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河北省11条高速大件运输智能评估系统建立及试运行

2019-03-13  来自: 陕西坤升物流有限责任公司 浏览次数:134

 

随着大型国家重要的建设项目逐步朝集群化、智能化及高端化方向发展,项目所需关键设备日益呈现出超重、超大型化的趋势。2017年至2019年,国务院、交通运输部等相继出台各类规章指示,强调优化大件运输并联许可服务工作,强化“一扇门”办理、推行“首站式”服务、完善公路“数据库”、推进“主通道”建设、加快系统的升级改造;探索建立与重大设备生产、运输企业对口服务机制,全面提升大件运输许可管理并实现交通运输政务服务“一网通办”的服务水平,提升大件运输车辆通行的审批工作效率。

2 2018年度全国大件运输通道总体分布

根据近期发布的大数据分析结果,2018年全国大件运输的起点城主要分布在北京、兰州、济南、郑州、西安、重庆;大件运输的终点城市主要分布在乌鲁木齐、西安、太原、郑州、银川、西宁,全国跨省大件运输的主要流向为从中东部城市向西北部城市辐射。

大件运输车辆智能评估线路遴选及基础设施概况

河北省作为全国交通强省及重要交通枢纽,大件运输已成为该省公路交通运输领域的常态化工作。在该省大件运输车辆过桥智能评估系统建立过程中,首批遴选11条高速线路,包括张石高速、唐津高速、沿海高速、保津高速、保沧高速、曲港高速、京石高速、青兰高速、保阜高速及邯大高速,总里程达1441.97km,全省高速公路里程覆盖率19.8%,沿线桥涵基础设施总量4053座。

路网级大件运输智能评估审批控制桥梁遴选

尽管沿线桥涵基础设施总量庞大,但根据前期研究成果(韩万水等2015;2018;2019),对大件运输车辆可通行性起控制作用的仅为部分中小跨径桥梁。鉴于此,从沿线桥涵基础设施中遴选大件运输智能评估的控制性桥梁,遴选依据为前期大件运输车辆荷载下桥梁结构空间相应特征分析等相关成果。针对首批11条目标线路,共遴选得到控制性桥梁结构244座,具体结构类型包括简支空心板、连续空心板、实心板、连续小箱梁、整体式箱梁及T梁等。

大件运输智能评估审批系统工作框架

大件运输智能评估审批系统建立包括如下四大步:(1)建立沿线控制性桥梁有限元模型库;(2)待评估大件运输车辆信息录入,具体包括拟运行线路以及荷载信息;(3)待评估车辆依次通过沿线控制性桥梁全过程仿真分析,获取桥梁结构控制断面的位移、内力及应力时程响应;(4)大件车通行评估及快速审批,基于大件运输通行评估方法验算线路桥梁,全部桥梁验算通过则授权通行,否则建议调整大件车运输方案。

大件运输智能评估审批系统关键工作流程展开

6.1 沿线控制性桥梁有限元模型库建立

为更加真实、准确、高效的计算结构响应,基于梁格分析理论并应用有限元通用软件ANSYS14.0进行程序化、批量化的对遴选的控制桥梁进行建模。梁格法模型采用Beam4单元模拟主梁,空心板桥铰缝构造采用耦合铰缝节点的平动自由度进行模拟,简支或连续T梁桥、箱梁桥的现浇接缝作为主梁翼缘构造进行模拟,模型建立完成后进行校验修正。

 

6.2 待审批车辆信息录入及批量仿真分析

首先,将待审批车辆信息录入评估系统,车辆信息主要包括轴重、纵向及横向轴距等参数;其次,录入通行路线信息并从桥梁信息库中调取沿线控制桥梁的模型信息;最后,进行待审批大件运输车辆依次通过沿线控制性桥梁的批量仿真分析。

 

6.3 桥梁结构通行评估方法及授权准则

大件运输车辆快速通行评估结合规范要求及已有的经验,采用两阶段评估方法。阶段为“基于控制性参数的荷载效应比较法”,即依托桥梁设计依据的规范,通过对“大件运输车辆荷载效应”与“设计汽车荷载效应”进行比较来判断该桥是否对目标大件运输车辆放行;第二阶段为“基于正常使用极限状态的作用短期效应检算法”,即大件运输车辆作用下的应力值与规范中作用短期效应组合下的应力限值进行比较。

大件运输通行授权准则如下:(1)当目标大件运输车辆在阶段验算通过,不再进行第二阶段评估,直接授权通行;(2)当阶段验算未通过而第二阶段验算通过,则授权通行;(3)阶段且第二阶段均未通过,则应进行协助优化通行线路及运输车辆信息、结构临时加固处理。

某高速大件车(412t)通行审批结果展示

7.1 阶段评估结果

待审批大件运输车辆(车货总重412t)通过高速沿线桥梁构造物时,沿线1号、2号、3号、10号、15号控制性桥梁无法通过阶段评估,问题包括剪力超限、弯矩超限及弯矩剪力超限。

7.2 阶段评估结果报表生成

智能评估系统完成阶段评估工作的同时,可快速生成相应的评估结果报表,具体信息包括控制性桥梁及其编号、各验算指标及其对应的阈值以及各控制性桥梁阶段的验算结论等。

7.3 第二阶段评估结果

鉴于高速沿线部分控制性桥梁无法通过阶段评估,对相应的控制性桥梁进行待审批大件运输车辆荷载下第二阶段通行评估工作。结果显示,1号、2号控制性桥梁未通过第二阶段评估,主要问题为简支板结构控制截面裂缝宽度超限,待审批412t大件运输车无法通行。

7.4 第二阶段评估结果报表生成

智能评估系统在完成第二阶段通行评估工作的同时,生成相应的评估结果报表。紧随其后,综合两阶段通行评估结果,对待审批车辆能否通行高速给出审批结论,并根据车辆信息及沿线基础设施情况给出通行建议。

7.5 未授权车辆通行建议措施

为协助未授权通行的车辆顺利到达运输目标地,提出以下三种通行建议措施:(1)更换运输线路;(2)改造运输车辆;(3)加固控制桥梁。

 

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