分析公路超限運(yùn)輸對(duì)橋梁造成毀滅性損壞的原因

1、僅供個(gè)人參考Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse簡(jiǎn)要分析公路超限運(yùn)輸造成橋梁毀滅性損壞的原因與解決辦法摘要：本文針對(duì)超限運(yùn)輸對(duì)公路橋梁的危害，分析了撫順地區(qū)目前縣、鄉(xiāng)級(jí)公路橋梁因超限損壞的幾種情況，并提出幾點(diǎn)解決辦法。關(guān)鍵詞：超限運(yùn)輸超載運(yùn)輸疲勞應(yīng)力裂縫改革開(kāi)放以來(lái)，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，交通事業(yè)得到了飛速的發(fā)展，交通量及超限車(chē)輛的也隨之大幅增加，造成了公路原有的橋梁不堪重負(fù)，致使個(gè)別橋梁發(fā)生跨塌事件，多數(shù)縣、鄉(xiāng)級(jí)公路橋梁成為險(xiǎn)橋，從而埋下了不少交通運(yùn)輸安全隱患。一、超限運(yùn)輸和超載兩者之間有著本質(zhì)的區(qū)別。超限運(yùn)輸是指汽

2、車(chē)裝載的車(chē)貨總重和軸載質(zhì)量超過(guò)了公路對(duì)其的先限值，主要研究的是車(chē)輛裝載與公路的關(guān)系。超載運(yùn)輸是指汽車(chē)在裝載時(shí)貨物超過(guò)汽車(chē)的額定載質(zhì)量，超載研究的是車(chē)輛本身。汽車(chē)超限主要有三種情況：一是早期修建的老橋由于建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低，施工工藝落后，超齡負(fù)載運(yùn)營(yíng)；二是橋梁通行的車(chē)流量超過(guò)原設(shè)計(jì)；三種是車(chē)輛違規(guī)超限。前兩種產(chǎn)生的原因主要是設(shè)計(jì)荷載的變化和交通量的增加；后者是車(chē)輛使用者違法超載營(yíng)運(yùn)，后兩種超限現(xiàn)象在我國(guó)公路運(yùn)輸中較為普遍。橋梁的超限會(huì)使橋梁疲勞應(yīng)力幅度加大、損傷加劇，甚至?xí)霈F(xiàn)一些超限引發(fā)的結(jié)構(gòu)破壞事故。另一方面，由于超限造成的橋梁內(nèi)部損傷不能恢復(fù)，將使得橋梁在正常荷載下的工作狀態(tài)發(fā)生變化，從而可能危害

3、橋梁的安全性和耐久性。例如，我市方亂線上寺小橋，因方亂線超限車(chē)輛過(guò)多，橋面混凝土在汽車(chē)超限作用下，疲勞應(yīng)力幅度過(guò)大，橋面板發(fā)生開(kāi)裂；裂縫即使在荷載卸除后雖然能夠閉合，但由于超限車(chē)輛通過(guò)頻繁，裂縫逐漸明顯，上部混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部已經(jīng)受到損傷，構(gòu)件的開(kāi)裂彎矩降低、剛度下降，2006年該橋列位險(xiǎn)橋重新修建。橋梁在正常使用荷載作用下，本來(lái)不該開(kāi)裂的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫或本來(lái)較小的裂縫成為超出規(guī)范允許的裂縫或產(chǎn)生較大的變形。這些都會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期的使用性能和耐久性產(chǎn)生不利的影響。?我國(guó)2005年以前公路橋梁設(shè)計(jì)中，計(jì)算荷載汽車(chē)車(chē)型分為汽車(chē)一10級(jí)，汽車(chē)一15級(jí)，汽車(chē)一20級(jí)和汽車(chē)超一20級(jí)四個(gè)等級(jí)，我國(guó)交通部超限運(yùn)輸車(chē)

4、輛行駛公路管理規(guī)定對(duì)公路上運(yùn)行的各種機(jī)動(dòng)車(chē)輛的軸載質(zhì)量限值及車(chē)貨總質(zhì)量限值作了明確規(guī)定。車(chē)輛軸載質(zhì)量在下列規(guī)定值以內(nèi)：?jiǎn)屋S（每側(cè)單輪胎）載質(zhì)量6000千克單軸（每側(cè)雙輪胎）載質(zhì)量10000千克雙聯(lián)軸（每側(cè)單輪胎）載質(zhì)量10000千克雙聯(lián)軸（每側(cè)各一單輪胎，雙輪胎）載質(zhì)量14000千克雙聯(lián)軸（每側(cè)雙輪胎）載質(zhì)量18000千克三聯(lián)軸（每側(cè)單輪胎）載質(zhì)量12000千克三聯(lián)軸（每側(cè)雙輪胎）載質(zhì)量22000千克?超過(guò)上述限值的超重車(chē)輛運(yùn)輸，應(yīng)向省、市公路管理機(jī)構(gòu)辦理審批手續(xù)，由公路管理機(jī)構(gòu)選定合理的運(yùn)輸路線，驗(yàn)算橋、路承載能力，制定通過(guò)方案，對(duì)運(yùn)輸線路、橋梁等采取必要的加固改建措施，運(yùn)輸車(chē)輛需持公路管理

5、機(jī)構(gòu)簽發(fā)的超限運(yùn)輸車(chē)輛通行證在批準(zhǔn)的時(shí)間和指定的公路上行駛。然而，目前許多運(yùn)輸企業(yè)受利益的驅(qū)使，無(wú)視公路法和交通部超限運(yùn)輸車(chē)輛行駛公路管理規(guī)定等法律、法規(guī)的規(guī)定，超限車(chē)輛、大噸小標(biāo)車(chē)輛在公路上任意行駛。?據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，在全國(guó)治理超限運(yùn)輸前，國(guó)省道干線公路上行駛的各類超限運(yùn)輸車(chē)輛的比例占20以上，某些運(yùn)煤路線上甚至高達(dá)7080，縣鄉(xiāng)級(jí)公路受附近鐵礦；沙場(chǎng)；石場(chǎng)影響更為嚴(yán)重，許多超限車(chē)輛的質(zhì)量大大超過(guò)限值的規(guī)定和橋涵的設(shè)計(jì)承載能力，使公路、橋梁嚴(yán)重?fù)p壞、嚴(yán)重的甚至跨塌。?二、超限運(yùn)輸對(duì)公路橋梁的破壞作用。1、超限運(yùn)輸對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的破壞作用撫順地區(qū)公路橋梁設(shè)計(jì)荷載除高速公路為汽車(chē)一超20級(jí)外，均為汽

6、車(chē)-20級(jí)及以下，少數(shù)20世紀(jì)70年代以前建造的橋梁設(shè)計(jì)荷載只有汽車(chē)-10級(jí)。超限車(chē)輛通過(guò)橋梁在最不利位置時(shí)的彎矩都大大超過(guò)了橋梁的設(shè)計(jì)荷載。超限車(chē)輛行駛會(huì)造成公路橋梁結(jié)構(gòu)損傷。這種損傷一般是累積性的，達(dá)到一定程度會(huì)引起破壞，影響安全和使用，使橋梁壽命縮短而成為危橋。一些橋梁遠(yuǎn)未達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限，就由于超限運(yùn)輸?shù)钠茐亩黄冗M(jìn)行加固維修，甚至拆除重建。例如，我市方亂線上寺小橋，因方亂線超限車(chē)輛過(guò)多，超限使得橋梁疲勞應(yīng)力幅度加大、損傷加劇，造成的橋梁內(nèi)部損傷不能恢復(fù)，使得橋梁在正常荷載下的工作狀態(tài)發(fā)生變化，橋面板混凝土在汽車(chē)超限作用下，疲勞應(yīng)力幅度過(guò)大，橋面板發(fā)生開(kāi)裂；裂縫即使在荷載卸除后雖然能夠

7、閉合，但由于超限車(chē)輛通過(guò)頻繁，裂縫逐漸明顯，上部混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部已經(jīng)受到損傷，構(gòu)件的開(kāi)裂彎矩降低、剛度下降，2006年該橋列位險(xiǎn)橋重新修建。橋梁在正常使用荷載作用下，本來(lái)不該開(kāi)裂的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫或本來(lái)較小的裂縫成為超出規(guī)范允許的裂縫或產(chǎn)生較大的變形。這些都會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期的使用性能和耐久性產(chǎn)生不利的影響。2、超限運(yùn)輸對(duì)梁板橋結(jié)構(gòu)的破壞作用超限運(yùn)輸產(chǎn)生過(guò)大的彎矩使梁板產(chǎn)生彎曲裂縫。彎曲裂縫為垂直裂縫，首先出現(xiàn)在跨中附近，從底邊向上發(fā)展，隨著荷載的增大，裂縫寬度增大，長(zhǎng)度延伸，數(shù)量增多，裂縫區(qū)域向兩側(cè)發(fā)展。產(chǎn)生過(guò)大的剪力，使梁板支座附近產(chǎn)生剪切裂縫。剪切裂縫為斜裂縫，與軸線成2550°左右的角度

8、，自下部開(kāi)始往上發(fā)展，隨著荷載的增大，裂縫長(zhǎng)度不斷增長(zhǎng)并向受壓區(qū)發(fā)展，裂縫數(shù)量不斷增多，裂縫區(qū)域也逐漸向跨中方向發(fā)展。過(guò)大的荷載，使裝配式板橋的鉸縫混凝土開(kāi)裂，導(dǎo)致橋面橫向分布削弱，橋板承受荷載增加。嚴(yán)重時(shí)鉸縫混凝土破壞，形成單塊橋板受力，使橋板斷裂，產(chǎn)生險(xiǎn)情，嚴(yán)重威脅橋梁和行車(chē)安全，如不及時(shí)采取措施，將造成嚴(yán)重事故。超限車(chē)輛通過(guò)時(shí)，由于梁式橋的主梁受力不均勻，使梁間橫隔板產(chǎn)生裂縫，接頭混凝土脫落。據(jù)調(diào)查，撫順市公路梁板橋各類裂縫較普遍，202國(guó)道、沈環(huán)線、鐵長(zhǎng)線、方北線、寶上線等車(chē)流量大，超限運(yùn)輸現(xiàn)象尤為嚴(yán)重，各線橋梁均曾發(fā)生過(guò)橋板裂縫超過(guò)允許值、橋板斷裂、基礎(chǔ)沉陷等病害，2008年上馬線黃

9、金中橋，在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)橋面板裂縫超過(guò)允許值，公路管理部門(mén)對(duì)此橋封閉交通，并組織設(shè)計(jì)部門(mén)對(duì)橋梁重新設(shè)計(jì)準(zhǔn)備拆除重建，2008年9月某夜，個(gè)別車(chē)輛擅自推開(kāi)封路用土，強(qiáng)行通行，致使橋梁跨塌，所幸車(chē)輛因車(chē)速快，沒(méi)有發(fā)生車(chē)輛、人員安全事故。我市在橋梁的使用情況，采用不定期檢查，多數(shù)橋梁由于發(fā)現(xiàn)和處理及時(shí)，避免了事故，維護(hù)了交通安全。3、超限運(yùn)輸對(duì)鋼筋混凝土拱橋結(jié)構(gòu)的破壞作用3.1 雙曲拱橋雙曲拱橋是具有我國(guó)民族風(fēng)格的橋型，六七十年代曾在全國(guó)推廣，撫順市境內(nèi)尚有少數(shù)的雙曲拱公路橋。如清原瓦北線北口前大橋，這種橋梁由于結(jié)構(gòu)整體性較差，設(shè)計(jì)荷載偏低，病害率較高，承載能力不足。超限車(chē)輛行駛使雙曲拱橋的病害加速發(fā)展

10、，主拱圈拱項(xiàng)、拱腳附近產(chǎn)生徑向裂縫，拱波產(chǎn)生縱向裂縫，肋波結(jié)合處產(chǎn)生水平裂縫；腹拱開(kāi)裂，腹孔微彎板裂縫不斷增多、增長(zhǎng)、增寬、增深，甚至混凝土碎裂，局部結(jié)構(gòu)破壞。3.2 桁架拱橋桁架拱橋是在雙曲拱橋基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的輕型拱橋。超限車(chē)輛行駛，使桁架拱薄弱桿件發(fā)生裂縫，隨著荷載的增加和反復(fù)作用，裂縫擴(kuò)展，導(dǎo)致薄弱桿件斷裂，成為危橋，嚴(yán)重威脅行車(chē)安全。3.3 石拱橋撫順市由于地處東部山區(qū)，石料資源豐富，石拱橋較多，在我市公路上石拱橋一般承載潛力較大，病害較少，但也有部分橋梁如開(kāi)草線荒地橋由于超載作用產(chǎn)生了拱圈變形及橫向裂縫。3.4 橋面微彎板結(jié)構(gòu)撫順市輕型拱橋（雙曲拱、桁架拱、剛架拱）橋面結(jié)構(gòu)大多是采用

11、微彎板結(jié)構(gòu)，如新賓永紅線二道橋，這種結(jié)構(gòu)承載潛力不大，又直接承受車(chē)輪荷載作用，病害非常普遍。2007年永紅線二道橋在超限車(chē)輛作用下，先是微彎板局部板塊底部跨中出現(xiàn)裂縫，繼而裂縫逐漸發(fā)展直至混凝土碎裂、脫落，局部結(jié)構(gòu)破壞，危及橋梁及行車(chē)安全。我市公路管理部門(mén)組織專家對(duì)此橋能否進(jìn)行繼續(xù)使用進(jìn)行鑒定，決定對(duì)該橋重建。4、超限運(yùn)輸對(duì)橋面系的破壞作用橋面系中橋面鋪裝和伸縮縫是車(chē)輛直接作用的部分，直接承受車(chē)輪荷載的壓力、沖擊、剪切與磨耗，并要求與主要承重結(jié)構(gòu)必需共同受力，協(xié)調(diào)變形。超限車(chē)輛行駛使上述作用力大大增加，同時(shí)以往橋面鋪裝設(shè)計(jì)沒(méi)有特別的計(jì)算，只是配置少量構(gòu)造鋼筋，因此，橋面鋪裝和伸縮縫病害十分普遍

12、。致使橋梁建成不久，橋面鋪裝即產(chǎn)裂縫，有不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫，較規(guī)則的縱向、橫向裂縫及較嚴(yán)重的碎裂等，使行車(chē)顛簸不適。病害進(jìn)一步發(fā)展，可影響主體承重結(jié)構(gòu)，使主體承重結(jié)構(gòu)受損，如空心板頂板混凝土被壓碎，T梁翼板混凝土邊緣被壓碎，以致在橋面上形成窟窿，嚴(yán)重影響行車(chē)安全。此外超限運(yùn)輸使橋面伸縮縫壽命大大縮短，撫順市某些干線橋梁上普通橡膠和鋼板伸縮縫使用不到一年，即嚴(yán)重破損：錨固件松動(dòng)脫落，橡膠板、鋼板脫落，伸縮縫邊緣混凝土破碎。不但影響車(chē)輛行駛，而且危及交通安全，成為困擾養(yǎng)護(hù)工作的老大難問(wèn)題。為此，公路養(yǎng)護(hù)管理部門(mén)每年都要安排大中修經(jīng)費(fèi)對(duì)老式的橡膠板、鋼板伸縮縫進(jìn)行改造。三、對(duì)超限運(yùn)輸治理方面的幾點(diǎn)建議

13、1、超限運(yùn)輸嚴(yán)重影響公路與橋梁的正常使用，威脅公路安全暢通，危及人民生命財(cái)產(chǎn)安全，必須繼續(xù)加大治理力度。2、徹底根治超限運(yùn)輸要進(jìn)一步完善相關(guān)法律、法規(guī)，由政府牽頭，一方面積極宣傳超限的危害性、另一方面嚴(yán)懲超限車(chē)輛，雙管齊下，重拳出擊。3、我國(guó)重型汽車(chē)運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展應(yīng)和我國(guó)的道路狀況及國(guó)力相適應(yīng)，避免出現(xiàn)車(chē)輛發(fā)展太快，我國(guó)現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施的承載能力跟不上重型車(chē)輛的發(fā)展，出現(xiàn)自相矛盾。4、公路管理部門(mén)要加強(qiáng)對(duì)超限運(yùn)輸管理的力度，在重要的干線公路上應(yīng)普遍設(shè)立超限運(yùn)輸固定檢測(cè)站和流動(dòng)檢測(cè)點(diǎn)，實(shí)行以超載卸貨為主的管理，扼止超限運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展。5、公路養(yǎng)護(hù)管理部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)公路橋梁的檢查養(yǎng)護(hù)和管理，確保橋梁安全使用，

14、特別要防止發(fā)生惡性事故。橋梁檢查制度要落到實(shí)處，應(yīng)定期對(duì)橋梁進(jìn)行健康檢查，維護(hù)橋梁安全。?對(duì)發(fā)現(xiàn)的橋梁病害要及時(shí)維修，徹底改變以往“養(yǎng)路不養(yǎng)橋”的情況，養(yǎng)護(hù)檢查考評(píng)時(shí)要嚴(yán)格對(duì)橋梁技術(shù)狀況的要求，使橋梁保持良好的技術(shù)狀態(tài)。6、有計(jì)劃地對(duì)危橋進(jìn)行改造。危橋改造中，對(duì)舊橋的處理要慎重，既要堅(jiān)持技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，又要充分利用原有結(jié)構(gòu)，對(duì)許多有利用價(jià)值的原有橋梁結(jié)構(gòu)，應(yīng)通過(guò)加固，恢復(fù)其承載能力，延長(zhǎng)使用壽命，不能簡(jiǎn)單一拆了之，以節(jié)約寶貴的建設(shè)資金。結(jié)束語(yǔ)：總之加大打擊公路超限運(yùn)輸工作任重而道遠(yuǎn)，這項(xiàng)工作不僅要求我們懂技術(shù)、懂管理，更要求我們有一個(gè)為公路事業(yè)的獻(xiàn)身精神，增強(qiáng)責(zé)任心，加強(qiáng)對(duì)公路橋梁的檢查養(yǎng)護(hù)和管理，在節(jié)約公路建設(shè)資金的前提下，確保橋梁安全使用。不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse.Nurfurdenpers?nlichenfurStudien,Forschung,zukommerziel