차량이 주차되거나 이동 중일 때 도로 교량이 더 많은 하중을 경험합니까?

교량은 교량을 통과 할 것으로 예상되는 차량에서 발생하는 하중에 맞게 설계되었습니다. 여기에는 차량의 무게와 차량의 움직임으로 인해 발생할 수있는 동적 하중이 포함됩니다. 동적 하중은 "바운스"또는 조인트 또는 움푹 들어간 곳에서 발생할 수 있습니다.

처음에는 차량이 움직이고있는 동안 (차량의 중량과 동적 하중) 교량에 더 많은 하중이 가해지는 것이 분명해 보입니다. 동적 하중은 차량의 주행 속도에 비례하지만 차량이 더 빨라질수록 일반적으로 더 멀리 떨어져 있습니다.

차량이 정차하면 일반적으로 차량이 움직일 때보 다 훨씬 더 가깝습니다.

• 멀리 떨어진 움직이는 차량 보다 주차 공간이 좁아 다리에 더 많은 하중이 걸리는 상황이 있습니까?
• 이 두 가지 상황이 교량 설계에 포함되어 있습니까?

주차 된 차량과 움직이는 차량

남아프리카 교량 설계 코드 TMH7의 89 페이지 부록 2.A, 조항 2.A.1에 명시된 바와 같이, 근접한 주차 (또는 느리게 움직이는) 차량은 훨씬 더 번거 롭습니다 .

매우 작은 스팬 범위를 제외하고는 트래픽 차단으로 인한 혼잡 한 (범퍼에서 범퍼) 조건 하에서 최악의 로딩 조건이 발생하고 차량 간 인터벌 증가로 인한 속도로 트래픽 분산이 발생한다는 것이 일반적으로 받아 들여지고 쉽게 보여 질 수 있습니다. 간격은 영향의 영향을 상쇄합니다.

그러나 이것은 단위 길이 당 같은 무게의 차량을 무제한으로 검사하는 경우에만 해당됩니다. 비정상적으로 매우 무거운 차량이 다리를 건너는 경우이 차량 중 하나만 있고 범퍼와 범퍼를 만들 수 없으므로이 규칙을 적용 할 수 없습니다. 따라서 관련 구성을 고려하기 위해 브리지 설계 코드를 사용합니다.

교량 설계 코드

교량 설계와 관련하여 모든 국가는 설계 코드에 자체 교량을 설치하는 것으로 보입니다. 이 코드를 많이 읽었습니다. 업무 중 상당 부분이 이러한 브리지로드 코드를 브리지 디자인 소프트웨어로 프로그래밍하는 것입니다. 대부분의 설계 코드에는 "주차 차량"또는 "이동 차량"에 대한 지정이 거의 없지만 다양한 하중 구성을 점검해야합니다. 내가 아는 가장 가까운 것은 영국의 BD86 표준입니다.

BD86은 기존 영국 교량을 평가하여 매우 무거운 차량 (SO 또는 SOV 하중)을 운반합니다. 3.20 ~ 3.25 절은 서로 다른 두 가지 구성을 제공합니다. (i) SO / SOV가 동적 인자와 함께 정상 속도로 이동하고 SO / SOV의 25m 이내에 정상 하중이 허용되지 않습니다. 또는 (ii) SO / SOV가 동적 인자없이 저속으로 이동하지만 정상 하중은 더 가까워진다 (5m 이내).

그러나 전 세계의 다른 모든 설계 표준은 어떻습니까? 표준 설계 부하가 너무 낮아서 교량 고장이 발생하지 않았다는 사실을 근거로 설계 표준이 최악의 경우를 확실히 고려하는 것이 안전하다고 생각합니다. 따라서 그것이 무엇을 위해 설계 되었든간에, 그것은 이동 하중 또는 근접한 정적 하중 중 최악의 경우를 나타내야합니다.

대부분의 국가의 고속도로 적재 표준은 두 가지 구성, 즉 단일 차량 (또는 차선 당 단일 차량) 구성과 균일하게 분산 된 하중 구성 (예 : 추가되는 모든 지역에 적용되는 면적당 하중) 구성을 고려해야합니다. 효과를 위해 설계되었습니다). 이 두 번째 구성은 밀접하게 주차 된 차량 일 수도 있고, 이격 된 많은 트럭 / 트럭을 나타낼 수도 있지만 무게는 전체 길이에 걸쳐 평균을냅니다. 나는 그것이 실제로 두 가지 상황을 모두 나타낼 수 있다고 생각합니다.

여기서 중요한 사실은 자동차에 비해 트럭 / 트럭의 상대적 무게입니다. 영국에서는 일반 트럭 (즉, 여행에 대한 특별 허가가 필요하지 않은 트럭)의 최대 무게는 44 톤이며 길이는 약 12m입니다. 이것은 3.7t / m를 제공합니다. 전형적인 차 (Vauxhall Astra를 골랐습니다)는 약 2 톤, 4.5m 길이로 0.45t / m입니다.

이동하는 적재 상황에서는 트럭 / 트럭이 꽤 잘 떨어져있을 수 있지만 교통 체증 상황에서는 화물차와 자동차가 혼합되는 경향이있을 때 트럭 / 트럭 간격은 거의 동일합니다. . 트럭 / 트럭에 비해 길이 당로드가 거의없는 자동차의 경우, 단위 길이 당 평균로드는 교통량의 이동 또는 문구에 관계없이 거의 동일 할 수 있습니다.

비록 다른 각도에서 나오지만 브리지 평가를위한 AASHTO의 매뉴얼을 믿습니다. 주석 조항 C6B.7.2.2는 이와 같은 것을 암시한다. 그것은 말한다 :

각각의 유닛에 대한 최대 허용 중량이 적을수록 최대 허용 중량의 일련의 근접한 대형 차량을 가질 확률이 커진다. 즉, 무거운 차량의 열차보다 가벼운 차량의 열차가있을 가능성이 높습니다.

나는 이것이 주차 / 이동 상황에 적용될 수 있다고 가정 합니다. 즉, 한 번에 다리에 차량이 많을수록 평균 차량 중량이 낮아집니다.

더 중요한 것은 문제의 교량, 길이 및 적용되는 하중의 특성에 따라 다릅니다. 이 토론에서는 고속도로 교통량을 가정합니다.

문제는 역동적 인 효과에 관한 것이며, 이는 단지 구덩이를 때리는 것 이상의 영향을 미친다는 점에 주목할 가치가 있습니다. 탄성 단일 경간 단순 빔에 힘이 순간적으로 가해지면, 정점의 경우 같은 힘에서 최대 편향이 두 배로 변합니다. 표면 요철 (구멍 등).

대부분의 고속도로 교량의 경우 동적 효과가 더 중요하다고 생각합니다. 간격이 빠르고 빠른 트래픽은 느리고 일괄 처리 된 트래픽보다 더 번거 롭습니다. 그러나이 결론은 긴 교량보다 더 짧은 교량 (최대 수십 미터)이 있다는 관찰에 근거합니다. 하나의 보편적 인 답변을 제공하는 일반적인 원칙은 없습니다.

매우 짧은 교량의 경우 트래픽이 대기 중인지 여부와 관련이 없는지 여부를 판단하는 것이 상대적으로 간단합니다. 교량이 1 대의 차량보다 짧은 경우 1 대의 차량 (또는 1 개의 차축) 만 교량에있을 것이므로 대기열이 있는지 여부 또는 구조물 또는 적재물을 적재하는 차량의 수에 영향을 미치지 않습니다. 반대로, 갑판에 수백 대의 차량이 있다면, 한 대의 차량의 하중이 순간적으로 두 배가 되더라도 매우 긴 다리 (수백 미터 길이), 구덩이에 부딪힌 한 대의 차량은 무시할만한 효과가 있다고 상상하기 쉽습니다. 비례 적으로 큰 효과는 없습니다.

영국 관행에서 간선 도로 교량은 고속도로 청 문서 (소위 'BD'및 'BA')에 맞게 설계 및 평가됩니다. 차량 고속도로 적재는 두 가지 '맛'에 있으며, HA는 '정상적인'교통량이며, HB는 비정상적인 적재 하에서 교량의 특성을 검사하는 데 사용되는 임의의 적재량입니다. 설계를위한 HA 하중은 BD37에 정의되어 있으며 파생에는 충격에 대한 허용이 포함되어 있습니다. 부록 A : "고속도로 교량에 대한 차축의 영향은 정적 차축 중량의 80 %까지 높을 수 있으며이 크기의 허용은 이루어졌습니다 범위가 커질수록 영향의 영향은 줄어 듭니다.

교통 대기열은 코-꼬리 다발을 발생시킬뿐만 아니라 차량을 좌우로 밀착시키는 원인이 될 수 있습니다. BD에서 이것을 '측면 번칭'이라고하며, 더 많은 차량이 구조물에 모이는 곳입니다.

BD37 은 충돌과 측면 번칭을 동시에 허용합니다. 즉, 밀착 포장 된 교통 체증이 고속으로 진행되고 있다고 가정합니다. 이것은 분명히 일어나지 않지만 코드가 캡슐화하는 것입니다.

그러나 기존 구조를 평가할 때 영국 표준은 두 가지 효과를 함께 적용하지 않습니다. BD21 은 구조를 평가하기위한 코드입니다. 5.23 절이이 문제를 구체적으로 다룬다 (UDL과 KEL은 HA 로딩의 두 구성 요소이다) :

"HA UDL과 KEL은 측면 뭉침 계수를 사용하여 도출되었는데, 느리게 움직이는 상황에서는 표시된 차선 또는 명목 차선보다 더 많은 차선이 교량을 사용할 수 있다는 가능성을 고려했습니다. 확률 분석에 따르면 최대 충격 효과는 대안적인 통행 속도와 번칭 상황의 영향을 비교 한 결과, 측면 번짐이없는 고속 고 충격 영향이 교량 하중에 대한 가장 엄격한 기준이라는 결론을 내 렸습니다. 그러므로 HA UDL과 KEL은 다음 조정 계수 (AF)로 나눔으로써 측면 뭉침 계수를 제거하기 위해 조정되어야한다. "

조정 계수는로드 길이가 최대 20m 인 경우 비교적 많지만 40m로드 된 길이에서 1.0까지 (즉, 1.0으로 나누므로 값을 변경하지 않음) 테일링합니다.

로딩은 어느 정도 경험적이며 확률 론적 분석 후에 도출되며 추측을 포함하기 때문에 이것으로부터 결정적인 진술을 할 수는 없습니다 (즉, "20m 이하에서 동적, 40m 이상에서는 트래픽 대기열"이라고 말할 수 없습니다). 민감도 분석 결과에 대한 허용과 함께 표준에서 "추정에 의해"로 기술 됨. BD37 1 부록 A 에도이 내용에 대한 설명이 있습니다.

"장거리 적재 길이의 경우, 적재에 영향을 미치는 주요 요인은 교통 유량, 유량 중 대형 차량 비율, 교통 체증 발생 빈도 및 교통 체증 지속 시간 및 잼 내 차량 간격입니다. 이러한 매개 변수는 트렁크 도로의 여러 사이트에서 트래픽 패턴, 다른 사이트에서로드 측량 및 필요한 데이터를 얻을 수없는 경우 추정에 의해 통계적 접근 방식을 채택하여 공칭로드를 얻을 수있는 특성로드를 도출했습니다. "일부 가정의 로딩에 대한 중요성."

위의 범위와 관련하여 다소 엄격하지 않다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 로드 파생과 관련하여 중요한 길이는 '로드 된 길이'이며, 항상 범위와 같은 것은 아닙니다. 간단하게 지원되는 단일 스팬의 경우 굽힘 효과를 검토하는 경우 두 개는 동의어이지만 매우 많은 브리지가 그보다 더 복잡합니다 (예 : 여러 개의 연속 스팬 또는 통합 지대치 등). 로드 된 길이는 구조 요소가로드되는 길이이며, 설계 할 때 특정 요소를 기준으로 계산을 수행하기 위해 디자인 할 요소에 가장 큰 영향을 미치는 길이를 선택해야합니다. 이것은 종종 스팬의 전체 길이이지만 (예를 들어, 짧은 길이의 하중이 특히 연속 구조물에서 더 큰 영향을 미치는 경우가 있습니다.

수직 라이브로드에 대해서만 이야기 하는 경우 교통 체증이있는 경우 브리지 데크 설계에 더 많은 영향을줍니다 . 고르지 않은 도로의 충돌로 인한 수직력 의 순간적인 증가 및 감소 는 다음 과 같은 이유로 무시할 수 있습니다.

• 제대로 유지 관리되는 도로의 크기는 작을 것입니다
• 운전자가 똑바로 운전하는 데 어려움이있는 경우 속도가 느려지는 경향이 있으므로 유지 관리가 어려운 도로에서는 크기가 여전히 작습니다.
• 이러한 산발적 발생은 동 기적으로 발생하지 않기 때문에 전 세계적으로 상쇄되는 경향이 있습니다.

BD37 과 같은 기존 고속도로 교량 설계 코드 는 언급 한 동적 범프를 명시 적으로 고려 하지 않습니다 .

교량에서 차량을 움직이면 견인 및 제동 효과로 교량 하부 구조 설계에 영향을 미치는 종 방향 수평 힘 이 발생합니다 .

부하 조합 (아래 표에 표시)을 올바르게 사용하고 이미 엄격히 연구 및 테스트 된 해당 부하 계수를 통해 모든 부하 시나리오가 안전한 설계를 달성하는 것으로 간주 될 수 있습니다.