为桥减负促安康——基于动态称重系统的泰州大桥治超效果分析 交通荷载是正交异性钢桥面系承受的主要活载之一，交通流量的大小、流向、轴重、车速等，对正交异性钢桥面系的疲劳寿命和使用安全性具有较大的影响。随着我国经济的快速发展，交通量日益增大，随之而来的超载现象也越来越普遍，超载对桥面铺装系的使用造成了很大的危害。
泰州大桥作为国家级重大工程，是世界首座千米级三塔悬索桥，主跨2×1080米，其“下层浇筑+上层环氧”结构体系为世界桥梁技术前沿的突破性创新，系世界首创。掌握桥面系真实服役状态，可科学指导铺装运营维保。
治超的五项举措
为确保泰州大桥全线桥梁道路结构安全和车辆通行安全，省界撤站后江苏泰州大桥有限公司积极开展全线入口拒超及整治，围绕组织领导、宣传发动、联动联勤、风险防控、督察通报五方面，全面部署入口拒超和超限超载车辆集中整治专项行动。
(1)加强组织领导。公司领导、辖区高速交警大队、交通执法大队以及相关负责人成立行动小组，统筹负责泰州大桥入口拒超和超限超载车辆集中整治方案的制定、督察落实情况、重大事项会商协调等工作。
(2)加大宣传力度。各基层单位将入口拒超和集中整治宣传相结合，进一步营造浓厚的集中整治氛围。各收费站通过印制入口拒超宣传卡片，在高速公路入出口向货运车辆发放，利用条幅、海报、LED屏等多种载体开展专项行动宣传。调度指挥中心利用沿线情报板，各高速交警和交通执法大队通过公众号、微信微博、APP客户端等媒介，广泛进行宣传。
(3)强化联勤联动。泰州大桥“一路三方”充分发挥联勤联动、紧密协作的优良传统，合力推进专项行动相关工作顺利实施。一是合理设置驻勤。各高速交警、交通执法大队根据收费站货车流量、驳载场地等条件，安排警力24小时驻勤，配合收费站开展入口拒超;未联合驻勤的收费站，则按照“一站一策”原则，实施24小时拒超。二是入口严格拒超。各收费站入口发现超载超限车辆，收费人员及时拦截，并进行现场劝返，若遇拒不配合的车辆，及时通知现场高速交警或交通执法予以配合。三是出口严格查处。各收费站出口发现严重超限超载车辆时，收费人员现场拦截，并立即通知辖区高速交警、交通执法人员前往现场处置。同时根据要求，整理超限超载车辆数据、照片、视频等材料，与高速交警、交通执法等部门共享。
(4)落实风险防控。根据《关于开展高速公路入口拒超和超限超载车辆集中整治的通知》要求，加强风险防控，针对性制定突发情况现场处置预案，重点加强现场安全生产、交通安全及治安秩序管理，全面确保现场人员及过往车辆的通行安全。
(5)每日督察通报。公司调度指挥中心每日做好入口超限车辆查处数量、超限车辆占比等指标统计工作，并进行每日通报，确保入口拒超及整治取得成效。
交通量的变化
交通荷载与桥面铺装层使用寿命密切相关，尤其重载是使之大幅缩短的重要因素。通过对泰州大桥治超前后交通量进行分析，治超前(2019年11月4日前)通车总交通量为39879辆/日，货车所占比例为21.5%;治超第一阶段通车总交通量为43956辆/日，其中货车占17.9%，治超后货车的数量约比治超前每天减少700辆，约为8%;治超第二阶段(2020年1月1日后)，货车数量比治超第一阶段减少约28%，可见2020年治超后货车的通行量得到明显控制。
图3 每日交通量统计
轴重分析
关于车辆在全桥轴重区间分布频率，根据统计轴重主要集中在0～2t、6～9t，治超前轴重重于10t的分布频率为33.01%，治超第一阶段(2019年11月4日—2020年1月1日)轴重超过10t分布频率比治超前减少8.87%，治超第二阶段(2020年1月1日后)轴重大于10t分布频率比治超前减少17.4%。
图4 泰州大桥轴载谱
治理超载获良效
泰州大桥货车治超前后超载情况分析如下：
(1)与治超前相比，治超第一阶段2~6轴货车超过限载标准的比例约减少3.2%，其中2轴货车治超数量为83辆/日，3轴货车治超数量为114辆/日，4轴货车治超数量为76辆/日，5轴货车治超前后数量相差不大，6轴货车治超数量为135辆/日;在治超第二阶段，2~6轴货车超过限载标准的比例，比第一阶段又减少11.2%，其中2轴货车治超数量为486辆/日，3轴货车治超数量为384辆/日，4轴货车治超数量为85辆/日，5轴货车的数量则基本相等，6轴货车治超数量为257辆/日。
(2)与治超前相比，治超第一阶段2~6轴货车超载25%的比例约减少3.5%，其中2轴货车治超数量为75辆/日，3轴货车治超数量为118辆/日，4轴货车治超数量为46辆/日，5轴货车治超前后数量相差不大，6轴货车治超数量为208辆/日;在治超第二阶段，2~6轴货车超载25%的比例，与第一阶段相比，又减少7.2%，其中2轴货车治超数量为301辆/日，3轴货车治超数量为196辆/日，4轴货车治超数量为26辆/日，5轴货车的数量没有明显差异，6轴货车治超数量为235辆/日。
(3)与治超前相比，治超第一阶段2~6轴货车超载50%的比例约减少2.4%，其中2轴货车治超数量为65辆/日，3轴货车治超数量为40辆/日，4轴货车治超数量为11辆/日，5轴货车治超前后数量相差较小，6轴货车治超数量为142辆/日;治超第二阶段2~6轴货车超载50%的比例，与第一阶段相比，又减少2.2%，其中2轴货车治超数量为88辆/日，3轴货车治超数量为55辆/日，4轴和5轴货车的数量前后相差不大，6轴货车治超数量为70辆/日。
(4)因通行量较少，超载75%和100%的2~6轴货车治超前后的数量均相差不大。
图5 治超前后超载百分比统计图
结构响应指标改善
随着国内在役钢桥面服役时间的不断延长，以及交通量的日益增长，尤其是货车通行比例不断增加，车辆类型日益大型化、重型化，正交异性板应力幅值增大、循环次数增多，桥面铺装及正交异性板疲劳损伤问题也将更加突出。
本文通过对泰州大桥桥面系治超前后钢桥面板U肋焊接处的应力、肋间相对挠度进行实时长期感知，分析感知数据和铺装层疲劳性能之间的关系，可以看出：
(1)力学响应监测应力幅主要分布于0～20MPa范围内，治超前分布频率为78.36%;治超后分布频率为91.79%。
(2)钢板肋间挠度主要分布于0～0.2mm范围内，治超前分布频率为86.94%;治超后分布频率为91.97%。
(3)与治超前相比，治超后应力幅在0～10MPa范围内增加18.35%;在10～20MPa范围内降低4.92%;在20～30MPa范围内降低7.45%;当其达到30MPa以上时，则降低5.98%。
(4) 与治超前相比，治超后肋间挠度值在0～0.1mm范围内增加11.32%;在0.1～0.2mm范围内降低6.29%;在0.2～0.3mm范围内降低4.22%;而超过0.3mm时则降低0.81%。
图6 应力幅分布频率
图7 肋间挠度分布频率
根据基于动态称重系统的泰州大桥治超效果分析与研究，可以得出以下规律和结论：
(1)从治超前到治超的两个阶段，货车所占通行车辆的比例在逐步下降，特别是治超第二阶段与第一阶段相比，降幅相当明显。
(2)根据货车超载情况分析，2-6轴货车的超载比例在经历治超的两个阶段后，亦呈下降的态势。
(3)经过两个阶段的治超，2轴、3轴、6轴货车超载25%及50%以上的数量明显减少，4轴和5轴货车治超前后的数量则相差不大。
(4)因通行量较少，超载75%和100%的2～6轴货车治超前后的数量均差异较小。
(5)泰州大桥桥面系治超前后应力幅主要分布于0～20MPa范围内，治超后该区间分布频率比治超前增加13.43%;在大应力幅20～30MPa范围内其分布频率比治超前降低7.45%;而当应力幅大于30MPa时，其分布频率与治超前相比则降低5.98%。
(6)泰州大桥桥面系治超前后肋间挠度主要分布在0～0.2mm范围内，治超后该区间分布频率比治超前增加5.03%;肋间挠度值在0.2~0.3mm范围内的分布频率比治超前降低4.22%;而对于0.3mm以上的区域，其分布频率比治超前降低0.81%。
综上所述，泰州大桥治超取得良好效果，尤其是2022年治超后货车超载超重等情况得到有效控制。