大件运输车辆桥梁通行能力研究

文/张斌

引言：

大件运输车辆属于长途运输车辆，运输过程中也具有一定的特点。在传统的桥梁构建中，大量的大件车辆密度较高的情况进行集体运输，桥梁会出现一定的运输问题，为了规避此类问题，我国有关部门设定了新的规定和标准。

一、大件运输给桥梁带来的安全问题和研究意义

（一）大件运输给桥梁带来的安全问题。当前社会经济的不断发展，促使我国大件运输项目的不断增多，在此过程中怎样确保道路运输安全问题成为最为棘手的问题。

（二）通行能力研究意义

当前我国车辆总重可以达到150000kg，但是运输的桥梁由于工艺和年代、标准、类型的不同，自身技术支持情况也出现了较大的差异，此过程中限载的吨位也出现了一定差异性，一般情况下现在吨位在15000kg～55000kg之间，但是当前运输车辆的承载能力远远超出了道路桥梁实际承载能力。在桥梁上有超载行驶车辆，需要通过桥梁的特殊结构进行检验，以特殊的手段进行称重，以此确保车辆是否符合实际同行标准，从而保证实际工作需求[1]。

二、大件车辆桥梁通行能力计算

（一）桥梁技术现状和等级。当前我国对于超限运输车辆本身出台了管理规定，针对管理规定内容中，第三章十八条明确规定了桥梁在使用过程中不可超载。具体内容以公路桥涵养护规定为基础，其中将桥梁分为了五个等级和类别。对于一类桥梁而言，整体承载能力要与桥面行车的各方面条件相匹配；对于二类而言，桥梁的承载能力要与实际设计标准相匹配；对于三类而言，承载能力可以比设计的范围小百分十以内，同时桥面在使用过程中不得出现任何不舒适情况；针对于四类而言，承载能力比值范围应该在百分之十到百分之二十五之间；对于五类而言，整体承载值要比设计降低了百分之二十五。综上所述，只有一类和二类桥梁的承载能力较为良好。

（二）综合计算方式。承载能力需要通过一定的计算方式对其进行计算，具体计算思路如下文所示：首先是大件车效应要小于设计效应，在桥梁处于完好状态下，整体承载能力达到了设计抗力，此时可以判定大件运输车辆同行，我们也将其定义成为A类。其次是大件车效应大于设计效应，此类桥梁将其归纳为B类，此时如果有大件车进行同行，需要精确计算，其中还需减去病害对桥梁的影响力，以此对桥梁的安全性进行定量控制。B类桥梁按照承载能力还可划分为三个小类别，每一类别的计算方式整合应用形成了综合计算的方法。

（三）动态跟踪监测方法。动态跟踪监测方法的前提条件是确保综合计算方法的有效性，在此过程中监测和检测工作需要同时运行，以此确保桥梁在大件车辆通行时，仍然可以正常运行。但是在桥梁实际承载力评估过程中，所得到的标准未必符合实际的同行标准，所以应该以无明显折减为标准进行判断[2]。

（四）典型桥梁运算。为了更好的说明综合算法的运用，以下进行举例说明。首先收集桥梁的基本信息资料。其中跨径为8m+13m+8m，其中主要的承载结构为空心板梁，下部的结构以桩柱式桥墩和重力式桥台为基础。涉及到的材料和各项参数如表1所述。

三、运输过程中桥梁安全监测技术

（一）桥梁病害劣化监测方法。随着城市发展建设步伐的加快，大件运输工作逐渐增多，比如说变电站设备或者大型机组设备，在运输的过程中会通过隧道进行运输，此类运输给道路桥梁带来了一定影响，为了规避此类问题，相关运输人员需要做好前期准备，并且保证前期准备充足降低，运输过程中可能出现的问题和影响。

（二）桥梁整体刚度评估分析方法。随着城市基础建设的不断完善，公路大件运输车辆不断增多，并且走进常态化和高频化，此时道路的等级划分为大件运输工作的数据分析提供了帮助，它可以直接解决车辆运输过桥的安全检测问题。一般情况大件运输主要指的是比常规车辆超载超重的车辆，并且在长宽高方面都做了特殊处理的，而且车上运输的也是不可以拆卸的货物。如桥梁刚度难以达到要求，极容易导致车辆在运输过程中诱发风险，影响桥梁寿命。桥梁整体刚度评估主要目的是为了对结构的整体特性量进行确定。如果结构出现了损伤，结构频率就会发生变化，刚度会随之降低，结构承载能力就会下降。此特性的测量需要减少误差，以此判断具体特性是否符合实际的承载标准。在此过程中如果光凭认为进行观测检查，自身承载力的判断很难与实际相符合，此时如果梁体的关键部分出现了问题，则需要通过预判的形式对其进行判断。主要判断方向有以下两种，首先是对正常情况下桥梁的裂缝恶化情况进行分析，其次是在大件车辆运营过程中对桥梁的裂缝情况进行分析[3]。

四、桥梁实时监测系统开发

（一）桥梁概况。用杨高南路匝道桥作为案例，此桥梁有连续的弯箱梁进行支持，匝道梁的宽度在十二米到十五米之间，底板宽度在五米到八米之间，顶板厚度在二十厘米左右。其中支撑出需要对其进行加厚，加厚到五十五厘米。在具体勘探的过程中相关检查人员发现U3联侧向位移较为明显，在桥墩挡块部分也出现了掉落情况，此类情况一共在两个位置出现，一个是NE06-2，另一个是NE07-2。初步观测后发现梁箱仍然有位移问题发生，为了确保安全问题需要在重点位置安装监测预警系统，以此提高安全控制力度。

（二）监测内容及测点布置。由于匝道上部分结构是连续弯箱梁，此类别最大的问题是温度效应和汽车离心力的问题，在两项影响因素的作用下，导致了下部分结构的不断侧移，因此在荷载力的作用下，导致了横向抗力逐渐不稳定的情况发生。根据桥梁结构特点和现状我们可以分析出，上部结构缺陷问题需要监测系统的支持，才可完善此项工作。通过监测系统的实施监测完善连续弯箱梁位移趋势的分辨，还可通过设置相应的预警阈值对监测工作进行支持，以此达成结构的安全问题。

（三）数据采集及传输系统。当前我国数据的采集系统可以选择两种类别的传感器进行工作，其中一种是光纤光栅式，另一种是电阻电流式。传感器的选择要针对现场实际情况进行选择。针对跨度特点和传感器特点，尽可能选择分布式服务器进行操作。在数据采集的过程中相关操作人员还应该事先设定测量周期，为后续自动采集工作提供帮助，并且将其转换为数字信号，通过数字信号对其进行转换，并且将其进行储存，以此向主机进行输入。监控主机也要根据实时数据对检验工作进行在线监测，通过数据的变化将其导出数字自建的数据库当中[4]。

（四）数据管理系统。为了更好地实现数据库的稳定性，保持人性化的管理特点，相关管理人员需要结合各类型的数据进行储存和管理，在实际应用中整个监测数据库的类型可以被划分成为四个大方向，具体如下文所述：系统参数数据库、结构信息数据库、原始数据库、处理后数据库。系统软件要具备实施监测的需求，还需要保证可视化的程度，达成人机交互界面的需求。首先是登录系统，通过账号密码进入系统。然后设置主菜单说明，其次是数据查询功能，再次是告警管理，最后是数据报表内容。

（五）综合评估系统。综合评估系统需要通过软件来实现。此软件可以在电脑操作系统平台中进行实现，在实现过程中可以对数据和桥梁的健康情况进行分析，以此分析出符合实际需求的评估报告。首先是监测系统预测模块分为初级预警和二级预警，初级预警对差值进行判断，二级预警包含了预报内容。其次是多用户服务和数据显示，在此过程中分别设置了最高权限、次高权限和最低权限。最高权限可以对系统运行状态进行改变，次高权限可以对档案数据信息进行查看，并且提出监测建议，最低权限用户可以对网址进行浏览，还可以在线对传感器的数值进行判断[5]。

结论：

综上所述，本文结合大件车辆运输过桥项目对桥梁自身的安全性能进行了分析和评估，首先如果在实际运输过程中，运输内容必须要通过此桥梁，并且必须走此趟运输路线时，相关道路桥梁设计人员应该结合此类问题，适当对桥梁的进行加固，确保在遇到此类问题时，可以满足实际运输需求。其次是安全监测方法问题，设备和手段常规可靠，但是在应用过程中需要大量的人力对其进行支持，为了减少人力的支持，需要结合现代化发展技术，尽可能应用无声传感器，加大研究力度，确保整体的管控效果。为了更好的实现此项工作，相关研究人员还需结合长期数据传输内容和户外传感器进行深化，通过进一步实践积累经验，以此满足相应的需求，确保此项工作的实行。

引用出处

[1]秦良伟,丁见明.铁路预制简支T梁公路运输施工研究[C]//第二届工程总承包项目管理经验交流会暨2019中国建筑学会工程总承包专业委员会年会论文集.,2019:221-223.

[2]郑宇,张延辉,张建鑫.滨海核电大件码头用于乏燃料运输的改造内容[J].水运工程,2021(03):88-91+125.

[3]韩延峰,赵东旭,李云伟.青州±800kV换流站大件设备运输研究[C]//2017年中国电力企业管理创新实践——2017年度中国电力企业管理创新实践优秀论文大赛论文集（下册）.,2018:295-296.

[4]黄建平,朱军,任泽.雅中换流站大件运输道路小关沟段滑坡特征及治理措施分析[J].四川电力技术,2020,43(04):70-74.

[5]高文博,袁阳光,黄平明.大件运输车载下考虑强度退化过程的钢绞线斜拉索安全评估[J].中国公路学报,2020,33(08):169-181.