大件设备陆运绑扎测试分析

陈坤

摘  要：大件货物公路运输在大件货物运输中占有重要地位，它对于国家大型工程项目的建设具有十分重要的现实意义。大件货物的安全绑扎是保证运输安全性的重要环节，有效的绑扎手段可以最大限度地降低大件货物运输过程中的不稳定因素，最大可能地保证货物的安全。该文以试验的方式，对多种工况下大件货物陆路运输时绑扎受力和运动状态进行测试，了解其加速度及绑扎受力情况，分析其规律，为进一步研究出一套可靠的绑扎加固方法提供基础数据。

关键词：公路运输;大件设备;绑扎;轴线车

中图分类号：TP274           文献标志码：A

0 概述

生产周期长、价格昂贵的超限货物在运输过程经常要求具有很高的安全性和可靠性，且大件运输技术性强，货物超重、超长、超大，极大地增加了运输难度，如何保障运输安全、稳定显得尤为重要。大件货物安全绑扎是保证重大件货物运输安全中非常重要的一个环节，采取合理的绑扎方式制定安全的绑扎方案，才能最大程度地保证大件货物运输安全。目前，我国大件货物运输尚缺乏科学、便捷、有效的大件货物陆路运输绑扎加固设计计算方法，更多的是依靠经验丰富的工人和专家来设计绑扎加固的方案，这就降低了绑扎加固方案设计的效率，也增加了大件货物运输过程中的不确定性和危险性。该文以试驗的方式，对多种工况下货物陆路运输时绑扎受力和运动状态进行测试与分析，为进一步研究出一套可靠的绑扎加固计算方法提供基础数据。

该次试验针对货物与车辆间不同衬垫物、车组不同速度的工况进行试验，测量大件货物运输过程中启动、制动（分缓刹车和急刹车）状态下的货物和车辆在纵向和车行驶方向上的加速度变化及绑扎钢丝绳的拉力变化[1]。

1 测试内容和方案

1.1 试验设备

张力传感器，加速度传感器，动态信号测试集成系统。

1.2 试验车型和货物选取

准备1种车型，2种状态（不同衬垫物），合计2次试验。车型：大件运输车型，尼古拉轴线车2纵7轴半挂车[3]。

车型状态：货物和车板之间的衬垫材料不同，包括木板和橡胶。

货物：滑道块，重28 t。

绑扎信息：使用钢丝绳和5 t倒链绑扎，前后各2道。

1.3 试验工况

道路：普通水泥路面，平直路段。

时间：选择晴朗风小的天气条件。

车速：选取5 km/h、10 km/h、15 km/h、20 km/h、25 km/h、30 km/h、35 km/h共7种车速。各个速度条件下缓刹车、急刹车。在各个速度条件下都要试验2种不同的衬垫材料。在2种不同的衬垫材料下启动。

进行统计分析，以上30种工况都重复3次试验测试。

1.4 试验布点

为了全面测量车辆和货物的加速度，绑扎索具的拉力变化，我们在车板布置一组加速度传感器，货物布置3组加速度传感器，在其中2道绑扎钢丝绳上各布置张力传感器。

加速度传感器1、加速度传感器2、加速度传感器4测量的是货物的加速度，加速度传感器3测量的是车板的加速度[2]。其中以1-x、2-x、3-x、4-x分别表示4个加速度传感器所测得的沿x方向（即车行驶方向）的加速度;以1-z、2-z、3-z、4-z分别表示4个加速度传感器所测得的沿z方向（即纵向方向）的加速度。以力-1、力-2分别表示张力传感器1和张力传感器2的拉力。

2 测试结果

对不同材料衬垫进行对比，这里采用的数据是平均值，包括缓刹和急刹在车行驶方向和纵向方向各测点加速度以及与初始张力相比，在制动过程中，张力的增加量对比，如图1、图2和图3所示（该文仅列举1号测点）。

从图1～图3可以看出2点。1）对比橡胶衬垫和木块衬垫的试验数据可以发现，采用木块衬垫进行试验时，车辆和货物在车行驶方向和纵向方向的加速度大多都要小于采用橡胶衬垫。2）与绑扎钢丝绳的初始拉力相比，采用橡胶衬垫进行试验时的绑扎钢丝绳张力增加量都为负值，但是采用橡胶衬垫进行试验时的绑扎钢丝绳拉力变化量较大;对增加量的绝对值来说，采用木块衬垫时的值相对较小;因此可以得出采用木块衬垫要比采用橡胶衬垫合适。

3 结语

该试验是在不同速度和不同衬垫物的情况下，对车辆和货物在启动和制动过程中的关键数据进行了测量，通过分析可以得出以下8个结论。1）在缓制动和急制动情况下的运动过程基本上是一致的。2）随着车辆的启动，货物和车体在行驶方向以及纵向方向上的加速度都由0开始增加;而绑扎钢丝绳上拉力由开始的70 kN开始减小，当车辆启动后拉力减小50 kN左右并趋于稳定。3）在刹车前，在车前进方向的加速度趋近于0;随着刹车的开始，加速度增加，在刹车结束时，达到最大;刹车结束后，加速度逐渐减小，最终加速度又趋近于0。4）刹车前，车身以及货物的纵向加速度在0附近，刹车时，纵向加速度达到最大，随着刹车的结束，纵向加速度减小，最终趋近于0。5）对于绑扎钢丝绳上拉力，在刹车前保持在某一稳定值附近，随着刹车的开始，拉力增加，在刹车结束时达到最大，然后瞬间减小，最终又恢复到原来的拉力左右。6）当衬垫物为木块时，车组在启动和刹车过程中车辆行驶方向加速度、纵向加速度和绑扎钢丝绳拉力变化情况与衬垫物为橡胶时相似。7）通过对测量得到的数据进行分析可得，衬垫物为木块货物在车辆行驶方向和纵向的加速度更小，说明木块的减震效果要优于橡胶的减震效果。对于绑扎钢丝绳拉力来说，衬垫物为木块时，拉力变化范围更小，货物更稳定。因此衬垫物选用木块更合适。8）试验结果是在特定路况（直线路段）下测试得到的，只是对重量为28 t的货物在不同衬垫物以及不同速度的情况下进行了试验，并不能得出在其他路况和转弯以及其他更多情况下的货物的加速度以及绑扎钢丝绳的拉力变化，缺乏代表性，后续需进行更多的试验来取得相应数据进行研究。

参考文献

[1]李卫平.汽车运用基础教程[M].北京：人民交通出版社，2003.

[2]胡思继.综合运输工程学[M].北京：北京交通大学出版社，2005.

[3]赵贺强，张伟.汽车列车的组合形式及应用[J].专用汽车，2000（2）：38-39.