公路大件运输的技术对策

陈国强,吕颖钊,潘学政

(杭州市公路管理局,杭州 310004)

0 引 言

近年来,随着我国经济和工业现代化的发展,通过公路运输特大、特重型工业设备 (如:风叶、变压器、盾构机等)日趋频繁,这些设备在重量和体积上都非常庞大。国内关于大件运输的研究大致可以分为两个方面:一是结合大件运输项目对运输路线的选择、桥梁结构承载力评估方法、特载车过桥的对策、桥梁结构加固 (加强)措施等方面进行研究;二是以大件运输公司、特载车制造企业为主,对大件运输的相关技术、运输设备开发、信息资源共享等方面进行研究,以提升我国在大件运输领域的实力。本文在相关研究成果的基础上,对特载车过桥的技术路线、技术要点、桥梁加固方法等技术对策进行了分析研究。

1 特载车过桥的技术路线

特载车过桥是一项复杂的系统性工程,涉及行走路线选择、轴载确定、桥梁调查、分析计算、维修加固、荷载试验、实时监测、桥梁后评价等很多方面,其技术路线如图1所示。

2 技术要点说明

2.1 通行路线的选择

考虑到大件运输车在重量和体积上的特殊性,在普通公路上运输,将首先受到以下几方面因素制约:

(1)沿线道路及结构物的净空和宽度限制,主要涉及到桥梁和通道净空、行道树及绿化、电力通讯杆线、水闸、各种地下管线等;

(2)途径道路的转弯半径,纵坡大小,竖曲线长度等;

(3)沿线桥梁的通行能力;

(4)沿线路基的稳定性;

(5)临时封道的可行性。

以上这些因素决定着大件运输工作能否实施。

其次,应该考虑运输距离、运输时间、桥梁检测评估与加固费用、协调难度与费用等因素,这些因素决定着大件运输工作的经济性和时效性。

2.2 轴载和轴距的确定

特载车均是多轴多轮的运输车辆,降低单轴荷载,可减小轮胎对路面的压力,改善特载车通行时道路路面和桥梁结构的受力状态。同样,适当增加轴距,亦可减小特载车对桥梁结构的作用效应。但是,在大件重量不变的前提下,无论是降低单轴荷载并增加轴数,还是适当增加轴距,势必需要增加大件运输车的长度,并影响到大件运输车行走时对转弯半径的需求。另外,大件运输车轴距的增加对运输车辆纵轴承载力的要求会更高。因此,在确定轴载和轴距时,需要综合多种因素选择合理的区间范围。

一般情况下,特载车的轴载区间在12～20 t(常用 16 t),轴距区间在 1.4～1.8 m(常用1.6 m)。对于小跨径桥梁,承载力一般由轴载和轴距控制。根据初步研究,当轴载不大于16 t,轴距不小于1.6 m时,特载车能够通过跨径6 m以下、设计荷载等级为汽车-15级、挂车-80以上的桥梁;当轴载不大于16 t,轴距不小于1.6 m时,特载车能够通过跨径8 m以下、设计荷载等级为汽车-20级、挂车-100以上的桥梁。根据这个原则,对可选路线上的小跨径桥梁进行初步评定,可以减少特载车过桥的评估工作量。

2.3 车辆行驶的要求

一般情况下,特载车应当沿桥梁中心线行驶,以保证各片主梁协同受力。在具体实施时,要根据现场调查情况,综合考虑结构损伤情况、梁板 (拱肋)受力、墩柱受力、转弯半径等因素。

特载车通过时,应严格禁止其他车辆、无关人员通过桥梁。特载车应均匀、缓慢地通过桥梁,行驶速度一般以5 km/h为宜,最大不能超过10 km/h。禁止特载车在桥上制动、变速或停留。

特载车应选择在车辆通行较少的时段进行,并实行交通管制。

2.4 计算分析、维修加固及荷载试验的原则

(1)计算分析的原则

考虑到采用可靠度方法进行评估,难度高、计算量大,因此,先采用初步计算法排除能够安全通行大件运输车的桥梁,对于其余桥梁,采用精确计算法进行检算,当1＜μ＜1.05时 (具有容许通过权),可采用可靠度方法进行评估。

目前,旧桥检算系数Z1取值可依据的规范主要有 《公路旧桥承载能力鉴定方法 (试行稿)》和《公路桥梁承载能力检测评定规程 (报批稿)》,在精确计算中,需注意旧桥检算系数Z1取值所依据的规范和检算方法要统一。

(2)维修加固的原则

对于初步计算、精确计算以及可靠度评估可以通过的桥梁,原则上对桥梁主要构件进行维修以及对损坏的桥面铺装进行更换即可;对于精确计算以及可靠度评估不能通过的桥梁,需进行加固补强,直至提升承载力。桥梁加固以安全性为主,兼顾经济性原则,可以采用临时加固法。

(3)荷载试验的原则

对于大跨径、特殊结构以及加固后的桥梁均应通过荷载试验检验承载力。荷载试验要求达到特载车的荷载效应。

2.5 运输保障体系的建立

(1)成立临时机构

成立运输领导小组,协调大件运输涉及的各单位、部门之间的关系,推进大件运输的实施。组织协调路政、交警等部门保障运输畅通,并全程跟踪管理,遇到突发事件启动应急响应预案。

确定具体实施单位,负责实施桥梁加固、道路拓宽、便桥搭设、水闸改造、电杆和树木搬迁等工作,确保运输路线的通行能力。提供大件包装尺寸和运输、吊装的技术要求。制定大件运输应急预案,并组织落实。负责大件货物的装车和卸车。

委托专业运输公司,实地踏勘运输道路,设计总体运输方案,提供技术支持。落实超限运输车辆通行许可申请手续。协助大件货物的装车和卸车。

(2)技术保障措施

路线通行保障:在运输之前,委托有资质的单位对沿线桥梁进行踏勘和检测评估,确保全过程运输安全。运输过程中,严格控制轴载,及时调整配载液压系统。对重要桥梁的控制性截面布设应力、变形传感器,并进行裂缝观测,实时掌控运输过程中结构的受力状况。运输之后,有针对性地踏勘、检测沿线道路、桥梁,完成后评价报告。

装车保障措施:在液压平板挂车上事先铺设橡皮或薄木板,增加摩擦力。吊机缓慢将大件货物的重心对准平板车的装载中心,通过平板车的液压悬挂系统的压力表监控装车效果,确保平板车左右两侧的压力差控制在5%以内。按照制造商设计的位置捆扎牢靠。

(3)安全保障措施

运输之前:①实施、运输单位的技术领导、具体负责、特载车司机应对运输路线进行一次踏勘,严谨设计接运总体方案,并按运输方案编制实施细则,进一步明确工作程序和职责;②需办妥超限运输许可手续和申请交警护送手续;③各有关单位进行一次技术交底,明确任务、方法、步骤和职责;④机修人员需对运输车辆、辅助装置和吊索器具等进行全面的检查,保证所有机具设备的技术状况良好;⑤制定详细的应急预案,预案要有针对性和可操作性。

运输过程中:①由运输领导小组指定运输指挥一人,负责统一指挥和发号施令,并配备专业技术人员若干在现场提供技术服务,做好动态观察资料;②工作人员应分工明确,协调工作,服从统一指挥,指挥人员与实施人员配备对讲机,即时保持联系;③派专人定时检查大件货物绑扎情况和车辆技术状况;④开道车、警车、保障车辆 (配备撑高工具)随行。

3 桥梁维修加固方法

经过承载力评估不能满足要求的桥梁,需要进行加固处治。大件运输中的桥梁加固与常规桥梁加固有所不同,主要体现在行驶路线可控、车辆荷载更大、重要性更高、加固投入要少、加固速度要快、临时加固等方面,因此,大件运输应该侧重于采用施工简便、经济而有效的加固方法或临时加固方法。通过对已有加固方法的调研,主要有摩擦套箍型临时支撑、跨中临时支撑、桥上桥、增大截面、体外预应力、桥面植筋、粘贴纤维布、粘贴钢板等8种大件运输可适用的加固方法,各种方法比较如表1所示。

表1 加固方法比较表

4 结 语

公路大件运输是一项复杂的系统性工程。通过研究,制定了特载车过桥的技术路线,对通行路线的选择、轴载和轴距的确定、车辆行驶的要求、计算分析、维修加固及荷载试验的原则、运输保障体系的建立5个技术要点进行了深入分析,并从加固效果、加固费用、施工难易、交通影响、后期养护等方面对摩擦套箍型临时支撑、跨中临时支撑、桥上桥、增大截面、体外预应力、桥面植筋、粘贴纤维布、粘贴钢板等8种大件运输可适用的加固方法进行了比较分析。本文研究成果对公路大件运输项目的实施具有一定的参考价值。

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