車輛的承載能力統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)至關(guān)重要，尤其對于橋梁的設(shè)計(jì)施工，是橋梁設(shè)計(jì)評(píng)估中的關(guān)鍵作用參數(shù)。本文主要探討公路汽車荷載統(tǒng)計(jì)特征。

　　《鐵道車輛》由四方車輛研究所主辦的鐵道車輛專業(yè)的綜合性技術(shù)期刊。1963年創(chuàng)刊，國內(nèi)外公開發(fā)行。認(rèn)真貫徹執(zhí)行“百花齊放、百家爭鳴”的方針，力求迅速、準(zhǔn)確、全面反映和交流我國廣大鐵路車輛工作者在各個(gè)方面的研究成果和工作經(jīng)驗(yàn)，努力為鐵路運(yùn)輸和生產(chǎn)的發(fā)展服務(wù)，為提高我國鐵路車輛的技術(shù)水平、實(shí)現(xiàn)鐵路運(yùn)輸現(xiàn)代化做出貢獻(xiàn)。

　　運(yùn)用動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)結(jié)合人工調(diào)查對典型地區(qū)的公路汽車荷載進(jìn)行采集，獲得了湖南、廣東、貴州及廣西地區(qū)的汽車荷載數(shù)據(jù);基于荷載統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，分析了這些地區(qū)車輛荷載的車型、軸重、軸距等分布特征，為修訂和完善汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)提供參考。

　　隨著中國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，運(yùn)輸車輛不斷大型化和重型化，各級(jí)公路特別是橋梁承擔(dān)的交通量及汽車荷載不斷加大，橋梁的安全風(fēng)險(xiǎn)越來越大，如2011年7月分別發(fā)生在江蘇鹽城通榆河橋、武夷山公館大橋、杭州錢江三橋引橋、北京寶山寺白河橋的坍塌事故，都是由超載運(yùn)輸車輛的作用所引起的。汽車荷載作為橋梁承受的基本可變荷載之一，目前，國內(nèi)橋梁設(shè)計(jì)、安全評(píng)估等通常基于規(guī)范的常規(guī)車輛荷載標(biāo)準(zhǔn)，隨著交通荷載的不斷變化，有可能低估橋梁實(shí)際存在的安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，開展對各地區(qū)汽車荷載現(xiàn)狀的調(diào)查統(tǒng)計(jì)十分重要。該文運(yùn)用動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)，結(jié)合人工調(diào)查法，開展公路汽車荷載統(tǒng)計(jì)特征研究，為公路及橋梁設(shè)計(jì)、安全評(píng)估等提供借鑒和參考。

　　1車輛荷載數(shù)據(jù)的采集

　　公路汽車荷載數(shù)據(jù)主要通過布設(shè)在全國各地的WIM系統(tǒng)進(jìn)行采集，對于未埋設(shè)WIM系統(tǒng)的地區(qū)，采用人工現(xiàn)場調(diào)查方法。

　　1.1WIM系統(tǒng)

　　WIM系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)稱重技術(shù)對行駛在路上的車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)測量，獲得相應(yīng)的車輛荷載數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)包含傳感器和數(shù)據(jù)采集儀(見圖1)，獲取的數(shù)據(jù)包括車重、軸重、車速、軸距、車輛類型等。與靜態(tài)稱重相比，動(dòng)態(tài)稱重的優(yōu)點(diǎn)是省時(shí)、高效，且不對交通造成干擾。

　　1.2各地區(qū)汽車荷載數(shù)據(jù)的采集

　　(1)湖南地區(qū)車輛荷載數(shù)據(jù)采集。采用人工調(diào)查方法，調(diào)查地區(qū)覆蓋全省主要市州。主要被調(diào)查公路包括G107宜章繞城公路、華容安鄉(xiāng)荊八路、衡陽干線公路S315線和婁漣公路、株洲市S210線、S317沅陵縣苦藤鋪至白田公路、瀘溪浦市至辰溪公路改建工程、S237冷水灘珊瑚至東安井頭圩公路。采用便攜式汽車稱重儀進(jìn)行荷載調(diào)查。本著盡量不影響正常交通的原則，選擇寬闊地帶作為檢測點(diǎn)。只對貨車進(jìn)行調(diào)查，未調(diào)查小車及客車。共收集7457組汽車荷載數(shù)據(jù)。

　　(2)廣東地區(qū)車輛荷載數(shù)據(jù)采集。調(diào)查地點(diǎn)為廣東虎門渡口東引道，該引道是進(jìn)出東莞虎門渡口的重要通道，日交通量為10000～20000輛，為雙向四車道一級(jí)公路。過往車輛包括貨車、客車、小型客車等，車型具有一定的代表性。采用HI-TRAC100型商用WIM系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用壓電傳感器感應(yīng)并稱量車輛軸重，車速測量精度為±1.5%，軸重測量精度為±10%。車型分類主要根據(jù)軸數(shù)和軸型進(jìn)行，共分為二軸、三軸、四軸、五軸、六軸五類。共進(jìn)行7d現(xiàn)場實(shí)測，收集到65535組汽車荷載數(shù)據(jù)。

　　(3)貴州地區(qū)車輛荷載數(shù)據(jù)采集。貴州地區(qū)車輛荷載調(diào)查在鎮(zhèn)勝(鎮(zhèn)寧—勝境關(guān))高速公路壩陵河特大橋上進(jìn)行。該橋跨越壩陵河大峽谷，主跨為1088m雙塔單跨鋼桁架懸索橋，全橋長2237m。采用壓電式WIM稱重系統(tǒng)，共進(jìn)行7d現(xiàn)場實(shí)測，收集到41415組汽車荷載數(shù)據(jù)。

　　(4)廣西地區(qū)車輛荷載數(shù)據(jù)采集。廣西地區(qū)車輛荷載采集在南寧市白沙大橋上進(jìn)行。該橋限制貨車通行，總長2605m，主橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力砼獨(dú)塔雙索面斜拉橋。該橋安裝了雙向兩車道高速動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)，該WIM系統(tǒng)由高速稱重傳感器、動(dòng)態(tài)稱重儀及野外機(jī)柜等組成。收集1個(gè)月汽車荷載實(shí)測數(shù)據(jù)，共377299組。該橋?qū)嵭邢掭d通行，統(tǒng)計(jì)結(jié)果可作為與非限載通行地區(qū)車輛荷載狀況的對比參照。

　　2車輛荷載數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)特征分析

　　2.1車型分布特征

　　對各地區(qū)的車輛按車型軸數(shù)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，各軸車所占總車輛數(shù)的百分比見表1。從表1來看，各地區(qū)公路上通行的車輛大部分為兩軸車，占比均在60%以上;貴州和湖南兩地四軸以上車輛較多，約占總車輛數(shù)的20%;廣西南寧大橋由于限載通行，五軸以上重車占比很小。

　　2.2車重分布特征

　　對各地區(qū)的車輛按車重范圍進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計(jì)，得到各車重占總車輛數(shù)的百分比(見表2)及典型地區(qū)的車重分布(見圖2～4)。其中由于湖南地區(qū)采用人工調(diào)查方法，未對小車及客車進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，故總重小于3t的車輛實(shí)測較少。從表2、圖2～5可見：湖南和貴州兩地車輛超載較嚴(yán)重，湖南地區(qū)總重550kN以上的超重車約占6.6%，貴州地區(qū)車重550kN以上的車輛接近總數(shù)的5%;廣東和廣西地區(qū)車重較輕，車重200kN以下的車輛占95%以上，550kN以上的超重車很少，占比均在1%以下。

　　2.3軸重分布特征

　　各典型地區(qū)車輛平均軸重及總重統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3～5。從表3～5來看，湖南地區(qū)主要針對貨車采用人工調(diào)查法進(jìn)行荷載數(shù)據(jù)采集，故其二軸車平均軸重和總重均較大;湖南和貴州地區(qū)四軸、五軸車的單軸平均軸重較大，部分軸重超過10t，相應(yīng)總重也較重;單軸重最重的車型多出現(xiàn)在三軸、四軸、五軸車，六軸車雖然平均總重最重，但荷載在各軸之間分配相對較均勻，單軸重相比其他車型差別不大;廣東地區(qū)各軸車的平均軸重及總重相對較小;南寧地區(qū)由于限載通行，超載重車很少。

　　2.4車輛軸距分布特征各典型地區(qū)車輛平均軸距分布統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表6～8。從表6～8來看，各地區(qū)二軸車、六軸車的平均軸距分布基本一致;廣東地區(qū)四軸車在2～3軸的軸距較大，達(dá)到7.38m;各地區(qū)三軸和五軸車及其平均軸距差異較大，說明這兩種車型在運(yùn)輸車輛中有較大的變異性和自由性。

　　3結(jié)論

　　該文統(tǒng)計(jì)分析了全國典型地區(qū)收集的公路車輛荷載數(shù)據(jù)，獲得了湖南、廣東、貴州和廣西地區(qū)的車輛荷載分布類型及特征，主要結(jié)論如下：1)各地區(qū)公路通行的車輛大部分為二軸車;貴州和湖南兩地四軸以上重車較多，約占總車輛數(shù)的20%。2)湖南和貴州地區(qū)的車輛超載較嚴(yán)重，總重550kN以上的超重車約占5%;廣東和廣西地區(qū)車重200kN以下的車輛較多，占95%以上，超重車很少，占比均在1%以下。3)單軸平均軸重最大的是湖南和貴州地區(qū)，部分單軸重超過10t;各地區(qū)單軸重最重的車型多出現(xiàn)在三軸、四軸、五軸車，六軸車雖然平均總重最重，但荷載在各軸間的分配相對較均勻，單軸重相比其他車型并不大。4)各地區(qū)二軸車、六軸車的平均軸距分布基本一致;三軸和五軸車及其平均軸距差異較大，說明其在運(yùn)輸車輛中具有較大的變異性和自由性。中國幅員遼闊，各地區(qū)的公路汽車荷載千差萬別，呈現(xiàn)隨機(jī)時(shí)變性和因地而異的特性，如何獲取大量準(zhǔn)確可靠的交通數(shù)據(jù)并以此為基礎(chǔ)建立準(zhǔn)確、適用的車輛荷載模型是關(guān)鍵，也是研究難點(diǎn)。