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标题: 桥梁超载 [打印本页]
作者: Nino 时间: 2021-12-29 16:54
标题: 桥梁超载
超载就是一辆车总重超过55吨?
近十几年来,公路桥梁倾覆事故屡屡发生(图1、图2),除造成人员伤亡、经济损失外,所产生的巨大社会影响也不容忽视。而从各种媒体报导中看到,这些倾覆事故每每都会跟汽车超载密切相关。在前不久发生的湖北鄂东花湖互通D匝道桥倾覆事故中(图3),通行的车辆最重达198吨。
于是,超载这个词变成了各种媒介的高频词汇。那么,到底什么叫超载呢?近日武汉理工大学的胡老师打电话跟我讨论这个事,我们都认为有必要对此作一些说明。
本文只简单说一下超载的涵义问题,而对桥梁倾覆的机理等,本人在“李乔说桥-25:梁桥倾覆机理与受力特征”一文中已有论述,此处不再讨论。
图1 2012年哈尔滨三环路群力高架桥坍塌
图2 2019年江苏无锡高架侧翻事故
图3 2021年湖北鄂东花湖立桥匝道桥倾覆事故
对于非桥梁专业的人来说,通常认为单车重量超过某个特定的数值就是超载,比如,对于一般的高速公路和一级公路,单车重量超过55吨就认为是超载了,其实这是不严谨或不正确的说法。
搞过桥梁设计的人都知道,桥梁设计荷载有着特殊的规定,按照现行公路桥涵设计通用规范 JTG D60-2015,汽车荷载分为车道荷载与车辆荷载,图4所示为其公路-I级荷载图示;而按照旧的设计规范(JTJ 021-89),则分为设计荷载与验算荷载,图5所示为其汽-超20级(设计荷载)和挂车-120级(验算荷载)的图示。车道荷载或设计荷载用来计算结构整体效应,包括倾覆效应,可在全桥车道范围内根据影响面进行布置;而车辆荷载或验算荷载用来计算局部构件,如桥面板、横梁、加劲肋或很小跨度主梁等的强度,其中车辆荷载沿纵向只能布置一辆,沿横向可布置多辆,验算荷载全桥纵横向都只能布置一辆。
由此可见,55吨车辆只是现行规范荷载中的一辆车辆荷载重量,或者是旧规范一列设计荷载中的重车重量。单纯以一辆车超过55吨重作为超载标准是不正确的,旧规范的验算荷载挂-120重量就有120吨,远超过55吨,但并非超载,而且旧规范荷载标准也并不比现行规范高。从轴重角度考虑,现行规范车道荷载中的集中力Pk(轴重)最大可达36吨,也远超55吨车辆的单个轴重。若按照城市桥梁设计荷载标准,还有最高达420吨重的特种荷载标准。
说到这里,有人会问,那是不是超过420吨才算超载?当然也不是!我要说的是,判断是否超载不能只看车的重量,还有其他条件。
(b) 公路-I级,车辆荷载
图4 现行公路桥规(2015)荷载图示(单位:kN; m)
(a) 汽车-超20
b) 挂车-120
图5 旧公路桥规(1989)荷载图示(单位:kN; m)
从结构和管理两个方面看超载
设计规范规定的荷载只是荷载的一种统计代表模式,实际通行的车辆荷载与此并不相同,但从结构计算角度,只要实际通行的车辆满足一定条件,由此引起的结构效应就不会超出设计允许的能力范围,就不是超载,否则就是超载了。核心标准:荷载引起的结构效应。
而从管理角度又如何判断是否超载呢?总不能让管理者(如交管部门、公路管理部门等)每天都去进行结构计算吧。所以从管理角度,是每座桥建成投入运营时,由专业人员根据计算结果,给出最小允许的车辆重量和轴重数值,同时还要给出当实际车辆超出这些条件时,应该另外满什么要求才能通过,如桥上允许的车辆数目、间距、行驶速度、行走轨迹、桥梁是否需要临时加固等等。也就是说,虽然重量超出正常值,但经过审核并满足前述通行要求而通过的车辆都不能算超载。只有不按要求随便乱走的超常规重量的车辆才算超载。
我国对超正常重量的大件运输都有相关标准,实践中按照这些标准运输过很多几百吨的大型重物,并没有发生垮桥或者倾覆事故。
总结
(1)判断是否超载并非只看重量,还有其他条件;
(2)桥梁并非只能通过55吨重以下的车辆,只要经过审批并满足各种特殊要求,几百吨重的车辆也可以通过。
作者简介:李乔,西南交通大学教授,博士生导师,在中国公路学会桥梁分会等学术组织任常务理事或理事,在多个重要学术期刊任编委会委员。曾任国务院学科评议组成员、全国土木工程专业评估委员会委员、国家科学技术奖会评专家等。研究兴趣为桥梁结构力学行为、大跨斜拉桥结构理论及施工控制方法等。主要理论成果:提出结构的过程-状态相关性原理及曲线箱梁空间分析理论等。主要技术成果:研发桥梁结构分析系统BSAS、桥梁非线性分析系统NLABS及曲线桥分析系统ASCB等软件系统,长期在多家设计院使用。
(文章源自西安交大桥梁,作者:李乔,上传并发布,此文系转载,仅用来学习及交流,版权归属原作者及原刊载媒体所有,侵权删)
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