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      河北省11條高速大件運輸智能評估系統建立及試運行

      2019-03-13  來自: 陜西坤升物流有限責任公司 瀏覽次數:789

       

      隨著大型國家重要的建設項目逐步朝集群化、智能化及高端化方向發展,項目所需關鍵設備日益呈現出超重、超大型化的趨勢。2017年至2019年,國務院、交通運輸部等相繼出臺各類規章指示,強調優化大件運輸并聯許可服務工作,強化“一扇門”辦理、推行“首站式”服務、完善公路“數據庫”、推進“主通道”建設、加快系統的升級改造;探索建立與重大設備生產、運輸企業對口服務機制,提升大件運輸許可管理并實現交通運輸政務服務“一網通辦”的服務水平,提升大件運輸車輛通行的審批工作效率。

      2 2018年度全國大件運輸通道總體分布

      根據近期發布的大數據分析結果,2018年全國大件運輸的起點城主要分布在北京、蘭州、濟南、鄭州、西安、重慶;大件運輸的終點城市主要分布在烏魯木齊、西安、太原、鄭州、銀川、西寧,全國跨省大件運輸的主要流向為從中東部城市向西北部城市輻射。

      大件運輸車輛智能評估線路遴選及基礎設施概況

      河北省作為全國交通強省及重要交通樞紐,大件運輸已成為該省公路交通運輸領域的常態化工作。在該省大件運輸車輛過橋智能評估系統建立過程中,首批遴選11條高速線路,包括張石高速、唐津高速、沿海高速、保津高速、保滄高速、曲港高速、京石高速、青蘭高速、保阜高速及邯大高速,總里程達1441.97km,全省高速公路里程覆蓋率19.8%,沿線橋涵基礎設施總量4053座。

      路網級大件運輸智能評估審批控制橋梁遴選

      盡管沿線橋涵基礎設施總量龐大,但根據前期研究成果(韓萬水等2015;2018;2019),對大件運輸車輛可通行性起控制作用的僅為部分中小跨徑橋梁。鑒于此,從沿線橋涵基礎設施中遴選大件運輸智能評估的控制性橋梁,遴選依據為前期大件運輸車輛荷載下橋梁結構空間相應特征分析等相關成果。針對首批11條目標線路,共遴選得到控制性橋梁結構244座,具體結構類型包括簡支空心板、連續空心板、實心板、連續小箱梁、整體式箱梁及T梁等。

      大件運輸智能評估審批系統工作框架

      大件運輸智能評估審批系統建立包括如下四大步:(1)建立沿線控制性橋梁有限元模型庫;(2)待評估大件運輸車輛信息錄入,具體包括擬運行線路以及荷載信息;(3)待評估車輛依次通過沿線控制性橋梁全過程仿真分析,獲取橋梁結構控制斷面的位移、內力及應力時程響應;(4)大件車通行評估及快速審批,基于大件運輸通行評估方法驗算線路橋梁,全部橋梁驗算通過則授權通行,否則建議調整大件車運輸方案。

      大件運輸智能評估審批系統關鍵工作流程展開

      6.1 沿線控制性橋梁有限元模型庫建立

      為更加真實、準確、高效的計算結構響應,基于梁格分析理論并應用有限元通用軟件ANSYS14.0進行程序化、批量化的對遴選的控制橋梁進行建模。梁格法模型采用Beam4單元模擬主梁,空心板橋鉸縫構造采用耦合鉸縫節點的平動自由度進行模擬,簡支或連續T梁橋、箱梁橋的現澆接縫作為主梁翼緣構造進行模擬,模型建立完成后進行校驗修正。

       

      6.2 待審批車輛信息錄入及批量仿真分析

      首先,將待審批車輛信息錄入評估系統,車輛信息主要包括軸重、縱向及橫向軸距等參數;其次,錄入通行路線信息并從橋梁信息庫中調取沿線控制橋梁的模型信息;最后,進行待審批大件運輸車輛依次通過沿線控制性橋梁的批量仿真分析。

       

      6.3 橋梁結構通行評估方法及授權準則

      大件運輸車輛快速通行評估結合規范要求及已有的經驗,采用兩階段評估方法。第一階段為“基于控制性參數的荷載效應比較法”,即依托橋梁設計依據的規范,通過對“大件運輸車輛荷載效應”與“設計汽車荷載效應”進行比較來判斷該橋是否對目標大件運輸車輛放行;第二階段為“基于正常使用極限狀態的作用短期效應檢算法”,即大件運輸車輛作用下的應力值與規范中作用短期效應組合下的應力限值進行比較。

      大件運輸通行授權準則如下:(1)當目標大件運輸車輛在第一階段驗算通過,不再進行第二階段評估,直接授權通行;(2)當第一階段驗算未通過而第二階段驗算通過,則授權通行;(3)第一階段且第二階段均未通過,則應進行協助優化通行線路及運輸車輛信息、結構臨時加固處理。

      某高速大件車(412t)通行審批結果展示

      7.1 第一階段評估結果

      待審批大件運輸車輛(車貨總重412t)通過高速沿線橋梁構造物時,沿線1號、2號、3號、10號、15號控制性橋梁無法通過第一階段評估,問題包括剪力超限、彎矩超限及彎矩剪力超限。

      7.2 第一階段評估結果報表生成

      智能評估系統完成第一階段評估工作的同時,可快速生成相應的評估結果報表,具體信息包括控制性橋梁及其編號、各驗算指標及其對應的閾值以及各控制性橋梁第一階段的驗算結論等。

      7.3 第二階段評估結果

      鑒于高速沿線部分控制性橋梁無法通過第一階段評估,對相應的控制性橋梁進行待審批大件運輸車輛荷載下第二階段通行評估工作。結果顯示,1號、2號控制性橋梁未通過第二階段評估,主要問題為簡支板結構控制截面裂縫寬度超限,待審批412t大件運輸車無法通行。

      7.4 第二階段評估結果報表生成

      智能評估系統在完成第二階段通行評估工作的同時,生成相應的評估結果報表。緊隨其后,綜合兩階段通行評估結果,對待審批車輛能否通行高速給出審批結論,并根據車輛信息及沿線基礎設施情況給出通行建議。

      7.5 未授權車輛通行建議措施

      為協助未授權通行的車輛順利到達運輸目標地,提出以下三種通行建議措施:(1)更換運輸線路;(2)改造運輸車輛;(3)加固控制橋梁。

       

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