特载车辆过桥结构验算分析

摘要 随着交通运输和公路建设事业的不断发展，大吨位的特载车辆越来越多，桥梁设计人员难免会碰到特载车辆过桥验算和桥梁加固的问题，本人有幸主持了四川某大桥的特载车辆过桥验算，在此，对一些问题进行了仔细的研究和深入的思考，总结了一些经验，供大家参考。

关键词 特载车 桥梁 验算

Abstract: with the transportation and highway construction career development, large volume of featured in vehicles is more and more, the bridge designers will inevitably encounter featured in vehicle bridge checking and bridge reinforcement problem, I was fortunate to preside over a bridge in sichuan province of featured in vehicle bridge checking, here, on some problems in the research and further careful thinking, summarizes some experience for reference.

Keywords: featured in car Bridges are checked

中图分类号：P426.1+1 文献标识码：A 文章编号：

本桥为多孔预应力简支空心板梁桥，跨径为20m，桥面全宽为24m，由16片钢筋混凝土空心板梁组成，空心板梁截面高900mm，梁底宽1440mm，桥面布置为：4.5m（人行道）+15m（车行道）+4.5m（人行道）,桥面铺装层为10cm厚钢筋混凝土，桥台为重力式桥台。

该桥设计荷载等级为汽超-20级，由于运营需要，需过337吨特种车辆（车辆全长30米，最大轴重为22.85吨，轴距为1.55米），本单位对该桥进行了检测和验算，验算结果表明，该桥无需加固，337吨特种车辆可安全通过该桥。

专家论证会讨论的焦点问题是：该特载车产生的线荷载约11吨每延米，单列汽超-20产生的线荷载为1.1吨每延米，相差10倍之多，特载车过桥应该存在问题。

该桥采用Midas计算软件建立平面杆系模型进行计算分析，通过铰接板梁法计算主梁的横向分布系数。

以下是主梁跨中截面承载力验算结果：

仔细分析计算结果可以发现：

1，汽超-20单列车作用在全桥的荷载效应为348/0.223=1561kN.m，特载车作用在全桥上的荷载效应为742/0.108=6870kN.m,后者比前者仅大4.4倍，原因是特载车在该桥上的荷载分布相当于均布力，而汽超-20主要为集中力产生的荷载效应。

2，该桥为4车道，4列汽超-20产生的线荷载为3吨每延米（折减后），特载车产生的单位线荷载比其大11/3=3.67倍左右。

3，汽超-20荷载组合效应时要考虑冲击系数1.2，分项系数1.4，还要加人群荷载。

4，特载车不考虑冲击系数，分项系数取1.1，不加人群荷载，且为中载。

5，恒载效应在总组合效应中占的比重大于50%。

从第1条可以看出，对本桥来说，特载车在全桥产生的荷载效应比单列汽超-20的荷载效应大4.4倍，但比设计汽超20荷载效应（4列车,折减后为2.68列）仅大4.4/2.68=1.64倍。

当然，我们最后分析的对象是单梁，从这个角度考虑，汽超-20的横向分布系数是0.223，意即4车道（含车道折减）分配到7#梁上的荷载为单列车在该梁上作用效应的0.223倍，特载车分配到8#梁上的荷载为其在该梁上作用效应的0.108倍，相比0.223/0.108=2.06倍，再由第1条知，特载车效应（均布荷载效应）比单列汽超-20的在单梁上的荷载效应大4.4倍，也就是说，特载车效应（均布荷载效应）比4列车（设计荷载等级汽超-20）分配到单梁上的荷载效应大4.4/2.06=2.14倍，事实上，计算结果表明，比单列汽超-20单位线荷载大10倍之多特载车，在该桥单梁上产生的荷载效应比汽超-20的荷载效应最终仅大742/348=2.13倍,与分析结果相吻合。再考虑第3、4和第5条等综合因素，特载车最终的组合效应仅比汽超-20的组合效应大11.6%，验算结果表明，该桥主梁跨中弯矩承载能力满足特载车安全通行要求。

还有一个问题是:桥面板能否承受如此大的轴重（22.85吨）？经过仔细验算，结果表明，该桥桥面板也满足要求。其实，该桥为简支梁板桥，设计时套用的是通用图集，汽超-20设计荷载等级的验算荷载为挂-120，而挂-120的轴重为30吨，轴距为1.2米，且轮距也非常接近，比该特载车对本桥桥面板作用效应更加不利（验算知纵向分布轮压荷载无叠加），因此桥面板也不需加固即可安全通行337吨重的特载车。

结论：特载车荷载虽然大，但对于跨径较小、桥面较宽的同类型简支梁板桥，当设计荷载等级为汽超-20或设计荷载等级与之相当时，特载车完全有可能安全通过该桥，而不必奇怪。当然，还是应该对桥梁的每个构件进行验算，同时要仔细调查现场情况，采取必要的构造措施，加强桥梁横向联系，尽量使现场情况与理论假设相一致。

参考文献：

《桥梁工程》，姚玲森，人民交通出版,2003

《混凝土简支梁（板）桥》，易建国，人民交通出版,2001

《公路桥涵设计通用规范》，人民交通出版，2004

《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》，人民交通出版，2004

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。