道路橋は、車両が駐車しているときや動いているときに、より多くの負荷を経験しますか？

橋は、橋を渡ると予想される車両からの荷重に合わせて設計されています。これには、車両の重量と、車両の動きから生じる可能性のある動的負荷が含まれます。動的荷重は、「跳ね返る」ことや、ジョイントやポットホールにぶつかることによるものです。

最初は、車両が動いている間に、より多くの負荷が橋に加えられることは明白に思えます（車両の重量と動的負荷）。動的負荷は、車両の走行速度に比例しますが、車両が高速になると、通常は間隔が広くなります。

車両が停止しているとき、それらは通常、移動しているときよりもはるかに狭い間隔です。

• 遠く離れた移動車両よりも駐車車両の間隔が狭いために、橋にかかる負荷が大きくなる状況はありますか？
• これら2つの状況は、ブリッジの設計でカバーされていますか？

駐車車両と移動車両

南アフリカ共和国の橋の設計コードTMH7の 89ページの付録2.A、条項2.A.1に記載されているように、密集した駐車（または低速移動）車両は間違いなく厄介です。

一般的に受け入れられており、非常に狭いスパン範囲を除き、渋滞（バンパーからバンパー）条件下で最悪の負荷条件が発生し、交通量の増加によって引き起こされる速度でのトラフィックの分散が発生することが容易に示されます。間隔は、衝撃の影響を相殺する以上のものです。

ただし、これは、単位長さあたりの重量が同じ無制限の数の車両の検査でのみ当てはまります。異常に重い車両が橋を渡る場合、このルールは適用できません。この車両は1台しかなく、それ自体がバンパーとバンパーになれないためです。そこで、関連する構成を検討するために、ブリッジ設計コードに目を向けます。

ブリッジ設計コード

橋の設計に関しては、すべての国が設計コードに独自の橋の読み込みを考え出すようです。私はこれらのコードの多くを読みました-私の仕事のかなりの部分は、これらのブリッジ読み込みコードをブリッジ設計ソフトウェアにプログラミングすることです。ほとんどの設計コードには、チェックするさまざまな負荷構成がありますが、「駐車車両」または「移動車両」用であることを指定することはめったにありません。私が知っている最も近いのは、イギリスのBD86標準です。

BD86は、非常に重い車両（SOまたはSOV荷重と呼ばれる）を運ぶための既存の英国橋の評価用です。節3.20から3.25は、2つの異なる構成を提供します。（i）SO / SOVが通常の速度で動き、動的係数を伴い、SO / SOVの25m以内では通常の荷重が許可されません。または（ii）SO / SOVは動的要因なしで低速で移動しますが、通常の荷重はより近くに許可されます（5m以内ではない）。

しかし、世界中の他のすべての設計標準はどうでしょうか？標準設計の負荷が低すぎるためにブリッジが故障することを聞いたことがないという根拠に基づいて、設計基準が最悪のケースを確実に考慮することは安全な仮定だと思います。そのため、設計対象が何であれ、移動負荷または狭い間隔の静的負荷のうち最悪のケースを表す必要があります。

ほとんどの国の高速道路の積載基準では、2つの構成を考慮して設計する必要があります。1台の車両（または車線ごとの1台の車両）の構成と、均一に分散された負荷（つまり、設計されている効果に）。この2番目の構成は、狭い間隔で駐車された車両である場合もあれば、間隔を空けて多数のトラック/トラックを表している場合もありますが、それらの重量は全長にわたって平均化されています。実際、これらの状況の両方を表しているのではないかと思います。

ここでの重要な事実は、車と比較したトラック/トラックの相対的な重量です。英国では、通常のトラック（旅行に特別な許可を必要としないトラック）の最大重量は44トンで、長さは約12メートルです。これにより、3.7t / mが得られます。典型的な車（私はVauxhall Astraを選びました）は、約2トン、長さ4.5mで、0.45t / mです。

移動負荷の状況では、トラック/トラックの間隔をかなり確保することをお勧めしますが、交通渋滞の状況では、トラックと車が混ざる傾向がある場合、ギャップが車で埋められているため、トラック/トラックの間隔はほぼ同じです。車は貨物自動車/トラックに比べ長さ当たり少し負荷を生成して、単位長さ当たりの平均負荷ができるトラフィックが移動または文房具されているかどうかほぼ同じです。

それは別の角度から来ていますが、私はAASHTOの橋梁評価マニュアルを信じています。注釈句C6B.7.2.2は、このようなことを暗示しています。それは言います：

最大許容重量の一連の密集した大型車両が存在する確率は、各ユニットの最大許容重量が小さくなると大きくなります。つまり、重量車両のトレインを保有するよりも、軽量車両のトレインを保有する可能性が高くなります。

私は仮定し、これは駐車/移動の状況に適用することができます。つまり、一度に橋に乗る車両が多いほど、車両の平均重量が低くなります。

どちらが重要であるかは、問題のブリッジ、確かにその長さと適用される荷重の特性に依存します。この議論では、高速道路の交通負荷を想定しています。

質問は動的な効果について言及していますが、これはpot穴を打つことによる単なる影響以上のものであることは注目に値します。弾性のある単一スパンの単純な梁に瞬間的に力が負荷される場合、結果として生じるピークたわみは、静的な場合の同じ力の下でのたわみの2倍であり、この効果は、車両の衝突による負荷の瞬間的なスパイクの効果とは無関係です表面の不規則性（ポットホールなど）。

ほとんどの高速道路橋では、動的効果がより重要だと思います。高速だが間隔をあけたトラフィックは、低速で束ねられたトラフィックよりも厄介です。ただし、この結論は、長い橋よりも短い橋（数十メートルまでのスパン）が多いという観察に基づいています。1つの普遍的な答えを与える一般的な原則はありません。

非常に短い橋では、交通が待ち行列であるかどうかは無関係であると判断するのは比較的簡単です-橋が1台の車両より短い場合、1台の車両（または1つの車軸）だけが橋の上にあるので、列があるかどうか構造物または積荷を積む車両の数には影響しません。逆に、非常に長い橋（長さ数百メートル）、ポットホールに衝突する1台の車両は、デッキに数百台の車両がある場合、その1台の車両からの負荷が瞬時に2倍になっても無視できる効果があると想像するのは簡単です比例的に大きな効果はありません。

英国の慣行では、幹線道路橋は、高速道路庁の文書（いわゆる「BD」および「BA」）に対して設計および評価されています。車両の高速道路の負荷は2つの「フレーバー」にあります。HAは「通常の」トラフィックであり、HBは異常な負荷の下で橋の特性を調べるために使用される任意の負荷です。設計のためのHA荷重はBD37で定義されており、その派生には衝撃の許容値が含まれています-付録Aを参照してください：ただし、スパンが大きくなると影響の影響は小さくなります。

交通渋滞は、尾から尾へのバンチングを引き起こすだけでなく、車が左右に接近する可能性があります。BDでは、これは「横方向バンチング」と呼ばれ、より多くの車両が構造物に押し寄せます。

BD37は、衝撃と横方向の両方のバンチングを同時に可能にします。つまり、密集した交通渋滞があり、これも高速で走行していると想定しています。これは明らかに起こりませんが、コードがカプセル化するものです。

ただし、既存の構造を評価する場合、英国の基準は両方の効果を一緒に適用しません。 BD21は、構造を評価するためのコードです。5.23項は、この質問に特に対処しています（UDLとKELはHAロードの2つのコンポーネント部分です）：

「HA UDLとKELは、横方向のバンチングファクターを使用して導出されており、低速の状況では、マークされたレーンまたは想定レーンよりも多くのレーンがブリッジを使用できる可能性を考慮しています。確率的分析では、代替交通速度とバンチング状況の影響の比較により、横方向バンチングのない高速高衝撃効果が橋荷重の最も厄介な基準であるという結論に至りました。 。したがって、HA UDLおよびKELは、次の調整係数（AF）で除算することにより、横方向のバンチング係数を排除するために調整されます。

調整係数は、最大20mのロード長では比較的大きな数値ですが、40mのロード長では1.0に減衰します（つまり、1.0で除算するので、値を変更しないでください）。

これから最終的なステートメントを作成することはできません（つまり、「20m未満は動的、40mを超えるとトラフィックキュー」とは言えません）。標準では「推定による」と記述されています）、感度分析の結果を考慮します。繰り返しになりますが、BD37 1付録Aでこれについて説明しています。

「負荷が長い場合、負荷に影響する主な要因は、交通量、交通量の多い車両の割合、交通渋滞の発生頻度と継続時間、渋滞中の車両の間隔です。これらのパラメータは、幹線道路の複数のサイトでのトラフィックパターン、他のサイトでの負荷調査、および必要なデータが得られなかった場合は推定による統計的アプローチを採用して、公称負荷が得られる特性負荷を導き出しました。行われたいくつかの仮定の負荷に関する重要性。」

上記がスパンに関して少し厳密ではないことは注目に値します。荷重の導出に関して重要な長さは「荷重長」であり、これは常にスパンと同じではありません。単純に支持された単一のスパンでは、曲げ効果を調べている場合、2つは同義ですが、非常に多くのブリッジがそれよりも複雑です（たとえば、複数の連続スパン、または一体型橋台など）。ロードされた長さは、構造の要素がロードされる長さであり、設計時には、その特定の要素に関する計算を行うために設計している要素に最も厄介な効果をもたらす長さを選択する必要があります。多くの場合、これはスパンの全長ですが、（たとえば）短い長さをロードすると、特に連続した構造で大きな効果がある場合があります。

垂直のライブ荷重のみについて話している場合、交通渋滞が発生している場合は、ブリッジデッキの設計により支配的です。瞬間的な増加や 減少による不均一な道路からバンプに垂直方向の力では、以来、無視することができます。

• 適切に整備された道路では規模が小さい
• ドライバーは、まっすぐに運転するのが困難な場合、速度が低下する傾向があるため、整備されていない道路の規模は依然として小さい
• このような散発的な発生は、同期して発生しないため、グローバルにキャンセルされる傾向があります

BD37 などの確立されたハイウェイブリッジ設計コードは、あなたが言及した動的バンプについて明確に考慮していません。

車両が橋の上を移動している場合、牽引およびブレーキ効果により、橋の下部構造の設計を左右する縦方向の水平方向の力が生成されます。

負荷の組み合わせ（下の表に示す）と、既に厳密に調査およびテストされている対応する負荷係数を適切に使用することにより、すべての負荷シナリオを考慮して安全な設計を実現できます。