□文/杜建濤 劉 野

汽車(chē)荷載包括汽車(chē)產(chǎn)生的沖擊力、離心力、制動(dòng)力等作用，其作為公路橋梁的可變作用，在橋梁設(shè)計(jì)中占有重要地位[1]?，F(xiàn)行橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范中汽車(chē)荷載規(guī)定雖然是在大量統(tǒng)計(jì)結(jié)果和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上得到的，但是汽車(chē)荷載是變異性很大的隨機(jī)變量，若橋梁處于重載交通環(huán)境下，規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的適宜性會(huì)突顯不足，故需要結(jié)合實(shí)際交通狀況進(jìn)行調(diào)查分析，對(duì)橋梁的實(shí)際汽車(chē)荷載模型進(jìn)行修正，使其更真實(shí)地反映橋梁運(yùn)營(yíng)狀況，準(zhǔn)確評(píng)定橋梁承載能力[2]。

1 實(shí)際交通量調(diào)查[3～4]

通過(guò)在高速公路收費(fèi)站的計(jì)重收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)采集裝置，按車(chē)型、軸型對(duì)通過(guò)車(chē)輛進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，將車(chē)輛進(jìn)行分類(lèi)：1單軸單胎、2單軸雙胎、3雙聯(lián)軸單胎、4雙聯(lián)軸單胎、4雙聯(lián)軸雙胎、5雙聯(lián)軸雙胎、6三聯(lián)軸單胎、7三聯(lián)軸雙胎。

車(chē)型按照其軸載組成進(jìn)行定義，將車(chē)輛所有的軸型從車(chē)頭到車(chē)尾順序排列。例如12型客車(chē)指由一個(gè)前軸（1型軸）和一個(gè)2型軸組成的車(chē)；125型車(chē)指由一個(gè)前軸（1型軸）、一個(gè)2型軸和一個(gè)5型軸組成的車(chē)。

對(duì)收費(fèi)站6月的交通數(shù)據(jù)作為樣本進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

1.1 客貨車(chē)

客貨車(chē)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1和表2。

從表1和表2可以看出，該高速公路是一條以貨車(chē)為主的公路，貨車(chē)數(shù)量是客車(chē)數(shù)量的2～5倍。

1.2 車(chē)型

對(duì)出入口收費(fèi)站通行車(chē)輛的車(chē)型統(tǒng)計(jì)，見(jiàn)圖1和圖2。

由圖1和圖2可以看出，目前該高速公路通行的主要車(chē)型為 157、1127、11、12、115、127、112、15。

表1 出站口客貨車(chē)數(shù)量（月平均值）

表2 入站口客、貨車(chē)數(shù)量（月平均值）

圖1 出站口車(chē)型統(tǒng)計(jì)（月平均值）

圖2 入站口車(chē)型統(tǒng)計(jì)（月平均值）

1.3 車(chē)重

將過(guò)往高速公路上下行車(chē)輛按5檔進(jìn)行劃分并統(tǒng)計(jì)數(shù)量。見(jiàn)表3和表4。

2 數(shù)據(jù)分析[5～6]

基于統(tǒng)計(jì)結(jié)果，6軸車(chē)占車(chē)輛總數(shù)的40.5%，其中出站口157和1127車(chē)型占60 t以上檔次中的比例分別為0.658和0.284，入站口車(chē)輛157和1127車(chē)型占60 t以上檔次中的比例分別為0.619和0.322。157車(chē)型與1127車(chē)型均為6軸車(chē)型，兩種車(chē)型比例和＞0.94，故選取6軸車(chē)的樣本進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，樣本總數(shù)為1 026。

表3 出站口車(chē)質(zhì)量檔次劃分及統(tǒng)計(jì)（月平均值）

表4 入站口車(chē)質(zhì)量檔次劃分及統(tǒng)計(jì)（月平均值）

假設(shè)車(chē)質(zhì)量服從正態(tài)分布

式中：xi為樣本值；為樣本均值，n 為樣本總數(shù)。將車(chē)質(zhì)量以為中心，以6 t為間隔在 [60,112]劃分9個(gè)區(qū)間（ai，ai+1]，每個(gè)區(qū)間在正態(tài)分布下的概率

經(jīng)過(guò)計(jì)算分析，將6軸車(chē)總重的a=0.05上側(cè)分位數(shù)的值取整后為807.5 kN，是汽車(chē)-超20級(jí)重車(chē)荷載550 kN的1.5倍。

3 車(chē)輛模型的建立

由于157車(chē)型比1127車(chē)型更普遍，故選取157車(chē)型的縱向軸間距及其橫向間距作為車(chē)輛荷載模型的軸間距及橫向間距，由各軸重與總重的比例關(guān)系確定出各軸重的數(shù)值，建立的實(shí)際車(chē)輛荷載模型縱向布置，見(jiàn)圖3。實(shí)際車(chē)輛荷載的橫向布置依據(jù)規(guī)范中汽車(chē)超-20荷載的橫向布置相同，見(jiàn)圖4。

圖3 車(chē)輛荷載的縱向布置

圖4 車(chē)輛荷載的橫向布置

4 結(jié)語(yǔ)

本文研究的路段橋梁設(shè)計(jì)荷載為汽車(chē)超-20級(jí)，根據(jù)本文分析結(jié)果，對(duì)原設(shè)計(jì)荷載中重車(chē)進(jìn)行修正，調(diào)整后重車(chē)總重為原設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定總重的1.5倍。通過(guò)對(duì)荷載的修正，可以更準(zhǔn)確的確定橋梁車(chē)輛荷載效應(yīng)，對(duì)評(píng)估橋梁安全儲(chǔ)備，進(jìn)而指導(dǎo)養(yǎng)護(hù)提供更加合理的依據(jù)，為其他高速橋梁能夠更好的安全運(yùn)營(yíng)提供借鑒的意義。