基于中印規(guī)范的大件運(yùn)輸安全過橋?qū)嵗治?/h1>
2018-09-10 08:59:52嚴(yán)建瑋
城市道橋與防洪 2018年7期
嚴(yán)建瑋
（上海同豐工程咨詢有限公司，上海市 200444）
0 引言
隨著我國經(jīng)濟(jì)輸出能力的加強(qiáng)，在南亞地區(qū)基礎(chǔ)性投資建設(shè)日益增多，在建設(shè)的同時，配套的公路重型工業(yè)設(shè)備運(yùn)輸也越來越多。一般情況下重型設(shè)備在從制造地或港口碼頭運(yùn)輸至安裝現(xiàn)場的陸路運(yùn)輸過程中必不可少的會經(jīng)過一些沿線橋梁，由于配套大件運(yùn)輸車輛的尺寸、輪（軸）距及重量與橋梁設(shè)計規(guī)范中規(guī)定的一般車輛不同，所運(yùn)載的重型設(shè)備重量高達(dá)數(shù)百甚至數(shù)千噸，其對沿途經(jīng)過的橋梁產(chǎn)生的作用效應(yīng)往往超過橋梁設(shè)計荷載的作用效應(yīng)[1]，對于一些服役齡期較長的橋梁能否承受大件運(yùn)輸荷載的作用是在運(yùn)輸前必須考慮的問題，因此對大件運(yùn)輸車經(jīng)過的橋梁進(jìn)行檢測、檢算分析是確保設(shè)備運(yùn)輸安全過橋的必要手段。
1 大件運(yùn)輸橋梁承載能力判定方法
目前國內(nèi)提出的大件運(yùn)輸橋梁承載能力評定常用的方法主要有實(shí)際荷載判別法[2]、等代荷載判別法[3]及試驗(yàn)荷載法[4]。
實(shí)際荷載判別法的原理是計算出大件運(yùn)輸荷載在橋梁結(jié)構(gòu)中的內(nèi)力效應(yīng)和原設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)下結(jié)構(gòu)的設(shè)計承載能力，通過比較兩者的大小來判定能否過橋，其使用的條件包括：既有橋梁的分項檢算系數(shù)明確，包括承載能力檢算系數(shù)、惡化系數(shù)等；橋梁結(jié)構(gòu)的抗力計算參數(shù)明確，包括結(jié)構(gòu)配筋數(shù)量、地基土層參數(shù)等。故該方法需在上述條件滿足時才能采用，一旦沿線橋梁數(shù)量較多，且對于服役齡期較長、缺乏設(shè)計圖紙的橋梁來說，該方法較為煩瑣，但計算結(jié)果清晰、準(zhǔn)確。
等代荷載判別法的原理是在同一跨徑用同一種影響線分別計算大件運(yùn)輸荷載和橋梁設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)荷載在橋梁結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的作用效應(yīng)，并將兩者進(jìn)行比較判別，以確定運(yùn)輸荷載能否安全過橋[5]。其使用的條件包括：橋梁設(shè)計荷載必須明確；橋梁基本結(jié)構(gòu)參數(shù)明確，包括結(jié)構(gòu)主梁結(jié)構(gòu)尺寸、結(jié)合方式等。該方法可快速對橋梁能否通行進(jìn)行判定，有著效率高且較為準(zhǔn)確的特點(diǎn)。
試驗(yàn)荷載法是對橋梁進(jìn)行分級加載，直到加載與大件運(yùn)輸荷載對橋梁產(chǎn)生的荷載效應(yīng)相同。加載過程中仔細(xì)觀察橋梁應(yīng)變、撓度變化，當(dāng)測試值超過理論值或規(guī)范限值時應(yīng)停止加載。該方法能夠直觀確定橋梁實(shí)際承載力，但相對復(fù)雜、費(fèi)時且費(fèi)用較高。一般用于運(yùn)輸路線中典型橋梁和運(yùn)營時間長、存在病害較多而無法準(zhǔn)確確定承載力的橋梁。
以上三種方法的適用性需根據(jù)項目實(shí)際情況來確定，條件具備時可以優(yōu)先選擇。南亞部分國家橋梁設(shè)計采用的規(guī)范多源于印度IRC規(guī)范，在缺少設(shè)計圖紙的情況下，結(jié)構(gòu)抗力計算參數(shù)及檢算系數(shù)難以確定，即使確定也需耗費(fèi)大量的時間與物力，故在橋梁設(shè)計荷載明確的基礎(chǔ)上，可優(yōu)選等代荷載判別法對大件運(yùn)輸荷載過橋進(jìn)行判定。但考慮到印度IRC規(guī)范與我國規(guī)范荷載組合規(guī)定上存在差異，單用等代活荷載進(jìn)行判定是不夠的，因此本文基于兩國不同規(guī)范，提出了荷載組合對比法，即分別計算大件運(yùn)輸荷載和標(biāo)準(zhǔn)荷載在橋梁結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的荷載效應(yīng)組合值，將兩種極限組合內(nèi)力進(jìn)行對比判定。另外考慮到這些國家部分公路橋梁服役齡期較長，技術(shù)狀況劣化可能造成橋梁的實(shí)際承載力與設(shè)計結(jié)構(gòu)承載力存在差異，故在條件允許的情況下應(yīng)采用試驗(yàn)荷載法對荷載組合對比法進(jìn)行輔證。
2 工程實(shí)例背景
2.1 大件運(yùn)輸車輛規(guī)格與參數(shù)
本文基于孟加拉國國內(nèi)某燃?xì)饴?lián)合循環(huán)電站項目，該電站位于孟加拉國東北部，設(shè)備通過駁船運(yùn)輸至臨時碼頭，然后經(jīng)N2公路陸路運(yùn)輸至目的地。運(yùn)輸?shù)拇蠹O(shè)備中，最大機(jī)組重量為205 t，運(yùn)輸方式采用橋式運(yùn)輸車組（2縱列，前后各10軸液壓全掛車承載），單軸荷載16.2 t。運(yùn)輸車編組相關(guān)參數(shù)如圖1所示。
2.2 沿線橋梁結(jié)構(gòu)參數(shù)
該次陸路運(yùn)輸沿線橋梁共有26座，其中普通鋼筋混凝土（RC）梁橋10座，預(yù)應(yīng)力混凝土（PC）梁橋16座，結(jié)構(gòu)形式主要以簡支T梁和工字梁為主。本文主要針對建造年代不明，且無相關(guān)設(shè)計圖紙的PC橋梁進(jìn)行研究。這批PC梁橋均按雙車道設(shè)計，主梁均由5榀工字梁組成，尺寸不等。以運(yùn)輸樁號K14+400梁橋?yàn)槔?，該橋?yàn)?跨PC簡支梁，總長172 m，跨徑組合31.0 m+41.0 m+41.0 m+31.0 m，梁高均為2.25 m，底寬均為0.75 m，梁間距均為1.19 m，橋面板厚均為0.2 m，橋?qū)挋M向布置為 0.25 m（欄桿）+1.25 m（人行道）+7.5 m（車行道）+1.25 m（人行道）+0.25 m（欄桿），橋面鋪裝采用6~10 cm厚瀝青混凝土。橋梁結(jié)構(gòu)示意如圖2所示。
圖2 典型橋梁結(jié)構(gòu)示意圖（單位：mm）
2.3 沿線橋梁設(shè)計荷載等級
印度IRC規(guī)范規(guī)定的汽車活載分為Class-AA、Class-A和Class-B三個等級[6]，根據(jù)當(dāng)?shù)毓饭芾聿块T提供該批橋梁設(shè)計荷載等級為Class-A級荷載。
3 實(shí)例橋梁承載能力判定
3.1 荷載橫向分布系數(shù)
3.1.1 大件運(yùn)輸荷載橫向分布
圖1 運(yùn)輸車編組示意圖(單位：mm)
根據(jù)我國相關(guān)規(guī)范[7]規(guī)定，大件車輛過橋時均嚴(yán)格要求沿橋面中心線行駛，且行車速度一般不能超過5 km/h，行駛過程中不允許有加速或者制動，大件車輛通行過程中其他車輛不得上橋。經(jīng)現(xiàn)場檢測可知，典型PC工字梁橋（K14+400）技術(shù)狀況良好，擬定該次運(yùn)輸車過橋時沿該橋橋面中心線行駛。在此狀態(tài)下，典型橋梁各跨中梁在跨中處的橫向分布系數(shù)最大，結(jié)構(gòu)承受的荷載最為不利。采用剛性橫梁法和杠桿法計算工字梁跨中截面和支點(diǎn)截面的理論橫向分布系數(shù)[8-9]，需要注意的是，具有較多不確定參數(shù)的橋梁，僅僅依據(jù)理論算法確定橫向分布系數(shù)是不夠的，在條件許可的情況下需通過實(shí)測橫向分布系數(shù)測定來對理論值進(jìn)行檢驗(yàn)，并對橋梁實(shí)際的橫向整體性進(jìn)行判定。該次為測試實(shí)測橫向分布系數(shù)，將大件運(yùn)輸車輛橫向2縱列輪位加載位置進(jìn)行簡化，并通過社會車輛等效加載模擬（見圖3），以近似測定大件運(yùn)輸車荷載作用下沿橫向?qū)Ω髦髁翰煌峙涞谋壤禂?shù)。
圖3 橫向分布測試等效輪位簡化圖（單位：mm）
3.1.2 設(shè)計荷載橫向分布
印度IRC：6—2000規(guī)范中第207.1.3條規(guī)定，5.3~9.6m總車道寬度的橋梁設(shè)計車道數(shù)按兩車道計算，縱向效應(yīng)不予折減。按照最不利工況加載，該橋兩車道汽車荷載偏載橫向布置如圖4所示。
圖4 IRC：6—2000規(guī)范中兩車道汽車荷載偏載橫向布置圖（單位：mm）
表1 跨中橫向分布系數(shù)
理論及實(shí)測主梁跨中橫向分布系數(shù)計算結(jié)果見表1。
由表1可知，通過等效模擬大件運(yùn)輸荷載橫向加載，邊跨中梁實(shí)測橫向分布系數(shù)較理論值大14.0%，中跨中梁實(shí)測橫向分布系數(shù)較理論值大7.0%，考慮到實(shí)測中載橫向分布系數(shù)較理論值大，應(yīng)依據(jù)實(shí)測橫向分布對荷載組合值進(jìn)行修正檢算。
3.2 荷載組合對比法
3.2.1 大件運(yùn)輸荷載效應(yīng)組合
大件運(yùn)輸荷載參照我國規(guī)范[10]中的掛車組合進(jìn)行計算，即S=1.2SG+1.1SQ（SG為永久荷載中結(jié)構(gòu)重力產(chǎn)生的效應(yīng)；SQ為基本可變荷載中平板掛車或履帶車產(chǎn)生的效應(yīng)）。該次大件運(yùn)輸荷載效應(yīng)組合算式為S大件=1.2×一期恒載+1.2×二期恒載+1.1×大件運(yùn)輸荷載。
3.2.2 設(shè)計荷載效應(yīng)組合
根據(jù) IRC：6—2000中第 207.1.3條規(guī)定，Class-A活載縱向分布簡圖如圖5所示。同時參照印度混凝土橋梁設(shè)計規(guī)范 IRC：18—2000[11]中第11.7條規(guī)定，設(shè)計荷載效應(yīng)組合按S設(shè)計=1.25×一期恒載+2.0×二期恒載＋2.5×活載（Class-A＋人群荷載）計算，其中根據(jù)IRC：6—2000規(guī)范中第211.2條規(guī)定，當(dāng)計算跨徑3 m≤L≤45 m時，汽車活載計入的沖擊系數(shù)按式（1）進(jìn)行計算：
式中：μ為沖擊系數(shù)；L為橋梁計算跨徑。
3.2.3 判定方法
荷載組合對比法作為一種承載能力極限狀態(tài)判定方法，無須確定橋梁承載能力極限狀態(tài)下的抗力效應(yīng)，僅需將大件運(yùn)輸荷載效應(yīng)組合和設(shè)計荷載效應(yīng)組合進(jìn)行比較，即可初步判斷橋梁能否滿足大件運(yùn)輸安全通行要求。其判定準(zhǔn)則為：
圖5 IRC中Class-A活載縱向分布簡圖
（1）當(dāng)S大件/S設(shè)計≤1，橋梁具備通過大件運(yùn)輸荷載的能力。
（2）當(dāng)S大件/S設(shè)計＞1，橋梁不具備通過大件運(yùn)輸荷載的能力，需減小軸重或?qū)蛄翰扇〖庸檀胧?，建議加固后采用實(shí)際荷載判別法或試驗(yàn)荷載法進(jìn)行二次判定。
3.3 承載能力極限狀態(tài)荷載效應(yīng)比較判定
表2和表3分別給出了承載能力極限狀態(tài)下，大件運(yùn)輸荷載和設(shè)計荷載對于橋梁跨中截面的彎矩組合值、支點(diǎn)截面的剪力組合值以及相應(yīng)判定結(jié)果。
表2 大件運(yùn)輸荷載、設(shè)計荷載彎矩組合值及判定結(jié)果
表3 大件運(yùn)輸荷載、設(shè)計荷載剪力組合值及判定結(jié)果
由表2和表3可以看出，按實(shí)測橫向分布計算，橋跨主梁控制斷面在大件運(yùn)輸荷載作用下產(chǎn)生的荷載效應(yīng)組合值均明顯小于Class-A設(shè)計荷載產(chǎn)生的荷載效應(yīng)組合值，S大件/S設(shè)計＜1，表明橋梁上部結(jié)構(gòu)承載能力滿足該次大件運(yùn)輸安全通行要求。
3.4 正常使用極限狀態(tài)判定
預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)安全通過控制應(yīng)力狀態(tài)和極限承載能力來保證[12]。考慮到該次運(yùn)輸路線上PC梁橋缺少設(shè)計圖紙，無法對正常使用極限狀態(tài)下的應(yīng)力、剛度進(jìn)行判定，故在使用荷載組合對比法的同時，對選取的典型橋梁輔以試驗(yàn)荷載法進(jìn)行判定。受文章篇幅所限，文中對荷載實(shí)驗(yàn)法判定過程不再詳述。試驗(yàn)主要結(jié)果見表4。
由表4可以看出，各工況下典型橋梁試驗(yàn)跨應(yīng)變及撓度實(shí)測值均小于理論計算值，應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)在0.30~0.81，撓度校驗(yàn)系數(shù)在0.71~0.95，均小于1.0，滿足我國規(guī)范要求[13]，亦滿足該次大件運(yùn)輸荷載的正常使用要求。
4 結(jié)語
（1）大件運(yùn)輸過橋承載能力判定方法的選擇上應(yīng)綜合考慮多種因素，本文在現(xiàn)有的評定方法基礎(chǔ)上提出了荷載組合對比法，該方法作為等代荷載判別法的一種衍生，適用于與我國現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范存在明顯差異的國外橋梁的承載能力判定，是一種省時、有效的方法。
（2）橫向分布系數(shù)是決定橋梁上部結(jié)構(gòu)主梁在荷載作用下內(nèi)力大小的重要因素，本文提出采用等效模擬大件運(yùn)輸荷載輪位方法獲得橋梁實(shí)際橫向分布系數(shù)，該方法可判定橋梁實(shí)際橫向聯(lián)系狀況，亦可對理論橫向分布進(jìn)行驗(yàn)證。
（3）對于一些服役齡期較長、技術(shù)狀況劣化明顯的橋梁，僅采用荷載組合對比法判定是不夠的，在條件允許的情況下應(yīng)采用試驗(yàn)荷載法進(jìn)行輔證。
表4 橋跨試驗(yàn)梁實(shí)測值、理論值及校驗(yàn)系數(shù)
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隨著我國經(jīng)濟(jì)輸出能力的加強(qiáng)，在南亞地區(qū)基礎(chǔ)性投資建設(shè)日益增多，在建設(shè)的同時，配套的公路重型工業(yè)設(shè)備運(yùn)輸也越來越多。一般情況下重型設(shè)備在從制造地或港口碼頭運(yùn)輸至安裝現(xiàn)場的陸路運(yùn)輸過程中必不可少的會經(jīng)過一些沿線橋梁，由于配套大件運(yùn)輸車輛的尺寸、輪（軸）距及重量與橋梁設(shè)計規(guī)范中規(guī)定的一般車輛不同，所運(yùn)載的重型設(shè)備重量高達(dá)數(shù)百甚至數(shù)千噸，其對沿途經(jīng)過的橋梁產(chǎn)生的作用效應(yīng)往往超過橋梁設(shè)計荷載的作用效應(yīng)[1]，對于一些服役齡期較長的橋梁能否承受大件運(yùn)輸荷載的作用是在運(yùn)輸前必須考慮的問題，因此對大件運(yùn)輸車經(jīng)過的橋梁進(jìn)行檢測、檢算分析是確保設(shè)備運(yùn)輸安全過橋的必要手段。
1 大件運(yùn)輸橋梁承載能力判定方法
目前國內(nèi)提出的大件運(yùn)輸橋梁承載能力評定常用的方法主要有實(shí)際荷載判別法[2]、等代荷載判別法[3]及試驗(yàn)荷載法[4]。
實(shí)際荷載判別法的原理是計算出大件運(yùn)輸荷載在橋梁結(jié)構(gòu)中的內(nèi)力效應(yīng)和原設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)下結(jié)構(gòu)的設(shè)計承載能力，通過比較兩者的大小來判定能否過橋，其使用的條件包括：既有橋梁的分項檢算系數(shù)明確，包括承載能力檢算系數(shù)、惡化系數(shù)等；橋梁結(jié)構(gòu)的抗力計算參數(shù)明確，包括結(jié)構(gòu)配筋數(shù)量、地基土層參數(shù)等。故該方法需在上述條件滿足時才能采用，一旦沿線橋梁數(shù)量較多，且對于服役齡期較長、缺乏設(shè)計圖紙的橋梁來說，該方法較為煩瑣，但計算結(jié)果清晰、準(zhǔn)確。
等代荷載判別法的原理是在同一跨徑用同一種影響線分別計算大件運(yùn)輸荷載和橋梁設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)荷載在橋梁結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的作用效應(yīng)，并將兩者進(jìn)行比較判別，以確定運(yùn)輸荷載能否安全過橋[5]。其使用的條件包括：橋梁設(shè)計荷載必須明確；橋梁基本結(jié)構(gòu)參數(shù)明確，包括結(jié)構(gòu)主梁結(jié)構(gòu)尺寸、結(jié)合方式等。該方法可快速對橋梁能否通行進(jìn)行判定，有著效率高且較為準(zhǔn)確的特點(diǎn)。
試驗(yàn)荷載法是對橋梁進(jìn)行分級加載，直到加載與大件運(yùn)輸荷載對橋梁產(chǎn)生的荷載效應(yīng)相同。加載過程中仔細(xì)觀察橋梁應(yīng)變、撓度變化，當(dāng)測試值超過理論值或規(guī)范限值時應(yīng)停止加載。該方法能夠直觀確定橋梁實(shí)際承載力，但相對復(fù)雜、費(fèi)時且費(fèi)用較高。一般用于運(yùn)輸路線中典型橋梁和運(yùn)營時間長、存在病害較多而無法準(zhǔn)確確定承載力的橋梁。
以上三種方法的適用性需根據(jù)項目實(shí)際情況來確定，條件具備時可以優(yōu)先選擇。南亞部分國家橋梁設(shè)計采用的規(guī)范多源于印度IRC規(guī)范，在缺少設(shè)計圖紙的情況下，結(jié)構(gòu)抗力計算參數(shù)及檢算系數(shù)難以確定，即使確定也需耗費(fèi)大量的時間與物力，故在橋梁設(shè)計荷載明確的基礎(chǔ)上，可優(yōu)選等代荷載判別法對大件運(yùn)輸荷載過橋進(jìn)行判定。但考慮到印度IRC規(guī)范與我國規(guī)范荷載組合規(guī)定上存在差異，單用等代活荷載進(jìn)行判定是不夠的，因此本文基于兩國不同規(guī)范，提出了荷載組合對比法，即分別計算大件運(yùn)輸荷載和標(biāo)準(zhǔn)荷載在橋梁結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的荷載效應(yīng)組合值，將兩種極限組合內(nèi)力進(jìn)行對比判定。另外考慮到這些國家部分公路橋梁服役齡期較長，技術(shù)狀況劣化可能造成橋梁的實(shí)際承載力與設(shè)計結(jié)構(gòu)承載力存在差異，故在條件允許的情況下應(yīng)采用試驗(yàn)荷載法對荷載組合對比法進(jìn)行輔證。
2 工程實(shí)例背景
2.1 大件運(yùn)輸車輛規(guī)格與參數(shù)
本文基于孟加拉國國內(nèi)某燃?xì)饴?lián)合循環(huán)電站項目，該電站位于孟加拉國東北部，設(shè)備通過駁船運(yùn)輸至臨時碼頭，然后經(jīng)N2公路陸路運(yùn)輸至目的地。運(yùn)輸?shù)拇蠹O(shè)備中，最大機(jī)組重量為205 t，運(yùn)輸方式采用橋式運(yùn)輸車組（2縱列，前后各10軸液壓全掛車承載），單軸荷載16.2 t。運(yùn)輸車編組相關(guān)參數(shù)如圖1所示。
2.2 沿線橋梁結(jié)構(gòu)參數(shù)
該次陸路運(yùn)輸沿線橋梁共有26座，其中普通鋼筋混凝土（RC）梁橋10座，預(yù)應(yīng)力混凝土（PC）梁橋16座，結(jié)構(gòu)形式主要以簡支T梁和工字梁為主。本文主要針對建造年代不明，且無相關(guān)設(shè)計圖紙的PC橋梁進(jìn)行研究。這批PC梁橋均按雙車道設(shè)計，主梁均由5榀工字梁組成，尺寸不等。以運(yùn)輸樁號K14+400梁橋?yàn)槔?，該橋?yàn)?跨PC簡支梁，總長172 m，跨徑組合31.0 m+41.0 m+41.0 m+31.0 m，梁高均為2.25 m，底寬均為0.75 m，梁間距均為1.19 m，橋面板厚均為0.2 m，橋?qū)挋M向布置為 0.25 m（欄桿）+1.25 m（人行道）+7.5 m（車行道）+1.25 m（人行道）+0.25 m（欄桿），橋面鋪裝采用6~10 cm厚瀝青混凝土。橋梁結(jié)構(gòu)示意如圖2所示。
圖2 典型橋梁結(jié)構(gòu)示意圖（單位：mm）
2.3 沿線橋梁設(shè)計荷載等級
印度IRC規(guī)范規(guī)定的汽車活載分為Class-AA、Class-A和Class-B三個等級[6]，根據(jù)當(dāng)?shù)毓饭芾聿块T提供該批橋梁設(shè)計荷載等級為Class-A級荷載。
3 實(shí)例橋梁承載能力判定
3.1 荷載橫向分布系數(shù)
3.1.1 大件運(yùn)輸荷載橫向分布
圖1 運(yùn)輸車編組示意圖(單位：mm)
根據(jù)我國相關(guān)規(guī)范[7]規(guī)定，大件車輛過橋時均嚴(yán)格要求沿橋面中心線行駛，且行車速度一般不能超過5 km/h，行駛過程中不允許有加速或者制動，大件車輛通行過程中其他車輛不得上橋。經(jīng)現(xiàn)場檢測可知，典型PC工字梁橋（K14+400）技術(shù)狀況良好，擬定該次運(yùn)輸車過橋時沿該橋橋面中心線行駛。在此狀態(tài)下，典型橋梁各跨中梁在跨中處的橫向分布系數(shù)最大，結(jié)構(gòu)承受的荷載最為不利。采用剛性橫梁法和杠桿法計算工字梁跨中截面和支點(diǎn)截面的理論橫向分布系數(shù)[8-9]，需要注意的是，具有較多不確定參數(shù)的橋梁，僅僅依據(jù)理論算法確定橫向分布系數(shù)是不夠的，在條件許可的情況下需通過實(shí)測橫向分布系數(shù)測定來對理論值進(jìn)行檢驗(yàn)，并對橋梁實(shí)際的橫向整體性進(jìn)行判定。該次為測試實(shí)測橫向分布系數(shù)，將大件運(yùn)輸車輛橫向2縱列輪位加載位置進(jìn)行簡化，并通過社會車輛等效加載模擬（見圖3），以近似測定大件運(yùn)輸車荷載作用下沿橫向?qū)Ω髦髁翰煌峙涞谋壤禂?shù)。
圖3 橫向分布測試等效輪位簡化圖（單位：mm）
3.1.2 設(shè)計荷載橫向分布
印度IRC：6—2000規(guī)范中第207.1.3條規(guī)定，5.3~9.6m總車道寬度的橋梁設(shè)計車道數(shù)按兩車道計算，縱向效應(yīng)不予折減。按照最不利工況加載，該橋兩車道汽車荷載偏載橫向布置如圖4所示。
圖4 IRC：6—2000規(guī)范中兩車道汽車荷載偏載橫向布置圖（單位：mm）
表1 跨中橫向分布系數(shù)
理論及實(shí)測主梁跨中橫向分布系數(shù)計算結(jié)果見表1。
由表1可知，通過等效模擬大件運(yùn)輸荷載橫向加載，邊跨中梁實(shí)測橫向分布系數(shù)較理論值大14.0%，中跨中梁實(shí)測橫向分布系數(shù)較理論值大7.0%，考慮到實(shí)測中載橫向分布系數(shù)較理論值大，應(yīng)依據(jù)實(shí)測橫向分布對荷載組合值進(jìn)行修正檢算。
3.2 荷載組合對比法
3.2.1 大件運(yùn)輸荷載效應(yīng)組合
大件運(yùn)輸荷載參照我國規(guī)范[10]中的掛車組合進(jìn)行計算，即S=1.2SG+1.1SQ（SG為永久荷載中結(jié)構(gòu)重力產(chǎn)生的效應(yīng)；SQ為基本可變荷載中平板掛車或履帶車產(chǎn)生的效應(yīng)）。該次大件運(yùn)輸荷載效應(yīng)組合算式為S大件=1.2×一期恒載+1.2×二期恒載+1.1×大件運(yùn)輸荷載。
3.2.2 設(shè)計荷載效應(yīng)組合
根據(jù) IRC：6—2000中第 207.1.3條規(guī)定，Class-A活載縱向分布簡圖如圖5所示。同時參照印度混凝土橋梁設(shè)計規(guī)范 IRC：18—2000[11]中第11.7條規(guī)定，設(shè)計荷載效應(yīng)組合按S設(shè)計=1.25×一期恒載+2.0×二期恒載＋2.5×活載（Class-A＋人群荷載）計算，其中根據(jù)IRC：6—2000規(guī)范中第211.2條規(guī)定，當(dāng)計算跨徑3 m≤L≤45 m時，汽車活載計入的沖擊系數(shù)按式（1）進(jìn)行計算：
式中：μ為沖擊系數(shù)；L為橋梁計算跨徑。
3.2.3 判定方法
荷載組合對比法作為一種承載能力極限狀態(tài)判定方法，無須確定橋梁承載能力極限狀態(tài)下的抗力效應(yīng)，僅需將大件運(yùn)輸荷載效應(yīng)組合和設(shè)計荷載效應(yīng)組合進(jìn)行比較，即可初步判斷橋梁能否滿足大件運(yùn)輸安全通行要求。其判定準(zhǔn)則為：
圖5 IRC中Class-A活載縱向分布簡圖
（1）當(dāng)S大件/S設(shè)計≤1，橋梁具備通過大件運(yùn)輸荷載的能力。
（2）當(dāng)S大件/S設(shè)計＞1，橋梁不具備通過大件運(yùn)輸荷載的能力，需減小軸重或?qū)蛄翰扇〖庸檀胧?，建議加固后采用實(shí)際荷載判別法或試驗(yàn)荷載法進(jìn)行二次判定。
3.3 承載能力極限狀態(tài)荷載效應(yīng)比較判定
表2和表3分別給出了承載能力極限狀態(tài)下，大件運(yùn)輸荷載和設(shè)計荷載對于橋梁跨中截面的彎矩組合值、支點(diǎn)截面的剪力組合值以及相應(yīng)判定結(jié)果。
表2 大件運(yùn)輸荷載、設(shè)計荷載彎矩組合值及判定結(jié)果
表3 大件運(yùn)輸荷載、設(shè)計荷載剪力組合值及判定結(jié)果
由表2和表3可以看出，按實(shí)測橫向分布計算，橋跨主梁控制斷面在大件運(yùn)輸荷載作用下產(chǎn)生的荷載效應(yīng)組合值均明顯小于Class-A設(shè)計荷載產(chǎn)生的荷載效應(yīng)組合值，S大件/S設(shè)計＜1，表明橋梁上部結(jié)構(gòu)承載能力滿足該次大件運(yùn)輸安全通行要求。
3.4 正常使用極限狀態(tài)判定
預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)安全通過控制應(yīng)力狀態(tài)和極限承載能力來保證[12]。考慮到該次運(yùn)輸路線上PC梁橋缺少設(shè)計圖紙，無法對正常使用極限狀態(tài)下的應(yīng)力、剛度進(jìn)行判定，故在使用荷載組合對比法的同時，對選取的典型橋梁輔以試驗(yàn)荷載法進(jìn)行判定。受文章篇幅所限，文中對荷載實(shí)驗(yàn)法判定過程不再詳述。試驗(yàn)主要結(jié)果見表4。
由表4可以看出，各工況下典型橋梁試驗(yàn)跨應(yīng)變及撓度實(shí)測值均小于理論計算值，應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)在0.30~0.81，撓度校驗(yàn)系數(shù)在0.71~0.95，均小于1.0，滿足我國規(guī)范要求[13]，亦滿足該次大件運(yùn)輸荷載的正常使用要求。
4 結(jié)語
（1）大件運(yùn)輸過橋承載能力判定方法的選擇上應(yīng)綜合考慮多種因素，本文在現(xiàn)有的評定方法基礎(chǔ)上提出了荷載組合對比法，該方法作為等代荷載判別法的一種衍生，適用于與我國現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范存在明顯差異的國外橋梁的承載能力判定，是一種省時、有效的方法。
（2）橫向分布系數(shù)是決定橋梁上部結(jié)構(gòu)主梁在荷載作用下內(nèi)力大小的重要因素，本文提出采用等效模擬大件運(yùn)輸荷載輪位方法獲得橋梁實(shí)際橫向分布系數(shù)，該方法可判定橋梁實(shí)際橫向聯(lián)系狀況，亦可對理論橫向分布進(jìn)行驗(yàn)證。
（3）對于一些服役齡期較長、技術(shù)狀況劣化明顯的橋梁，僅采用荷載組合對比法判定是不夠的，在條件允許的情況下應(yīng)采用試驗(yàn)荷載法進(jìn)行輔證。
表4 橋跨試驗(yàn)梁實(shí)測值、理論值及校驗(yàn)系數(shù)
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