超载车辆对公路桥梁营运安全的影响分析

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翻新时间：2023-01-12

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超载车辆对公路桥梁营运安全的影响分析

【摘要】随着交通运输业的快速发展，车辆超载的现象也屡见不鲜。超载车辆对桥梁的破坏作用也不容忽视。以某箱梁桥为工程背景分析超载车辆对桥梁的危害，运用大型有限元通用软件ANSYS分析箱梁顶板了在两种不同超载车型的作用下对顶板的破坏作用，对桥梁的安全性能进行分析，为公路桥梁运营管理提供理论支撑。

【关键词】超载；箱梁顶板；ANSYS；桥梁安全

1 引言

随着国家的经济实力增强和交通运输业的发展，货运车辆的数量势必会大量增加，且车辆也向着大型化、拖挂化和集装箱化方向发展；由于大型货运车辆的装载能力较强，从而更容易使车辆出现超载现象，因此会严重地威胁到公路桥梁的耐久性和安全性。文献中表明，国内外公路桥梁的设计荷载是设计基准期估计值而非实际值，这些桥梁目前所承受的荷载值已经超过了设计荷载值，已经给桥梁带来一定程度的损伤。

2超载车辆对公路桥梁的危害

2.1车辆超载原因分析

车辆的超限超载主要有以下三种情况：中国早期修建的桥梁相对目前的标准来说都普遍偏低且仍处于超负荷运行；桥梁车流量也超过了原来的设计规范；车辆违反交通规则的超载运输。前两种情况出现的原因是现代桥梁设计对荷载要求的变大和通行量的增多，第三情况在我国的交通运输中经常存在。

2.2超载车辆对桥梁的危害

车辆超载对公路桥梁的损害主要有以下两个方面：一方面，桥梁长期受超载车辆作用容易诱发疲劳问题，最终致使桥梁结构的疲劳应力增大，裂缝的损伤速度加快，严重时乃至出现桥梁的坍塌。另一方面，超载使得桥梁的塑性损伤。当这类损伤积累到一定程度时，就会诱发桥梁结构的破坏，从而缩减了桥梁的使用年限，使得某些桥梁过早的成为危桥和险桥。

3工程概述及局部模型的建立

本文的局部模型主要选取七个节段，共计28m作为研究对象。桥梁的每一个梁段和各个部分都是相互联系的，但是和某一梁段应力分布密切相关的是其附近的梁段，而远离该分析梁段的应力状态对其应力分布的影响会比较小，通常都可以忽略不计。为了保证计算和网格划分的精度，将顶板分为三层，采用六面体单元，实行映射网格划分。分别采用solid65及 link8单元模拟上部混凝土和预应力筋。局部模型如图1所示。

4超载车辆作用下箱梁顶板受力计算

4.1工况一应力计算

4.2工况二应力计算

5结语

由上述结论可以发现超载车辆对箱梁顶板的影响是不可以忽略的，应该引起桥梁设计者、交通管理部门的重视。桥梁设计者做设计时，应该充分考虑车辆超载的影响。交通管理部门应该采取严格的措施治理货运车辆的超载现象。