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摘 要：根据车重与轴重按不同等级的划分，确定桥梁结构活载的综合影响修正系数后得到桥梁结构计算活载，根据修正后的计算荷载效应，判断桥梁结构是否处于安全状态，根据不同的状态确定采取不同的管养措施。
关键词：超重车辆；修正系数；计算荷载；安全状态
Highway Bridges are overweight vehicle load effect analysis
Huang Xiao-guo
（Liaoning chase highway engineering co.， LTD， shenyang 110111）
Abstract：according to vehicle weight and axle load according to the different levels of classification， determine the bridge structure after comprehensive correction coefficient of influence of live load live load calculation of bridge structure is obtained， according to the revised calculation load effect， to determine whether a bridge structure is in safe state， according to different state to take different measures for custody.
Key words：overweight vehicles； Correction coefficient； Computational load； Safe state
0.引言
超重车辆指车辆实际轴载大于核定标准轴载、车辆总质量超过核定质量的车辆，超重车辆通过桥梁结构的荷载效应既对桥梁结构的安全性、耐久性有至关重要的影响，同时也是公路管养部门所关心的问题；管养部门应根据桥梁结构的实际荷载情况提出合理的管养方案，采取相应的措施确保桥梁结构的安全使用。对于某一固定超重车辆对桥梁结构的荷载效应可通过计算得出，但确定某一时段内多种轴载的超重车辆的综合效应却比较困难，本文就超重车辆对桥梁结构的荷载综合效应做一些分析研究。
1.桥梁安全状态分析
构件处于安全状态包括构件强度、刚度、稳定性均能满足要求。由于超重车辆产生的荷载效应可能大于设计荷载等级下的荷载效应，所以桥梁结构的抗力效应满足桥梁结构设计荷载等级的荷载效应时桥梁结构不一定处于安全状态，不能忽略因超重车辆的荷载效应可能导致桥梁结构的破坏，即是说桥梁结构满足设计荷载等级不是桥梁处于安全状态的充分条件。故实际荷载大于设计荷载时计算荷载应采用实际荷载，当实际荷载小于设计荷载时宜采用设计荷载作为桥梁结构的计算荷载。
1.1桥梁安全状态
计算荷载效应小于结构或构件计算抗力效应，结构承载能力满足荷载要求；基本可判断结构处于安全状态，不会出现因承载能力不足而破坏。
1.2桥梁安全状态不确定
计算荷载效应大于结构或构件的计算抗力效应，结构承载能力已经不能满足计算荷载要求，但桥梁结构未出现明显的破坏状态（如裂缝宽度超限，变位超限等），桥梁构件安全状态不确定。由于桥梁在设计与施工中均有较大的安全储备，这部分储备平衡了计算荷载中大于计算抗力的部分，但其储备量值的大小不能准确判断，所以结构的安全状态不确定。这时候应根据实际情况对桥梁结构采取措施防止桥梁结构破坏，如实行交通管制禁止超重车辆通行，亦可对桥梁结构提载加固。
1.3桥梁不安全状态
计算荷载效应大于结构或构件的计算抗力效应，结构承载能力不能满足计算荷载要求，桥梁结构出现明显的破坏状态（如裂缝宽度超限，变位超限等），桥梁构件处于危险或破坏状态。这时候应及时采取措施防止险情发生，如及时封闭交通，对桥梁加固或改建。
2.计算荷载效应
桥梁构件抗力效应可根据相关规范计算得出，由于超载车辆的影响，计算荷载应采用实际荷载，实际荷载的计算方法通常是通过对设计荷载的修正取得。《公路桥梁承载能力检测评定规程》中引入活载影响修正系数ξq来对设计荷载修正，该系数在一定程度上客观反应了超重车辆对活载的修正，但其程度有限，某些方面存在一定的局限性。
活载影响修正系数通过对交通流量、大吨位车辆混入、轴荷分布影响三个方面对活载修正：
ξq=
ξq—活载影响修正系数。
ξq1—典型代表交通流量影响修正系数。
ξq2—大吨位车辆混入影响修正系数，车辆质量超过30吨的车辆为大吨位车辆。
ξq3—轴荷分布影响修正系数，考虑实际调查中轴重超过14t的车辆影响。
2.1典型代表交通流量影响修正系数ξq1
典型代表交通流量影响修正系数ξq1考虑实际交通流量与设计交通流量的比值对活载的影响修正（表1）。但实际情况是通过一辆超重车辆对桥梁结构的影响要远远大于通过一辆小型车辆对桥梁结构的影响，故建议考虑采用大吨位车辆的流量与设计流量的比值来修正将更客观、更直接。
2.2大吨位车辆混入修正系数ξq2
大吨位车辆混入影响修正系数ξq2考虑质量超过30t车辆流量与实际车辆流量的比值对活载的影响修正（表2）。很显然，该系数在一定程度考虑了重车对桥梁活载的影响，但将所有超过30t车辆作为一个整体考虑，显然修正的深度有限，如某桥梁大吨位车辆全部在35t附近与全在50t附近，即便大吨位车辆混入率一致，但对活载的实际影响要相差很远，可能会是几倍的关系，故应该对不同吨位车辆的混入率细分为不同的荷载等级，建立相关的函数来修正其对荷载效应的影响。 2.3轴荷分布影响修正系数ξq3
轴荷分布影响修正系数ξq3考虑轴重超过14t车辆流量与实际车辆流量的比值对活载的影响修正（表3），该系数同样是将轴重超过14t车辆作为一个整体考虑，显然在相同的轴荷分布影响修正系数下，轴重越大对活载的影响也越大。
3.超重车辆影响修正系数
鉴于活载影响修正系数ξq对活载影响修正的局限性，故应建立更合理的修正系数来修正桥梁结构的实际活载。由于车流量对桥梁活载并无直接的影响，并不是汽车流量越大需要构件的抗力越大，而是通过的车辆质量、轴重越大构件需要的抗力越大，故不考虑汽车的流量对活载的影响而通过车辆的质量和轴重来考虑对活载的影响修正。
3.1车重影响修正系数。
车辆越重其对活载效应的影响也越大，故应根据不同车重建立活载影响曲线。可以考虑将质量超过30t的车辆流量分成不同的等级，按不同的等级建立不同的函数计算其影响，超重车辆修正系数函数为ξq1=f1（α30～35）+ f2（α35～40）+ f3（α40～45）+ f4（α45～50）+……，α为该范围内车流量与实际流量的比值，f1、f2 、f3、 f4……为该范围内函数关系式，根据该函数计算出超重车辆影响修正系数ξq1。
3.2轴重影响修正系数。
同重车影响修正系数一样，轴重对活载的影响可按相同的方法考虑计算其修正系数。将超过14t车辆的流量按不同的轴重划分为不同的等级分别计算其影响修正系数ξq2，ξq2=F1（β14～16）+ F2（β16～18）+ F3（β18～20）+ F4（β20～22）+……，β为该范围内车流量与实际流量的比值，F1、F2 、F3、 F4……为该范围内函数关系式，根据该函数计算出轴重影响修正系数ξq2。
3.3超重车辆综合影响修正系数。
计算得出车重影响修正系数ξq1和轴重影响修正系数ξq2后，根据函数ξq=F（ξq1，ξq2） 计算得到超重车辆的综合影响修正系数ξq。车重影响系数、轴重影响系数、超重车辆综合影响修正系数相关的所有函数关系式均需要通过大量的试验、调查研究后计算确定，在使用中完善。
4.结语
由于桥梁结构的实际荷载等级可能高于设计荷载等级，所以满足设计荷载等级的桥梁在实际使用中是不能确定桥梁处于绝对的安全状态，故应根据实际通行的荷载确定桥梁的安全状态。鉴于《公路桥梁承载能力检测评定规程》中考虑超重车辆对活载影响修正的局限性，建议根据车重与轴重的不同等级对活载的不同影响建立函数关系计算超重车辆对活载的综合影响修正，当修正后的活载大于设计活载时，用于计算桥梁结构的活载效应，确定桥梁结构是否处于安全状态。
参考文献
[1] 公路桥梁承载能力检测评定规程.JTG/T J21-2011
[2] 公路桥梁承载能力鉴定方法（试行）.（88）公路技字11号
[3] 公路桥梁技术状况评定标准.JTG/T H21-2011
[4] 公路桥涵设计通用规范.JTG D60-2004
关键词：超重车辆；修正系数；计算荷载；安全状态
Highway Bridges are overweight vehicle load effect analysis
Huang Xiao-guo
（Liaoning chase highway engineering co.， LTD， shenyang 110111）
Abstract：according to vehicle weight and axle load according to the different levels of classification， determine the bridge structure after comprehensive correction coefficient of influence of live load live load calculation of bridge structure is obtained， according to the revised calculation load effect， to determine whether a bridge structure is in safe state， according to different state to take different measures for custody.
Key words：overweight vehicles； Correction coefficient； Computational load； Safe state
0.引言
超重车辆指车辆实际轴载大于核定标准轴载、车辆总质量超过核定质量的车辆，超重车辆通过桥梁结构的荷载效应既对桥梁结构的安全性、耐久性有至关重要的影响，同时也是公路管养部门所关心的问题；管养部门应根据桥梁结构的实际荷载情况提出合理的管养方案，采取相应的措施确保桥梁结构的安全使用。对于某一固定超重车辆对桥梁结构的荷载效应可通过计算得出，但确定某一时段内多种轴载的超重车辆的综合效应却比较困难，本文就超重车辆对桥梁结构的荷载综合效应做一些分析研究。
1.桥梁安全状态分析
构件处于安全状态包括构件强度、刚度、稳定性均能满足要求。由于超重车辆产生的荷载效应可能大于设计荷载等级下的荷载效应，所以桥梁结构的抗力效应满足桥梁结构设计荷载等级的荷载效应时桥梁结构不一定处于安全状态，不能忽略因超重车辆的荷载效应可能导致桥梁结构的破坏，即是说桥梁结构满足设计荷载等级不是桥梁处于安全状态的充分条件。故实际荷载大于设计荷载时计算荷载应采用实际荷载，当实际荷载小于设计荷载时宜采用设计荷载作为桥梁结构的计算荷载。
1.1桥梁安全状态
计算荷载效应小于结构或构件计算抗力效应，结构承载能力满足荷载要求；基本可判断结构处于安全状态，不会出现因承载能力不足而破坏。
1.2桥梁安全状态不确定
计算荷载效应大于结构或构件的计算抗力效应，结构承载能力已经不能满足计算荷载要求，但桥梁结构未出现明显的破坏状态（如裂缝宽度超限，变位超限等），桥梁构件安全状态不确定。由于桥梁在设计与施工中均有较大的安全储备，这部分储备平衡了计算荷载中大于计算抗力的部分，但其储备量值的大小不能准确判断，所以结构的安全状态不确定。这时候应根据实际情况对桥梁结构采取措施防止桥梁结构破坏，如实行交通管制禁止超重车辆通行，亦可对桥梁结构提载加固。
1.3桥梁不安全状态
计算荷载效应大于结构或构件的计算抗力效应，结构承载能力不能满足计算荷载要求，桥梁结构出现明显的破坏状态（如裂缝宽度超限，变位超限等），桥梁构件处于危险或破坏状态。这时候应及时采取措施防止险情发生，如及时封闭交通，对桥梁加固或改建。
2.计算荷载效应
桥梁构件抗力效应可根据相关规范计算得出，由于超载车辆的影响，计算荷载应采用实际荷载，实际荷载的计算方法通常是通过对设计荷载的修正取得。《公路桥梁承载能力检测评定规程》中引入活载影响修正系数ξq来对设计荷载修正，该系数在一定程度上客观反应了超重车辆对活载的修正，但其程度有限，某些方面存在一定的局限性。
活载影响修正系数通过对交通流量、大吨位车辆混入、轴荷分布影响三个方面对活载修正：
ξq=
ξq—活载影响修正系数。
ξq1—典型代表交通流量影响修正系数。
ξq2—大吨位车辆混入影响修正系数，车辆质量超过30吨的车辆为大吨位车辆。
ξq3—轴荷分布影响修正系数，考虑实际调查中轴重超过14t的车辆影响。
2.1典型代表交通流量影响修正系数ξq1
典型代表交通流量影响修正系数ξq1考虑实际交通流量与设计交通流量的比值对活载的影响修正（表1）。但实际情况是通过一辆超重车辆对桥梁结构的影响要远远大于通过一辆小型车辆对桥梁结构的影响，故建议考虑采用大吨位车辆的流量与设计流量的比值来修正将更客观、更直接。
2.2大吨位车辆混入修正系数ξq2
大吨位车辆混入影响修正系数ξq2考虑质量超过30t车辆流量与实际车辆流量的比值对活载的影响修正（表2）。很显然，该系数在一定程度考虑了重车对桥梁活载的影响，但将所有超过30t车辆作为一个整体考虑，显然修正的深度有限，如某桥梁大吨位车辆全部在35t附近与全在50t附近，即便大吨位车辆混入率一致，但对活载的实际影响要相差很远，可能会是几倍的关系，故应该对不同吨位车辆的混入率细分为不同的荷载等级，建立相关的函数来修正其对荷载效应的影响。 2.3轴荷分布影响修正系数ξq3
轴荷分布影响修正系数ξq3考虑轴重超过14t车辆流量与实际车辆流量的比值对活载的影响修正（表3），该系数同样是将轴重超过14t车辆作为一个整体考虑，显然在相同的轴荷分布影响修正系数下，轴重越大对活载的影响也越大。
3.超重车辆影响修正系数
鉴于活载影响修正系数ξq对活载影响修正的局限性，故应建立更合理的修正系数来修正桥梁结构的实际活载。由于车流量对桥梁活载并无直接的影响，并不是汽车流量越大需要构件的抗力越大，而是通过的车辆质量、轴重越大构件需要的抗力越大，故不考虑汽车的流量对活载的影响而通过车辆的质量和轴重来考虑对活载的影响修正。
3.1车重影响修正系数。
车辆越重其对活载效应的影响也越大，故应根据不同车重建立活载影响曲线。可以考虑将质量超过30t的车辆流量分成不同的等级，按不同的等级建立不同的函数计算其影响，超重车辆修正系数函数为ξq1=f1（α30～35）+ f2（α35～40）+ f3（α40～45）+ f4（α45～50）+……，α为该范围内车流量与实际流量的比值，f1、f2 、f3、 f4……为该范围内函数关系式，根据该函数计算出超重车辆影响修正系数ξq1。
3.2轴重影响修正系数。
同重车影响修正系数一样，轴重对活载的影响可按相同的方法考虑计算其修正系数。将超过14t车辆的流量按不同的轴重划分为不同的等级分别计算其影响修正系数ξq2，ξq2=F1（β14～16）+ F2（β16～18）+ F3（β18～20）+ F4（β20～22）+……，β为该范围内车流量与实际流量的比值，F1、F2 、F3、 F4……为该范围内函数关系式，根据该函数计算出轴重影响修正系数ξq2。
3.3超重车辆综合影响修正系数。
计算得出车重影响修正系数ξq1和轴重影响修正系数ξq2后，根据函数ξq=F（ξq1，ξq2） 计算得到超重车辆的综合影响修正系数ξq。车重影响系数、轴重影响系数、超重车辆综合影响修正系数相关的所有函数关系式均需要通过大量的试验、调查研究后计算确定，在使用中完善。
4.结语
由于桥梁结构的实际荷载等级可能高于设计荷载等级，所以满足设计荷载等级的桥梁在实际使用中是不能确定桥梁处于绝对的安全状态，故应根据实际通行的荷载确定桥梁的安全状态。鉴于《公路桥梁承载能力检测评定规程》中考虑超重车辆对活载影响修正的局限性，建议根据车重与轴重的不同等级对活载的不同影响建立函数关系计算超重车辆对活载的综合影响修正，当修正后的活载大于设计活载时，用于计算桥梁结构的活载效应，确定桥梁结构是否处于安全状态。
参考文献
[1] 公路桥梁承载能力检测评定规程.JTG/T J21-2011
[2] 公路桥梁承载能力鉴定方法（试行）.（88）公路技字11号
[3] 公路桥梁技术状况评定标准.JTG/T H21-2011
[4] 公路桥涵设计通用规范.JTG D60-2004