第1章　绪论

1.1　研究意义

桥梁是结构工程领域的一个重要部分,对一个国家和地区的发展有着重要意义。桥面上运动的车辆(动荷载)影响路面和桥梁的使用寿命,制约甚至影响到一个地区或国家的经济发展。车辆总重及各轴轴重数据是世界上许多国家交通部门关心的问题,因为车辆总重及各轴轴重是桥梁规划设计、维护管理及其安全健康监测的重要参考数据,但实际测量这些数据却很困难。传统的测量手段在测量静载时非常精确,但是在移动荷载的测量方面却存在巨大的误差,在这种情况下,由桥梁响应识别移动荷载就成为各国专家学者的研究重点。

随着我国经济建设的迅猛发展,公路交通量急剧增大,车辆的行驶速度和轴重不断增加,公路桥梁在移动荷载作用下遭受的破坏也日益严重。公路交通量迅速增长,车辆速度明显加快,各种载重货车、大平板车、带挂汽车和集装箱运输车的数量和比重逐年递增,相对而言,道路与桥梁等基础设施的发展则较为滞后。许多早期设计的桥梁现时通常要承受比当时设计高出很多的车流量,而新建造的桥梁,则往往由于景观和建筑上的需要,以及高强材料的应用,设计得较为细长而柔软,要确保这些桥梁有足够的强度和刚度,就必须考虑汽车动荷载对桥梁的影响。根据我国的具体国情,准确识别移动车载,设计维护桥梁,发展公路桥梁事业,可以说是从事桥梁研究设计人员的一项非常有意义的工作。

现行的美国公路车辆重量和尺寸规章(标准)是美国公路管理局于1995年制定的。车辆尺寸和重量标准是规范和控制国家公路适用车辆最大允许尺寸和重量的重要指标,也是检查和控制超限和超载车辆的基本依据,主要包括轴重、总重、长度及车桥荷载公式限制重量等。该规章具有几个特点:一是既有固定的标准数值,又有允许的超出范围值,如马里兰州和俄亥俄州规定,单轴重量容许范围可以超出标准值的50%左右;二是仅对卡车(车辆)的最大允许长度和宽度尺寸加以规定,最大允许高度由各州酌情确定;三是在统一原则规定的前提下,允许各州根据当地地理气候和自然资源条件对规章进行适当调整、修改和补充。

1987年以来,我国国务院和交通部陆续颁布了公路及超限运输管理的有关条例和法规,但一些运输企业为了谋取更大的利润,违背国家有关车辆额定尺寸和载重量的规定进行超限超载运输,严重破坏了道路等交通基础设施,而且威胁着行车安全。严格按照车辆尺寸和载重法规执法、治理超限超载车辆一直是各级政府部门道路运输管理的主要内容之一,如何利用各种先进技术精确识别移动车载是我国面临的重大课题。

美国各州实施车辆尺寸和重量规章的检测设施主要包括固定检测站、移动检测站、动态称重技术(也称不停车车重检测技术)和设备等。不停车车重检测技术是一项高效率、低成本的检测技术。目前,传统的停车车重检测设备,如地磅检测设备等,大多数已被动态称重所取代。该项技术正在进一步开发,与车辆自动识别、计算机技术和视频技术等系统集成应用,实现车重检测的自动化、智能化。与国外先进的移动称重技术相比,我国移动荷载识别技术严重滞后,而国内市场对该技术需求又十分迫切,因此对这一领域的研究有着重要的现实意义和巨大的应用前景。