赵 彦 亮
(山西路恒交通勘察设计咨询有限公司，山西 太原 030006)
0 引言
公路桥梁的标准车辆荷载对于公路桥梁的设计非常重要，从而可以全面提升桥梁的安全性和稳定性，还能够有效的降低后期的运营和维护成本。设计过程中要以车辆的荷载作为设计的基础依据，如果该参数不能合理的设计和确认就会导致车辆无法安全使用，还会诱发严重的桥梁安全事故[1]，所以，车辆荷载的选择对于整个桥梁设计来说都是非常重要的，还能够更好的提升荷载安全性。中小跨径桥梁中，重载车辆在道路行驶的过程中会在不同的道路中相遇，从而使得荷载作用下产生横向折减系数。近年来，我国的桥梁跨径长度不断的发生变化，在设计中的横向折减系数也在不断的变化。
1 工程概况
某桥梁所处的是我国南方某省份中，在同一条高速公路的工程中分布着2座大跨径的桥梁工程，连个间隔距离为8 km。本地区高速公路线路较多，国省干道数量也比较多，极大的促进了该地区的经济快速发展，但是很多重载车辆的通行以及交通运输量的增大使得该公路工程项目设计荷载难以达到要求，车量超载严重对整个公路桥梁工程造成了严重的破坏。
设计方案中可以了解到，桥梁工程主要是以预应力混凝土工程为主，其中主梁跨径的跨越度为150 m，其余跨径为90 m+150 m+90 m，3跨1联，墩顶箱梁设计高度为9 m，跨中桥梁的箱梁高度为4 m，桥面设计为双向六车道，左右两幅的跨度分别为12.5 m，腹板厚度0.7 m～0.9 m，顶板厚度为0.28 m，底板厚度尺寸为0.32 m～1.0 m之间。
2 国内车辆荷载设计标准
2.1 城市桥梁设计规范
相关规定要求，针对跨径小于150 m桥梁结构，其汽车荷载需要满足设计规范要求，在车辆荷载设计中，汽车的荷载可按照实际情况分成车辆荷载以及车道荷载。确定桥梁基本结构，是建立车辆荷载计算正确的基础上进行的，同时还能够计算各个重要结构的尺寸参数等等。桥梁结构计算过程中，车辆荷载与车道载荷不能重复计算。城—A级和城—B级车道荷载，在计算过程中，需要按照加载的几个方式进行计算，在确定最终的跨径荷载值上，均匀荷载的标准值q和集中荷载标准值p是需要全面考虑后确定的,桥梁弯矩数据计算中，均布荷载选择取值qM，进行弯矩结构设计时，其均匀荷载的选择值需要选取q。如果桥梁的跨径尺寸处于20 m～150 m之间，此时可以将车道设计四道以上，城市—A级公路的建立就需要乘以1.25的系数，城市—B级则需要乘以13倍的系数[1]。
2.2 公路桥涵设计通用规范
按照公路桥涵设计规范要求，在进行设计过程中，需要按照车辆作用计算图以及荷载标准、纵向折减等参数确定最终的值[5]：
1)按照相关要求，汽车荷载的分布可以分成公路—Ⅰ级以及公路—Ⅱ级。
2)汽车荷载可以分成车道荷载与车辆荷载的总和，均布荷载与集中载荷组合成为了车道荷载参数，该数据主要是用来确定桥梁结构计算的参数，而车辆荷载的作用在于在桥梁结构的局部加载以及涵洞、桥台计算中应用的。与文献[3]中所规定的相同，车辆载荷与车道载荷不能重复计算。
3)如果二级公路属于干线公路并且行驶的车辆多为重型载荷车辆时，桥梁的结构设计需要按照公路—Ⅰ级的汽车荷载参数；由于四级以上的重型行驶车辆数量不多，因而，在设计时其荷载设计可参考公路—Ⅱ级要求进行计算。针对Ⅰ级车道载荷的均匀布置标准而言，其确定值为qk为10.5 kN/m，因此，在计算时当桥梁的跨径为5 m时，那么作用标准值需要设定为180 kN；而跨径参数不小于50 m时，pk的选择需要按照360 kN要求进行；若跨径处于5 m～50 m之间时，其pk取值需要通过相关的计算后确定。通过剪力效应的计算，pk需要乘以1.2的倍数。公路—Ⅱ公路在进行车道均匀载荷分布计算的是其与集中荷载标准值通常应该按照公路—Ⅰ级的0.75倍的参数取用。
3 桥梁车辆荷载
3.1 大跨径桥梁交通情况调查
通过深入的调查周边区域中的交通运行情况，从数据统计分析中可以发现，该桥梁的周车辆通常量约为77 400辆/d，交通流量最大值为82 290辆/d，通过数据可知，该数据和六车道数据相比，其运输量较多。以该地区的交通调查数据来分析，荷载模型分析车辆数据表如表1所示[2]。
从表1中的数据统计结果可以发现，右车道上货车通行量占到了总通行量的60.89%，而中车道、左车道分别占有总通行量的35.72%,10.74%，由此可以发现，重型载货车辆基本上都集中在一,六车道上，所以，在进行计算的过程中，需要将右车道的荷载数据，应用在本次研究的模型数据中，使其能够更为透彻分析。
3.2 各类车型车辆荷载标准值计算
在通过以100年作为设计基准周期时间内，采用计算公式FT(x)=[F(x)]36 500来进行计算，从而可以获取各个车型的车辆荷载最大限值，也能够确定该车辆荷载的标准限值，以更好的确定最终的桥梁结构设计参数，以满足该交通运行量的需要。综上叙述可知，设计的基准周期的效应取值，需要按照正态分布进行选择[3]。
表1 各车道各类车辆比例 %
3.3 大跨径桥梁结构设计荷载模型
从上文中的研究分析中可以发现，实践过程中，可以使用均布荷载q1+两侧均布荷载q2作为基础数据对大跨径的桥梁结构荷载设计进行计算，从而可以确定两侧的均布载荷会伴随着桥梁跨径尺寸数据的增加而不断的减少，也能够体现出重车在影响线峰值处多存在的不良影响，这样可以更加直观的反映出桥梁的荷载分布，能够更加精确的进行数据的计算。
以荷载效应等效原理角度出发，通过相关的计算后，能够对不同跨径的尺寸基本参数进行确定，具体的取值范围参考表2。
表2 不同跨径下主梁车道荷载参数
4 结语
在大跨径桥梁车站设计荷载过程中，它是一项系统性且繁杂的工作，因此，在工作时必须要结合实际情况做好相关的分析研究，对桥梁工程中的不同路段交通情况进行分析，以当地所运行的车辆通行量以及车辆载荷为主要的依据，从而可以确定右车道为最不利效应车道，根据相应的规范规定中可以了解到车辆荷载的正态分布，从而能够精确、精准的将模拟的参数确定，唯有如此，才能在设计过程中保证提交的荷载数据满足实际要求，以达到桥梁的安全性和稳定性指标。
