觀(guān)察，可發(fā)現(xiàn)鉸縫開(kāi)裂，鉸縫內(nèi)填充的混凝土呈塊狀剝落，并且橋面降水沿鉸縫滲漏。瀝青混凝土鋪裝開(kāi)裂、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(wú)法相互傳力，重車(chē)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(méi)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^(guò)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(chē)道下承載的主梁的梁底向下凹出，撓度加大。
重車(chē)通行情況調(diào)查方法
為了分析重載車(chē)輛對(duì)橋梁的破壞形態(tài)并進(jìn)行維修加固，應(yīng)首先摸清重載交通的情況。具體做法為：
對(duì)路線(xiàn)進(jìn)行一定時(shí)期的交通流觀(guān)測(cè)，并對(duì)重車(chē)稱(chēng)重，記錄重車(chē)的車(chē)型、軸重、全車(chē)重，以及橫向輪距、車(chē)廂全寬、軸間距、車(chē)長(zhǎng)等，然后按照車(chē)重、車(chē)型進(jìn)行分類(lèi)匯總和分析，根據(jù)其載重量大小及在重車(chē)中所占比例大小等情況選擇代表性的幾種車(chē)型，按實(shí)測(cè)車(chē)重及軸重進(jìn)行平均，得到重載車(chē)輛荷載的抽象力學(xué)模型，類(lèi)似于規(guī)范中設(shè)計(jì)荷載車(chē)隊(duì)中的主車(chē)、重車(chē)車(chē)輛荷載模型，給出總重、車(chē)輛縱橫向尺寸、單軸重、軸距、橫向輪距等數(shù)據(jù)。還應(yīng)根據(jù)實(shí)際調(diào)查的重車(chē)荷載運(yùn)營(yíng)規(guī)律歸納、抽象得出它在橋梁上的布置方式。如重車(chē)的縱向、橫向間隔以及考慮高速公路上車(chē)流分道行駛的特點(diǎn)確定其在橋梁上所占車(chē)道的位置等。
一般來(lái)說(shuō)，重車(chē)的總重量及單軸重均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于汽—超20級(jí)重車(chē)的，可達(dá)100噸至140噸，并且車(chē)身較長(zhǎng)，車(chē)軸、車(chē)輪較多，對(duì)橋梁構(gòu)造物的影響不可低估。
但是，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平提高，公路交通日益發(fā)展，交通運(yùn)輸中的車(chē)型日益復(fù)雜化，并且有向大型、重載方面發(fā)展的趨勢(shì)，尤其是在港口、礦山的連接線(xiàn)以及運(yùn)煤路線(xiàn)等某些特殊路段上的重載交通已日益形成規(guī)模。另外，各級(jí)公路上都普遍存在著屢禁不絕的超載運(yùn)輸問(wèn)題。這就使得規(guī)范中根據(jù)先前交通流狀況由概率統(tǒng)計(jì)得出的4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)荷載等級(jí)不能再代表這些重載特殊路段上的交通流荷載作用情況。
在上述特殊路段的運(yùn)營(yíng)中如果禁止重車(chē)上道，勢(shì)必會(huì)降低運(yùn)營(yíng)效益，但是不加限制地任其通行，又會(huì)對(duì)橋梁構(gòu)造物等造成嚴(yán)重?fù)p傷。目前就有許多路段的橋涵因超載而發(fā)生了較嚴(yán)重破損。因此，在以重載車(chē)輛為主的路線(xiàn)上，為了保證橋梁的安全運(yùn)營(yíng)與使用壽命，應(yīng)對(duì)重載交通下橋梁的破壞形態(tài)進(jìn)行研究分析，對(duì)橋梁進(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。
橋梁超載破壞的形態(tài)
如果允許超過(guò)橋梁承載能力的汽車(chē)荷載通行，會(huì)使橋梁產(chǎn)生較嚴(yán)重的病害，行車(chē)使用性能下降，承載能力降低，結(jié)構(gòu)開(kāi)裂，壽命縮短。以最為常見(jiàn)的組合式梁橋?yàn)槔?，由于其橫截面由多梁組合而成，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，重車(chē)道位置會(huì)出現(xiàn)較嚴(yán)重的車(chē)轍，行車(chē)平順性降低。橋面鋪裝沿主梁的鉸縫產(chǎn)生縱向的裂縫
從橋下觀(guān)察，可發(fā)現(xiàn)鉸縫開(kāi)裂，鉸縫內(nèi)填充的混凝土呈塊狀剝落，并且橋面降水沿鉸縫滲漏。瀝青混凝土鋪裝開(kāi)裂、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(wú)法相互傳力，重車(chē)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(méi)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^(guò)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(chē)道下承載的主梁的梁底向下凹出，撓度加大。
重車(chē)通行情況調(diào)查方法
為了分析重載車(chē)輛對(duì)橋梁的破壞形態(tài)并進(jìn)行維修加固，應(yīng)首先摸清重載交通的情況。具體做法為：
對(duì)路線(xiàn)進(jìn)行一定時(shí)期的交通流觀(guān)測(cè)，并對(duì)重車(chē)稱(chēng)重，記錄重車(chē)的車(chē)型、軸重、全車(chē)重，以及橫向輪距、車(chē)廂全寬、軸間距、車(chē)長(zhǎng)等，然后按照車(chē)重、車(chē)型進(jìn)行分類(lèi)匯總和分析，根據(jù)其載重量大小及在重車(chē)中所占比例大小等情況選擇代表性的幾種車(chē)型，按實(shí)測(cè)車(chē)重及軸重進(jìn)行平均，得到重載車(chē)輛荷載的抽象力學(xué)模型，類(lèi)似于規(guī)范中設(shè)計(jì)荷載車(chē)隊(duì)中的主車(chē)、重車(chē)車(chē)輛荷載模型，給出總重、車(chē)輛縱橫向尺寸、單軸重、軸距、橫向輪距等數(shù)據(jù)。還應(yīng)根據(jù)實(shí)際調(diào)查的重車(chē)荷載運(yùn)營(yíng)規(guī)律歸納、抽象得出它在橋梁上的布置方式。如重車(chē)的縱向、橫向間隔以及考慮高速公路上車(chē)流分道行駛的特點(diǎn)確定其在橋梁上所占車(chē)道的位置等。
一般來(lái)說(shuō)，重車(chē)的總重量及單軸重均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于汽—超20級(jí)重車(chē)的，可達(dá)100噸至140噸，并且車(chē)身較長(zhǎng)，車(chē)軸、車(chē)輪較多，對(duì)橋梁構(gòu)造物的影響不可低估。