大件运输车辆通行高速公路装配式连续梁桥影响参数分析.pdf
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1、Aug.2023年8 月Shanxi Science&Technology of TransportationNo.4第4 期(总第2 8 3 期)山西交通科技大件运输车辆通行高速公路装配式连续梁桥影响参数分析吴焱(山西省交通运输安全应急保障技术中心(有限公司),山西太原030006)摘要:大件运输车辆参数主要包括轴距、轴重、轴数及总重,针对大件运输车辆的可变参数研究能够帮助验算人员快速选择大件运输车辆形式,提升安全评估效率,目前对大件运输车辆参数分析研究较少。通过对大件运输车辆轴距、轴重、轴数3 个重要参数的研究,分析其对预应力混凝土预制装配式箱梁桥的影响,得出2 0 m装配式连续梁桥受参数
2、变化影响相对最小,且最小负弯最有可能成为大件运输安全通行的控制参数。关键词:大件运输;参数分析;轴距;轴重;轴数;预制装配式箱梁中图分类号:U448.215文献标识码:A文章编号:10 0 6-3 5 2 8(2 0 2 3)0 4-0 0 7 1-0 5Analysis of Influencing Parameters of Heavy Transport VehiclesPassing through Prefabricated Continuous Girder Bridges on ExpresswayWUYan(Shanxi Transportation Safety and Em
3、ergency Support Technology Center(Co.,Ltd.),Taiyuan,Shanxi 030006,China)Abstract:The main parameters of the heavy transport vehicle include wheelbase,axle load,axlenumber,and total weight.Analysis focusing on the alterable parameters of the heavy transport vehicle canhelp the checking personnel quic
4、kly choose the form of the heavy transport vehicle to improve the safetyevaluation efficiency.However,currently,research on the parameter analysis of heavy transport vehicles isstil rare.This paper studied three important parameters of the wheelbase,axle load,and axle number toanalyze the influence
5、on the prestressed concrete prefabricated box girder bridge.In conclusion,the 20-meterprefabricated continuous girder bridge was relatively least affected by the parameter change,and theminimum negative bend was most likely to become the control parameter for the safety traffic of heavytransport veh
6、icles.Key words:heavy transport;parameter analysis;wheelbase;axle load;axle number;prefabricated boxgirder1概述大件运输具有一定的强制性,而且随着经济发展的需要,运输吨位有不断增加的趋势。仅2 0 2 0 年全年,课题组共完成17 3 辆大于等于18 0 t大件运输车辆的高速公路通行计算。安全、快速、专业、规范地完成大件运输车辆通行桥梁的安全评估工作,能够显著节约人力物力成本,增加社会效益。因此针对大件运输车辆的可变参数研究能够帮助验算人员快速选择大件运输车辆形式,提升安全评估效率,而目前
7、大件运输的研究主要集中在快速评估方法及路线选择上,其车辆的(图1)可变参数对桥梁结构影响存在空白区。图1大件运输车辆图2参数分析2.1研究参数选择大件车辆形式多样,主要形式有平板挂车、长货挂收稿日期:2 0 2 2-12-0 6;修回日期:2 0 2 3-0 3-2 9作者简介:吴焱(19 9 0),男,山西太原人,工程师,工学硕士,2 0 16 年毕业于长安大学桥梁与隧道专业。72山西交通科技2023年第4 期车、桥式挂车、凹式挂车、自行式挂车 2 。本文以常见的平板挂车为研究,分析大件车辆的参数对结构内力的影响,平板挂车模型图见图2。140032003500450155029500图2平板
8、挂车模型图(单位:mm)根据经验,平板挂车能够对桥梁产生不同效应的可变参数包括车货总重、轴数、轴距、轴重等 3 。车货总重主要由货物重量及车型决定,并且通过轴数和轴重体现,而轴距、轴重和轴数能够代表作用在桥梁上荷载的大小及位置分布,更能直观和简单地将大件运输车辆简化为荷载施加在桥梁上,因此,本文重点研究大件运输车辆轴距、轴重和轴数对桥梁结构的影响。2.2研究桥型选择山西省已通车的高速路段以预应力混凝土预制装配式连续箱梁桥(以下简称装配式桥)最为普遍,且单孔跨径以标准跨径为主,即单孔2 0 m、2 5 m、3 0 m 和3 5 m本文选择标准跨径的装配式桥为研究对象,分析大件运输车辆可变参数对不
9、同跨径装配式桥的影响。所选4 种桥型的典型横断面图如图3 所示,截面信息如表1所示。1275050011500750100mm厚沥青混凝土桥面铺装防水层80mm厚C50混凝土桥面现浇层750180mm厚横向湿接缝7502%180180预制箱梁16503.31501650图3装配式桥典型横断面(单位:mm)表1截面信息表截面信息/m梁高/m截面面积/m3X201.20.873X251.41.023X301.61.113X351.81.162.3有限元模型建立本文采用MidasCivil作为分析软件,采用梁格法建模,分别建立单跨2 0 m、2 5 m、3 0 m 和3 5 m的三跨连续梁桥有限元模
10、型,不同跨径预制装配式连续梁桥模型离散节点数和单元数如表2 所示,结构有限元模型如图4。表2有限元模型信息表模型信息/m节点数单元数3X20103513463X25126118163X30138717743X3516032.266图4结构有限元模型图由于各高速路段建成时间不一,因此在设计时所依据的设计标准不同,根据设计规范,设计荷载等级包含汽车-超2 0 级、挂车-12 0 和公路-I级 4 1(0 4 规范),其中设计荷载等级为公路-I级(0 4 规范)桥梁居多。大件运输通行桥梁评估方法多样,常用的方法有等代荷载判别法、荷载试验判别法和实际荷载简算法等。为快速评估大件运输车辆的可通行性,采用
11、等代荷载判别法,即直接将大件运输车辆产生的效应与设计荷载效应作对比。因此本文主要分析大件运输车辆对结构最大正弯矩、最小负弯矩、最大剪力(以下简称正弯、负弯、剪力)的影响。2.4参数变量值选择本文采用单一变量法分析不同大件运输车辆可变参数对结构的影响,根据课题组已有的大件运输验算经验,对各参数选择通行频率高的变量值进行研究,分析过程中,选定其中一项变量分别代人变量值,其他两项变量则选择变量值项作为定量进行加载分析,具体的参数值选择如表3 所示表3参数变量值表参数序号轴距/m轴重/轴数/轴1.101071.2011831.22129变量值1.40131041.5014111.55151261.60
12、1613轴数:10 轴;轴数:10 轴;轴距:1.4 m;定量值轴重:13 t轴距:1.4 m轴重:13 t根据表4 中变量值计算结果与公路-I级(0 4 规范)设计计算值进行对比,可知变量参数下的大件运输车辆基本能够满足不同跨径装配式桥通行要求。73吴焱:大件运输车辆通行速公路装配式连续梁桥影响参数分析2023年第4 期表4 3变量值计算结果/设计计算值比值表跨轴距1.1m、轴重13 t、轴重10 t、轴距1.4 m、轴数7 轴、轴距1.4 m、径/轴数10 轴轴数10 轴轴重13 tm正弯负弯剪力正弯 负弯剪力正弯负弯剪力200.951.060.990.630.790.670.730.78
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