基于WIM的北京市G103国道车辆荷载模型研究.pdf

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1、桥梁工程基于WIM的北京市G103国道车辆荷载模型研究卢九章（北京市政路桥管理养护集团有限公司，北京100097）摘要：为了评估北京市G103国道上在役桥梁的承载能力，需要对实际交通流作用下的公路桥梁车辆荷载模型进行研究。笔者基于动态称重系统WIM实测的交通轴载数据，结合JTGD60—2004《公路桥涵设计通用规范》和JTJD62—2004《公路钢筋混凝土及预应力桥涵设计规范》中车辆荷载模型的建立方法，对车辆总重、轴重等参数进行统计分析，拟定符合北京市G103国道实际交通状况的车辆荷载参数，并提出了2-1-3轴型的典型6轴重型车辆荷载模型。在此

2、基础上，分别采用实测车辆荷载模型和规范车辆荷载模型对大柳树2号桥梁的车辆活载效应进行分析，结果表明：实测车辆荷载模型各参数均与规范建议值有较大差异，其车辆活载效应比规范车辆荷载模型的计算结果增加了20%～50%，超重车辆对在役桥梁安全性能存在较大威胁。关键词：公路桥梁；车辆荷载模型；动态称重系统；统计分析；承载能力中图分类号：U441.2文献标志码：B文章编号：1009-7767（2015）02-0058-05ResearchonWIMBasedVehicleLoadModelofNationalHighwayG103inBeijingLuJi

3、uzhang近年来，随着汽车工业和交通运输行业的迅速发测数据，建立了6种主要车型的参数统计模型和等效[10-11]展，车辆荷载较以往发生了很大的变化。车辆超载的模型车辆；Nowak在典型公路上通过动态称重系统问题日益突出，对既有的道路与桥梁工程安全造成很多WIM（WeightinMotion）采集了大量轴载数据，并根据相隐患。车辆荷载是桥梁设计中最重要的活荷载，超载现关概率分布，应用外推法预测了各种跨径桥梁在75年象将降低桥梁的使用寿命，而且在其使用年限内的安全的设计基准期内的车辆荷载产生的最大弯矩和剪力；[1-3][12]性也大大降低，甚至可

4、能引起桥梁的灾难性破坏。Fu根据美国纽约部分超载现象严重的交通要道车流[4，5][13-15]在我国，车辆超载现象较为普遍，现行规范所统计资料，建立了包括超载车辆的活载模型；Miao推荐的车辆荷载模型是根据城市典型干道上的车辆通过香港小跨径桥梁WIM数据，得到了车辆荷载的[6]荷载情况确定的，与我国现阶段道路桥梁实际车辆轴距、轴重、车重分布类型和统计参数，建立了香港地[16，17]荷载标准不相符。此外，我国幅员辽阔，经济发展不平区标准车辆荷载和车道荷载模型；Fu和You基于衡导致地区之间的车辆荷载差别性较大。建立地方化我国3个省份大量的WIM实

5、测数据，提出了更为可靠的桥梁评估或限载标准是既考虑地方车辆荷载的特的评估用车辆荷载模型参数，并外推至桥梁的设计年限。殊性，又能考虑该地区车辆荷载的一般性的可行性选笔者根据北京市G103国道上实际交通流状况，择。关于地方化车辆荷载模型，国内外学者已经做了通过WIM实测数据，对公路桥梁车辆荷载进行统计分[7]一些研究工作。许肇峰等基于广东省5条具有代表析，拟定了北京市G103国道实际交通流状况下的车辆性的高速公路实测交通轴载数据，拟定了符合广东省荷载参数，并建立车辆荷载模型。该模型可用于现役[8]实际交通状况的车辆荷载参数。颜丹青等通过对合桥梁结构

6、安全性能评估。肥市内几座代表性超载桥梁的实地调查，得出以超载1桥梁概况及WIM系统布置车辆荷载最大值分布的0.95分位值作为合肥市桥梁验大柳树2号桥横跨凤港减河，桥梁全长61.62m，[9]算车辆荷载标准；孙守旺等基于北京市六环路的实上部结构为五跨钢筋混凝土简支梁，桥面设双向4车桥梁工程道。2013年4月，对该桥安装车辆WIM系统，每车道由图3和图4可知：安装2条压电称重传感器及1个地感应圈，并与路边1）总重在20kN以下的车辆，实测车辆荷载最大传感器相连，见图1。概率出现时的车辆总重比规范车辆总重要小，总累积频率达到0.506，显著超过规范统

7、计的结果（0.128），说明公路上有较多的轻型车辆，这种车辆主要为私家车等小型客车。2）总重在20～200kN的车辆，实测统计其出现的累积频率为0.321，较规范统计结果（0.824）小，该范围内车辆主要以小型货车或空载大型货车为主。3）总重在200kN以上的车辆，为载重货车的主要特征，实测统计其出现的累积频率为0.173，规范的统计结果为0.0489，说明实际公路上载重货车出现得明显比规范统计多，且总重分布范围更广。4）根据实测的所有车辆总重统计，该国道上通行图1WIM系统布置的最大载重货车的总重达1245kN，远远大于规范中550kN的限值

8、。可见，桥梁上的实际荷载可能远比规2车辆总重统计分析范的设计荷载大。对实测的所有车辆总重进行单独统计分析，可分5）根据设计规范的荷载标准确定原则，设计