矿区重载卡车下的桥梁设计

【摘要】矿区的桥梁设计中，由于重型卡车的行驶，使得此类桥梁的设计不同于常规公路桥梁。由于设计荷载的不统一性，此类桥梁没有标准图集可供参考与套用。因此，设计者们需要认真对待不同的设计荷载，选出经济合理的设计方法。本文就作者在工作中遇到的重载下桥梁类型给出部分桥梁设计经验，为工程设计提供了一定的参考。

【关键词】矿区；桥梁设计；重载；刚构桥

1 概述

一般的矿区公路上，经常会行驶上百吨级的卡车。由于重型卡车的行驶，使得此类公路上的桥梁设计不同于常规公路桥梁。本文就露天煤矿上汽车-260级以下的重载卡车作用下的桥梁设计做以经验总计，给出既方便计算、绘图又经济合理的设计方法。

2 荷载的选取

本文以汽车-260级卡车为例，介绍卡车的主要设计参数：

汽车总重、载重：260t、155t；

满载时前轴重、后轴重：86t、174t；

轴距、轮距：5.6m、4.3m；

满载时后轮着地宽度与长度：1.70m、1.00m；

车辆外形尺寸（长×宽）：12.0m×7.0m。

矿区道路的立交多为运煤道路等重载道路与机道的交叉，重载道路多数在机道上侧通行，因此大多数重载道路需在原地表处向上填起。若此时道路上的桥梁采用暗桥面，虽然经过土体的扩散总用，桥梁荷载会大大减小，但是重载卡车也将增大爬坡高度与长度，运输成本会大大增加。因此，重载道路的桥梁一般采用明桥面。

3 矩形刚构桥的做法及应用条件

在矿区建设伊始，生产系统还未建成，此时重载桥梁可以选用矩形刚构的型式，如图1所示。若所跨越线路较宽，还可采用双跨、三跨等多跨型式，本文对多跨结构不予阐述。

选取路面结构层15cm厚，将上路面重载按轮宽分布成均布荷载作用于结构上，结构的受力简图如图2所示，结构参数如图3所示。

结构的弯矩图如图4所示。

矩形刚构桥对地质条件的要求不高，运用此类结构型式可以很好的解决矿区重载桥梁的设计问题。

4 门式刚构桥的做法及应用条件

若矿区生产系统已经建成，运煤皮带已投产使用，实际情况将不允许矩形刚构的施工。此时的桥梁设计可采用门式刚构的型式，既能不中断生产，也可以为桥梁的建设降低成本。

门式刚构桥结构型式如图5所示，其受力可简化为图6所示图例，结构计算参数见图7。

结构的弯矩图如图8所示。

门式刚构对地基条件的要求较矩形刚构的要高，设计时应予计算确定。

5 结论

矩形刚构与门式刚构建模不复杂，一般的桥梁建模软件均可计算。类似于矿区需要走大车的桥涵问题，若采用本文所示的两种桥梁结构类型计算较为简便。矩形刚构对地基条件要求不高，可广泛使用于非既有道路的立交。

若汽车荷载大于260级，也可参考本文所示结构，亦可做成钢结构可移式桥梁，在安全性均能保证的前提下，主要从经济方面考虑采取何种型式。

6 待探讨的问题

本文仅给出结构的受力弯矩型式及通用公式，未给出结构的受力包络图。下一步应假定一具体桥梁尺寸，用桥梁计算软件绘制该结构的受力包络图。

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