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摘要：以某大跨徑橋梁工程項目為研究對象，對橋梁車輛設計過程需要考慮的荷載問題進行研究，詳細闡述了大跨徑橋梁設計荷載過程需要遵循的要求，在總結國內橋梁車輛荷載設計標準的同時，深入分析大跨徑橋梁車輛荷載設計的要點。通過分析可知，在設計的過程中，需要從相應設計規范中掌握橋梁的正態變化規律，從而保證橋梁使用狀態模擬得到確定，保證設計方案中的荷載參數達到實際交通運行的需要。
關鍵詞：大跨徑橋梁；設計荷載；橋梁設計
0引言
公路橋梁在設計過程中，需要從公路橋梁標準荷載的角度出發，全面分析橋梁工程中的安全性和經濟性等因素。橋梁設計過程中所應用的車輛荷載標準是建設完成之后保證橋梁可以正常運行的重要參數，如果其沒有達到相關標準的要求，必然會導致橋梁運行的安全性無法保證。因此，車輛荷載是保證橋梁正常使用的關鍵性技術參數，同時也關乎經濟效益與社會效益。在中小跨徑橋梁工程中，重載車輛出現的概率會直接影響橫向折減系數。伴隨著當前我國橋梁跨徑尺寸的變化，多車道的橫向折減系數也已成為設計人員必須要重視的技術參數。
1橋梁設計荷載要求
1.1公路橋梁安全性方面
公路橋梁在設計階段應重點考慮其安全性，其是公路橋梁的基本性能。橋梁設計技術人員應深入到該地區中進行實地勘察和分析，了解當地的交通運行情況以及荷載數據，并且從荷載的角度實施組合設計，全面提升橋梁運行安全性，有效降低橋梁交通事故的發生率。
1.2公路橋梁耐久性方面
當前，我國公路橋梁被廣泛的建設和投入使用，建設成本也在不斷提升，所以在橋梁設計中應該綜合考慮到施工成本、耐久性等方面，選擇合理的設計方案，進而延長其使用周期。
1.3公路橋梁適用性方面
橋梁需要滿足多個方面的需求，因此，在設計過程中，必須要從適用性的角度出發，選擇科學合理的設計方案。例如，某些橋梁中需兼具車輛行駛和行人行走，而有些橋梁只會通過車輛，這種橋梁的功能性差異，決定了其設計方案的不同，荷載與組合形式也存在很大的區別[1]。
2工程概況
某橋梁處在我國的南方某地區中，整個高速公路項目中共有2座大跨徑橋梁，其間隔距離為8km。該地區中分布著多條高速公路，國省干道的數量也比較多，當地經濟發展非常快，但是隨著社會的發展，重載運輸車輛數量持續增加，交通運輸量的激增使得該地區中的橋梁荷載無法滿足使用要求，造成較大的安全隱患。從該設計方案中可以了解到，該橋梁工程中主體部分使用的是預應力混凝土結構形式，主跨為150m，其他結構尺寸90m+150m+90m，其中，跨中箱梁為4m，墩頂箱梁的標高設定為9m，橋面形式為雙向四車道，跨度設定為12.5m。
3橋梁荷載設計標準
3.1城市橋梁設計規范
從相應的國家標準和技術規范要求中了解到，對于跨徑尺寸在150m以下的橋梁結構來說，其汽車荷載應該符合相應設計規范的要求，同時還應該綜合考慮當地的交通運行狀況以及車道荷載。在確定橋梁的主體結構時，需要綜合考慮到車輛荷載的關鍵數據，明確各項技術參數，為設計提供基礎條件。在計算橋梁結構尺寸過程中，車輛荷載與車道荷載不能重復計算。例如，某城市中的兩條道路在設計過程中，根據加載處理方式來計算確定技術參數，并且需要準確判定跨徑荷載系數，然后確定均勻荷載標準值q與集中荷載標準值p。在確定橋梁彎矩參數時，應該以均勻荷載qM為基礎，設計彎矩結構，要通過確定均勻荷載參數q。如果橋梁的跨度尺寸處于20～150m范圍內，則需要設計為四車道以上[2]。
3.2公路橋涵設計通用規范
根據公路橋涵設計技術規范的要求進行設計，要考慮到車輛計算圖與荷載標準、縱向折減系數確定最終的技術參數：（1）從目前我國技術標準分析可以發現，按照汽車荷載參數可以將公路分為—Ⅰ級以及公路—Ⅱ級。（2）汽車荷載參數是將車輛車載與車道荷載加在一起計算確定，均布荷載、集中荷載是公路設計中的關鍵性參數，這也是確定橋梁結構形式的重要參數。通過文獻[3]可以了解到，在進行橋梁荷載參數計算的過程中，不能重復計算車輛與車道荷載數據。（3）如果在二級公路設計的過程中，發現該地區中交通運行量比較大，且多為重載車輛，所以在橋梁設計的過程中，需要嚴格按照-Ⅰ公路進行設計；由于四級以上重載車輛的數據較少，所以確定設計方案的過程中，可以按照-Ⅱ公路進行。對于Ⅰ級公路來說，其荷載分布較為均勻，此時可以將集中荷載pk值確定為10.5kN/m，因此，對于跨徑尺寸為5m的橋梁來說，此時作用標準值可以確定為180kN；而對于跨徑尺寸在50m以下的橋梁來說，pk參數值的確定應該嚴格按照360kN來進行；如果跨徑橋梁的尺寸在5m～50m范圍內，pk值要根據計算數據最終確定。從剪力效應參數值的計算可以確定，pk參數值應該按照1.2倍來計算。公路-Ⅱ工程在設計過程中，從車道均勻荷載參數與集中荷載參數的確定過程中，在確定-Ⅰ級等級0.75倍的同時，能夠準確判定工程的技術參數[3]。
4大跨徑橋梁車輛荷載模型建立
4.1大跨徑橋梁交通情況調查
從當地的交通運行狀態調查報告可以發現，經過長期交通運輸數據統計分析，該地區的橋梁中單日通車數量為77400輛，最大車流量為82290輛，從當前的數據統計分析中六個車道的對比中發現，六車道的車輛運行量最多。從當地的交通運行狀況分析可以確定。從表1中的統計數據中不難發現，整個道路中的右車道中行駛的車輛貨車已經占到了整個地區貨車通行量的60.89%，而中、左車道中總計通行的貨車比例分為為35.72%、10.74%，從該數據的分析也可以判定，該橋梁中的載貨車輛主要集中在一、六的車道中。因此，在確定橋梁設計方案時，需要將該車道中的車輛通行量的數據作為依據計算荷載參數，然后將其代入到本次實驗的模型中，最終可以確定最為合理的橋梁施工方案，滿足當地交通運行的需要，達到橋梁工程的質量、耐久性方面的要求，也能夠促進當地經濟的發展。
4.2各類車型車輛荷載標準值計算
本次橋梁的技術參數計算的過程中，確定100年為基礎時間段，利用公式FT(x)＝[F(x)]×36500可以準確確定相應技術值，進而可以準確計算出該橋梁中的最大車輛荷載參數值，也能夠判定該橋梁中通行的車輛荷載標準參數，最終可以明確橋梁結構設計的主要技術參數，以達到當地交通通行量的需要。從上述的分析數據資料中可以確定，本次橋梁在進行設計的過程中，基準周期內部選擇效應參數值，然后利用正態分布的方式確定最終的技術參數，以滿足橋梁耐久性的使用需要。
4.3大跨徑橋梁結構設計荷載模型
綜合上文中的理論分析資料，并且以及工程實踐情況作為基礎，將橋梁設計中的均布荷載參數q1+兩側均布荷載q2為主要的基礎數據參數，然后可以確定荷載參數，這樣就能夠判定橋梁兩側荷載數據即均布荷載參數，該參數會因為橋梁跨徑尺寸的增大而逐步減少，其也能準確判定重載車輛交通通行量處于峰值時給橋梁所產生的不良影響，進而準確判定橋梁結構中的荷載分布狀態，而后明確橋梁在使用過程中的關鍵性技術數據。根據荷載效應等效基本原理來進行橋梁設計確定，并且結合了相應的技術參數進行計算，可以確定不同跨徑技術參數的荷載數值。
5結語
大跨徑橋梁在設計的過程中，需要充分考慮到橋梁荷載所產生的影響，綜合考慮多個方面的因素，確定最佳的設計方案。正是因為橋梁設計存在較高的復雜性，涉及到的影響因素比較多，所以在開始設計前應該深入了解現場的實際情況，要綜合分析當地的交通運行狀態，了解重載車輛的行駛規律，最終確定影響橋梁使用壽命的關鍵因素，進而選取更加科學合理的橋梁設計方案。在設計的過程中，從相應設計規范中可以掌握橋梁的正態變化規律，進而可以實現準確的橋梁使用狀態的模擬確定，只有這樣才能真正保證設計方案中的荷載參數達到實際交通運行的需要，促進橋梁使用安全性和穩定性的提升，延長使用壽命，為當地的交通發展提供有利的支持。
參考文獻：
[1]肖鑫，劉曉光，趙欣欣，等.基于實測數據的鐵路鋼橋列車荷載模型研究[J].橋梁建設，2017（6）：60-65.
[2]王柯宇.市政橋梁設計荷載及其組合研究[J].江西建材，2017（23）：156，161.
[3]盧建慶，宋亞洲.大跨徑公路橋梁設計標準化的關鍵問題探究[J].中國標準化，2017（20）：169-170.
[4]劉英.基于汽車荷載適應性的角度探討橋梁的設計[J].城市建筑，2012（15）：133，136.
[5]吳騰，葛耀君，熊潔.現行國內外公路橋梁汽車荷載及其響應的比較[J].結構工程師，2008（5）：130-136.
作者:于翠芳 涂定君 單位:南昌市公路勘察設計院
