郑州市在役省国道车辆数据调研

郑州市在役省国道车辆数据调研

李宁宁,王艳

河南水利与环境职业学院，河南郑州，450008

摘要：经济迅速发展下，郑州存在一批九十年代建造的钢筋混凝土桥梁，其运行三十多年，加上当时设计时荷载取值较低，以及超载，荷载设计变化，其运行已经严重受到影响，因此采用合理的方式进行数据采集，对其进行评估显得尤为重要。

关键字：车辆数据超载荷载效应

据调查交通部在2020年发布一则关于《交通运输行业发展统计公报》，报告指出：截止到2020年年末在我国公路营运汽车共计1171.54万辆。分为载客汽车和载货汽车两种。其中载客汽车61.26万辆、1840.89万客位；载货汽车1110.28万辆、15784.17万吨位。载货汽车中普通货车414.14万辆，专用货车50.67万辆，牵引车310.84万辆，挂车334.63万辆。全年完成营业性货运量342.64亿吨，比上年下降0.3%，完成货物周转量60171.85亿吨公里，增长0.9%。具体数据如图所示：

2020年交通运输发展统计图

郑州作为全国重要的交通运输枢纽，承担着全国重要的客货运输重任。其中郑州周边国道、省道作为为推动我省经济发展的重要交通基础设施，有着举足轻重的作用。然而在省国道中存在一批九十年代左右修建的钢筋混凝土旧桥，距今运营时长已达三十年，当时在设计时设计荷载取值偏小，再加上其服役时间较长，以及受到空气中化学物质的影响，相当大一大批已进入“老龄阶段”。功能退化、常年带病运营，尤其是位于城市周边国道、省道的桥梁由于其车辆荷载效应大于设计规范荷载标准效应，超过了既有桥梁建造时选用规范的最大限值，使得既有钢筋混凝土梁桥的安全性能严重受到威胁,同时行人走在桥梁上容易不适。

在影响桥梁寿命当中车辆荷载是造成桥梁疲劳损伤的重要因素[1]，也是保障桥梁能否正常运行的基础。伴随着近几年社会发展、交通运输的增长，桥梁每天都会受到大量车辆的反复荷载作用，每逢节假日及早晚高峰时车辆更多，并且由于管理不到位会有大量超载车辆经过桥梁，因此桥梁在日常运营过程中，车辆荷载是桥梁结构最主要的外荷载。有必要对桥梁运行过程中的响应及桥梁的寿命进行准确合理的评估和预测，为桥梁的正常运行提供技术支持。为实时了解桥梁的运营状态，对可能出现的病害进行预测[2]，发现结构病害并及时采取措施予以补救，为了保证桥梁结构能够正常运营，对于郑州周边的国道、省道桥梁进行车辆数据采集显得尤为重要。

通过对2007年-2015年对国内桥梁垮塌进行了大致调查统计,共发现其中有28座桥因车辆超载而垮塌，最近一次2019年10月10日无锡桥梁垮塌引起人们关注。面对这严峻超载形势，国务院、交通运输部及各省市交通运输管理部门近10年制订了一系列治理超载超限运输的法规与文件，设立了大量交通稽查站，力图通过行政处罚、经济杠杆等手段来遏制超载运输问题，但我国地域的复杂性和经济发展的多样性，对超载超重运输车辆的治理还未能达到理想效果。由于车辆荷载在空间和时间上分布随机性较强，因此对于多个地区、多个时间段统计合理分析是研究车辆荷载一个有效途径。

基于这一现实，在承载能力不能适应运营车辆荷载需求的既有桥梁数量巨大、短期内难以全面改造、仅仅通过管理措施并不能遏制超载运输的情况下，采取客观先进的手段方法，掌握运营车辆荷载变异现状、把握运营车辆荷载发展规律、科学描述刻画运营车辆荷载的统计特征，既是进行运营车辆荷载管制、治理超限运输的基础性工作之一，也是既有桥梁的安全运营、检测评估、加固改造提的前提，因此有必要对当前桥梁承受的车辆荷载、车辆荷载效应进行研究。现场交通数据采集方案数据采集地点的选择遵循以下几大原则：

1、调查方案设计及调查路线安排及现场调查

调研目的：为掌握郑州周边地区主要国道、省道以及城市道路的交通特性，以及城市主干道客货车交通运行情况，了解通过采集来的数据，用于后期研究适用于郑州周边地区的公路桥梁检测评估荷载。为桥梁检测荷载提供依据，需要对重要路段的客货车流量进行观测。（1）根据郑州实际的交通资料由进行调查方案的设计，选取调查路段、长度；（2）组织课题组人员现场踏勘路况和调查路线，综合所有因素确定郑州市城市周边处于车流辆密集地段、交通方便、具有一般代表性的国道、省道。（3）确定的路段要具有代表性，能满足大多数国道省道车流分布，为方便后期数据处理能准确化、代表性，选择直线道路采集。

2、数据采集的时间

由于受资金及环境限制，将交通荷载的调查周期定为八个月，在进行时间选取时应考虑气候条件、交通量、经济因素查阅郑州市相关环境资料，确定具体的人工现场采集时间分别是白天8：30-11：30和下午14：00-18：00；夜晚采集时间为19:00-凌晨5:00进行相应数据采集。采集路段为S312郑州北线67.2公里、郑州南四环28.1公里、G107郑州段9公里。

3、记录方法

主要以自身研发交通调查APP为主，人工记录为辅相进行。

（1）交通调查APP记录：在APP里根据实际选取车型选项，点选相应的车型。

（2）人工记录：采用原始方法根据每段路程出现的车辆，用画“正”字的方法分类统计车流量，记录在相应的交通调查表里。

（3）本次调研采取定点断面测量，统计单位时间内横断面通过各种车辆类型，记录所测道路车道数及车速限制，由于本次调研主要获取车辆分布类型，车道数影响不大，因此将所有车道合并汇总进行实测、分析。

4.车辆调查站点布设

本次调查研究所用数据采集于2021年11月-2022年6月，共计8个月。包含郑州市区周边G107国道、S312省道等系列道路，如下图所示：

郑州交通调查路段示意图

通过对郑州周边省国道交通状况分析及数据采集，获得其车辆分布情况，为限载及车辆管控提供参考以及为后期车辆荷载分析奠定基础。

参考文献：

 [1]赵少杰，任伟新．超限超载交通对桥梁疲劳损伤及可靠度的影响［Ｊ］．

 [2]李文杰.公路桥梁车辆荷载研究［D］.大连：大连理工大学，2009.

作者简介：李宁宁（1993-），女，汉族，河南安阳人，硕士研究生，河南水利与环境职业学院，助教，研究方向：土木工程

王艳（1993-），女，汉族，内蒙古通辽人，大学本科，河南水利与环境职业学院，助教，研究方向，土木工程