超限运输对公路桥梁的破坏.pdfVIP

本文由huaihuaiyj贡献 浅谈超限运输对公路桥梁的破坏 作者:张林 摘 要:分析了超限运输对各种桥梁结构及桥面系的破坏机理及病害状况,并探讨了解决对 策及桥粱 养护中应注意的问题. O 前言 近年来随着交通量的增加特别是超载车辆的大幅增加, 使国省干线公路, 桥梁不胜重荷, 从而埋下了 不少安全隐患并引发了许多安全事故. 特别是近期辽宁盘锦大桥的跨塌事件, 更 加引起了大家对超限运输治 理的关注. 汽车超载主要有三种情况:一是早期修建的老桥由于建设标准低,超龄负载运营;二是 桥梁通行的车 流量超过原设计: 三种是车辆违规超载. 前两种产生的原因主要是设计荷载的 变化和交通量的增加; 后者是 车辆使用者违法超载营运, 后两种超载现象在我国公路运输中 较为普遍. 桥梁的超载一方面可能引发疲劳问 题.超载会使桥梁疲劳应力幅度加大,损伤加剧,甚 至会出现一些超载引发的结构破坏事故. 另一方面, 由于超 载造成的桥梁内部损伤不能恢复, 将使得桥梁在正常荷载下的工作状态发生变化, 从而可能危害桥梁的安全性 和耐久性. 例如, 混凝土桥梁一直被认为具有足够的耐久性,但在汽车超载作用下,可能发生开裂;裂缝即使 在 荷载卸除后能够闭合,但由于混凝土结 构内部已经受到损伤,构件的开裂弯矩降低,刚度下降;于是在正常使用 荷载作用下,本来 不该开裂的结构产生裂缝或本来较小的裂缝成为超出规范允许的裂缝或产生较大的变形. 这 些都会对结构长期的使用性能和耐久性产生不利的影响. 我国公路桥梁设计中,计算荷载汽车车队分为汽车一 10 级,汽车一 15 级,汽车一 20 级和汽车超一 20 级四个等级,我国交通部《超限运输车辆行驶公路管理规 定》对公路上运 行的各种机动车辆的轴载质量限值及车货总质量限值作了明确规定. 超过上述限值的超重车 辆运输,应向省,市公路管理机构办理申批手续,由公路管理机 构选定合理的运输路线,验算桥,路承载能力,制 定通过方案,对运输线路,桥梁等采取必 要的加固改建措施,运输车辆需持公路管理机构签发的《超限运输车辆 通行证》在批准的时 间和指定的公路上行驶. 然而,目前许多运输企业受利益的驱使,无视《公路法》和交通部《超限运输车辆行驶 公路规定》等法律,法规 的规定,超限车辆,大吨小标车辆在公路上任意行驶. 据有关资料统计, 在全国治理超限运输前, 国省道干线公 路上行驶的各类超限运输车辆 的比例占 20%以上, 某些运煤路线上甚至高达 70%~80%, 许多超限车辆的质量 大大超过限 值的规定和桥涵的设计承载能力,使公路,桥梁严重损坏,严重的甚至跨塌. 超限运输对公路路面的 破坏作用已经论述得比较多, 如众所周知的四次方法则, 即 汽车对路面的破坏作用与汽车轴载质量的 n 次 方成正比(n≈4). 本文针对保定市情况讨论超限运输对公路桥梁的破坏作用. 1 超限运输对桥梁结构的破坏作 用 保定市公路桥梁设计荷载除高速公路为汽车一超 20 级外,均为汽车-20 级及以下,少 数 20 世纪 70 年代 file:///G|/Documents and Settings/Lch/桌面/百度文库下载/Download/建筑/超限运输对公路桥梁的破坏.txt [2012-3-17 8:00:28] 以前建造的桥梁设计荷载只有汽车-10 级.超限车辆通过桥梁在最不利位 置时的弯矩都大大超过了桥梁的设计 荷载. 超限车辆行驶会造成公路桥梁结构损伤. 这种损伤一般是累积性的, 达到一定程度会引 起破坏,影响安 全和使用,使桥梁寿命缩短,使一些桥梁成为危桥.保定市一些桥梁远未达 到设计使用年限,就由于超限运输的 破坏而被迫进行加固维修,甚至拆除重建. 1.1 超限运输对梁板桥结构的破坏作用 1.1.1 产生过大的弯矩使梁 板产生弯曲裂缝.弯曲裂缝为垂直裂缝,首先出现在跨中附近, 从底边向上发展,随着荷载的增大,裂缝宽度增 大,长度延伸,数量增多,裂缝区域向两侧 发展. 1.1.2 产生过大的剪力,使梁板支座附近产生剪切裂缝.剪切裂 缝为斜裂缝,与轴线成 25~50°左右的角度,自下部开始往上发展,随着荷载的增大,裂缝长度不断增长并向受压 区发展,裂缝数量不断增多,裂缝区域也逐渐向跨中方向发展. 1.1.3 过大的荷载,使装配式板桥的铰缝混凝土 开裂,导致桥面横向分布削弱,桥板承受 荷载增加.严重时铰缝混凝土破坏,形成单块桥板受力,使桥板断裂,产 生险情,严重威胁 桥梁和行车安全,如不及时采取措施,将造成严重事故. 1.1.4 超限车辆通过时,由于梁式桥 的主梁受力不均匀,使梁