大型施工车辆

大型施工车辆（精选8篇）

大型施工车辆 篇1

随着我国经济的快速发展, 带动了我国铁路、公路的建设速度。目前, 我国已建成的高速铁路、高速公路以及普通铁路和普通公路已经基本实现交通运输网, 为我国整体发展奠定了扎实的道路基础。在道路建设过程中, 经常会用到大型运输车辆, 尤其是高铁桥梁建设项目, 往往涉及到十吨位甚至百吨位以上级别的运输车辆。如何通过变线技术将桥梁预制箱梁运输到指定地点或者实现移动组拼架桥的目的, 成为高铁桥梁建设项目运输材料的主要问题。

1 高铁桥梁施工中大型施工车辆变线技术的含义

车辆变线技术原指车辆在行驶过程中, 通过改变原来行驶的线路方向, 实现转向、超车, 转向后继续正常行驶, 超车后, 距被超车60 m后回到原正常行驶车道正常行驶的一系列机车行驶操作技术。严格意义上的变线超车是指当你的车道前方有慢行车辆你必须短时间借用另外的车道超过去, 并且必须尽快回到自己的车道内行车的情况[1]。在正常情况下, 车辆随便变线行驶是不允许的, 只有在指定区域才可以进行变线驾驶。而在高铁桥梁施工中, 不存在其它行驶的车辆, 大型运输车为了实现配合其它操作技术不得不进行变线操作, 实现将运输材料运送到指定地点或配合进行预制箱梁的移动组拼工艺。由于受施工条件、施工工期、施工环境等多方面因素的影响和制约, 在两条并行高速铁路的桥梁施工中, 常常需要将一些重型施工机具 (如架桥机) 以及预应力混凝土箱梁如900 t级箱梁等重型施工荷载从桥上由一条线路转移到相邻的另一条线路上。实际施工中, 一般采用900 t级运梁车从一座桥梁上将这些重型装备跨线运送到相邻的另一座桥梁上。运梁车的这种跨线运送施工荷载的过程, 通常被简称为变线过程[2]。因此, 高铁桥梁施工中大型运输车辆的变线操作技术与车辆行驶中的变线操作是完全不同的。

2 高铁桥梁施工中大型施工车辆变线技术的必要性

高铁桥梁施工中大型施工车辆的吨位极高, 受到现场施工条件的限制和预制箱梁本身形状和重心的不同, 往往产生偏载现象。这种偏载作用直接受力箱梁上, 将对箱梁产生极大的扭曲力, 这种扭曲作用对箱梁的磨损程度远远高于高速铁路上行驶的列车对箱梁的弯曲效应。而在进行箱梁设计时, 其荷载产生的原因并没有将运输车辆计算在内, 这样一来, 如果不进行特殊的前期准备工作和车辆变线技术研究, 直接在桥梁上进行百吨位级或以上级别的运输车辆行驶, 极易造成箱梁出现裂痕、移位, 必定减少箱梁的使用寿命, 而且存在极大的安全隐患, 甚至因为箱梁扭曲变形而出现坍塌事故。因此, 在高铁桥梁施工中大型施工车辆技术是十分必要的, 能够有效减少变线操作对箱梁的破坏作用, 实现移动组装预制箱梁的目的。

3 高铁桥梁施工中大型施工车辆变线技术存在的问题

高铁桥梁在设计时, 并未考虑到后期施工中需要通过大型运输车辆将大吨位的预制箱梁运送到施工现场或进行配合进行移动拼装。这种设计上的欠缺, 在实际施工中常出现以下问题。

3.1 箱梁荷载计算小, 无卸载结构进行荷载分散

原有线路的箱梁荷载在计算时, 并未考虑运输问题, 因此, 由大型运输车辆自身荷载在变线时产生非常大的作用力, 产生极大的扭曲效应。这部分扭曲作用力由于没有得到卸载, 全部作用在箱梁翼缘板上。因此, 箱梁原有的承载力无法全部承载, 极易出现超载断裂, 产生施工事故。

3.2 大型运输车辆变线路线需要斟酌

利用原来桥梁对并行桥梁建设施工中, 需要进行预制梁的运输, 由于设计原因, 未考虑到运输车辆的荷载和预制箱梁在运输车上的偏重问题, 由此产生的负载过重或过偏容易对箱梁产生严重的冲击作用。此时, 对于运输线路的选择和运输车辆变线地点的选择更为重要。在实际施工中, 由于欠缺这点考虑, 运输车辆往往随着施工进度而随便变线, 原有箱梁每隔一段距离就会受到大型车辆变线的冲击, 大大降低了箱梁的整体寿命。

3.3 运输车辆变线侧应力影响

在桥梁施工中, 需要用专用运梁平车通过预设的钢轨将钢箱梁运送至指定位置, 进行钢箱梁的顶推工序[3]。此时, 车辆变线时, 一些纵向承载钢轨就出现受力不均现象, 这种偏压力使得钢轨倾向一侧, 起不到承载作用。这时, 如果不进行相应的技术改进, 同样会对箱梁产生大的冲击作用。

4 高铁桥梁施工中大型施工车辆变线技术的改进措施

针对以上高铁桥梁并行线施工中大型施工车辆运输高吨位预制箱梁存在的问题, 需要有进行车辆变线技术的改进措施才能避免或在大减少变线对箱梁的扭曲效应, 降低桥梁的磨损度。

4.1 设置桥面临时承载结构

为保证结构安全, 避免重载运梁车变线过程中车轮荷载直接作用在箱梁翼缘板上, 必须对桥面进行处理, 把运梁车车轮荷载对翼缘板的直接作用方式变为间接作用方式。为此, 采取在箱梁顶面搭设临时结构将荷载传递到箱梁腹板附近的施工措施来解决上述问题。临时承载结构由三层钢制结构组成。其中:第一层是在箱梁腹板的正上方、顺桥方向铺设4组钢轨, 每组由3根间距为300 mm的钢轨组成;第二层是在钢轨上, 沿横桥向按间距200 mm铺设一层工字钢 (工字钢型号为I28 b) ;第三层是在工字钢上铺设一层5 mm厚的防滑钢板。运梁车从防滑钢板上面横向变线。

4.2 设置最佳的行走线路和变线位置

最佳的行走线路和变线位置设置, 对于运输车辆的正常安全行驶以及配合箱梁组拼意义重大。如何设置最佳线路和变线点需要考虑多方面的因素, 包括运梁车的平顺性、箱梁的承载力分布以及施工进度需要等等。以DCY900A型运梁车为例, 在进行并行桥梁施工中, 可以采用直线和大半径圆曲线等组合而成的走行路线。如图1所示。

在不影响施工的前提下, 将运梁车的走行路线在图中所示位置的基础上向连续梁左端平移了5 m。计算表明, 运梁车在向左平移了5 m后的走行路线变线的过程中两片连续梁均能满足《新建时速200~250 cm客运专线铁路设计暂行规定》中对梁体允许变形值和《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》 (T B10002.3—2005) 中对混凝土材料允许强度值的相关规定。

4.3 纵向钢轨间横向联结的设置

为了确保钢轨不侧倾, 必须采取相应的改进措施。具体做法是:对于4组纵向布置的钢轨, 分别在每组钢轨的顶部, 每隔1 m焊接1 cm厚连接钢板, 使之形成一个整体。这种做法能名加强每组钢轨横向联系从而增加钢轨的横向稳定。实践证明, 采用上述措施, 可以有效地防止钢轨侧倾。

5 结语

高铁桥梁施工中经常会用到大型运梁车, 由于运梁车辆在运梁过程需要变线, 才能对并行线路的高铁在建桥梁实现指定地点运送, 并配合移动组拼预制箱梁。因此, 需要对运输车辆的走行线路和变线技术进行研究和对箱梁的受力进行分析, 以解决运输车辆变线操作对箱梁的破坏作用, 减少对箱梁的磨损, 对实际施工具有十分重要的意义。

参考文献

[1]陆刚.怎样倒车入库-变线超车和减档超车[J].驾驶园, 2007 (3) .

[2]王外丰, 李松, 唐英, 等.高铁桥梁施工中大型施工车辆变线技术探讨[J].铁道建筑, 2011 (11) .

[3]马耕.混凝土宽箱梁桥上运梁过程仿真分析[J].铁道建筑, 2011 (1) .

大型工业厂房安装施工 篇2

摘要：重点介绍了山东莱钢集团银山前区新建合金钢连铸机车间钢结构厂房的施工和安装中的难度、实际施工中的质量控制和施工方法等。

关键词：难点及特点测量方法精度要求

1工程概况

车间长126.1m，宽114m，分为钢水接受跨、连铸跨、设备维修跨、出坯跨四个区域组成；车间厂房柱全部采用格构式钢柱，连铸跨与设备维修跨之间的钢柱承担上下两层行车，屋架均采用梯形钢屋架。

2工程特点及难点

①本工程施工任务重、工期紧；②涉及专业多，工序交叉严重；③钢构件数量多，部分构件单件重、体积大，且现场无法提前放置即将安装的构件：④车间工艺对钢结构安装精度要求高；⑤钢柱在安装时，强夯后的区域回填不到位。

3钢结构安装施工方法

根据本工程的现场条件以及结构特点，结合现有起重、运输设备的能力，在确保质量、安全、工期的条件下，权衡综合经济效益，经过多方案的优化比较，决定采取以下施工方法：

格构式钢柱在工厂内分两段加工制做，现场组合后安装；天窗架在工厂内散件加工制做，至现场拼接组装；其余构件均在工厂内加工完成后，根据安装情况分批运至现场直接吊装就位。

所有散件、分段构件及成品构件必须在工厂内喷射除锈、涂装刷漆，最后一遍面漆待安装完毕后涂刷；需要焊缝开坡口的部位必须在工厂内加工完成，坡口处50mm范围内不准涂漆。

4钢结构现场组装

4.1钢柱现场组装在厂区南侧空地区域进行钢柱组装，组装完成后由拖车拖至场内吊装。为防止构件在组装过程中由于胎架不均匀沉降而导致的组装误差，确保构件组装精度，要求组装场地平整，下部铺设钢板，上部放置H型钢做马凳，根据钢柱尺寸，先测量放线，垫铁调整H型钢标高，画出控制线。对摆放在上面的钢柱反复测量钢柱牛腿到柱顶的距离。经复测无误后，用千斤顶及手拉葫芦控制柱身以防止其在组装焊接中变形。在组装时先进行定位焊，再进行全面焊接，在焊接顺序上一定要采用反变形方法。

4.2天窗架现场组装天窗架体积庞大，如果现场组装误差过大，会给后续的压型板安装作业带来极大的困难，虽然受场地限制，但在组装过程中必须严格控制天窗架的外形及尺寸，在组装时吊装组装，并采取必要的临时支撑措施。

5钢结构安装施工

5.1准备工作由于钢柱吊装时现场强夯完的地基尚未回填完，且其他地下构筑物正在施工中，吊装机械不能完全靠近基础，只能选用260t履带吊。吊车梁系统、屋盖系统按构件大小分别选用150t履带吊及50t汽车吊。吊装前所有构件做好标记，钢柱打出1m线及中心线，固定好直爬梯，准备好缆风绳、楔子、经纬仪及其他安装用具，复测好基础，打出基础中心线。

5.2钢柱系统安装钢柱吊装采用单机旋转法。吊装顺序自南而北，自西向东，根据回填情况做局部调整。钢柱吊装就位后初步调整偏差，用缆风绳初步固定，再用楔子等精调。钢柱校正从以下几个方面入手：①安装前自牛腿项部(吊车梁支撑面)打出钢柱的1m安装线。②安装前用经纬仪在杯口基础画出的十字线及柱身上的中心线③经纬仪精确校正。柱间支撑、绕柱爬梯在钢柱安装完毕后安装。

5.3吊车梁系统的安装同一线上的3棵钢柱安装完毕灌浆料固化后，即可进行吊车梁的安装工作。钢吊车梁的校正调整是整个工作的重中之重，主要包括标高的调整、直线度调整、垂直度调整、轨距调整。①标高调整：待两轴线上的吊车梁全部吊装完毕后，将一台水准仪架在A1轴线南端梁上进行梁端高程引测，将所测定的各个点的高程加权平均，算出一个较合理的数值(此数值若不在标高误差允许范围内应重新在所测数值中选定其他合适的数值)，根据所选定的这个值计算出每节吊车梁两端应加的调节板厚度，在吊车梁端部设置千斤顶行程，对吊车梁逐个调整标高。②直线度调整：用经纬仪在柱子纵向侧面端部自柱基部控制轴线向上引至牛腿顶端，定出整列吊车梁中心线。端部的两个控制点定好后，在吊车梁顶部拉一道通长细钢丝，然后用工具将吊车梁逐个调整到位。③垂直度调整：在吊车梁上翼缘向下挂铅锤，测量线绳至吊车梁腹板上下两处的水平距离；或用水平尺在上翼缘检查，根据气泡的偏移调整吊车梁的水平度。④轨距调整：在两列吊车梁间拉钢尺，逐段检查两列吊车梁中心长度及垂直度。以上四项工作需反复测量，反复调整，直至误差在规范允许范围之内。A3列先安装下层吊车梁，再安装上层吊车梁。

5.4屋面系统安装钢柱、吊车梁安装后进行托架、屋架的安装。托架有12m、18m、24m三种尺寸，屋架有24m、30m两种尺寸。由于此种构件在吊装时变形大，必须采取四点对称吊装。安装时按从中心向两边，自西向东的顺序依次按工序安装，吊装就位后用安装螺栓固定，同时用缆风绳将屋架上下弦固定。在安装完第二榀屋架后即可安装上下水平撑等其他小构件，每小跨屋面系统安装完毕后，即可进行该小跨天窗架的整体吊装安装工作。

6安装过程质量控制

6.1钢构件的质量验收。钢构件的加工已实行工厂化生产，钢构件的进场质量验收就非常重要，构件进场我们除了按明细表核查数量，并进行外观感官、几何尺寸、合格证检查外，还应有钢材的材质证明、无损检测报告。

6.2钢构件安装质量控制。柱、梁安装时，我们主要检查柱底板下的垫铁是否垫实、垫平，柱是否垂直和偏移，梁的垂直、平直、侧向弯曲、螺栓的拧紧程度以及摩擦面清理，验收合格后，方可起吊。当钢结构安装形成空间固定单元，并进行验收合格后进行灌浆。

6.3螺栓安装质量的控制。钢结构工程中螺栓连接一般用高强螺栓和普通螺栓，普通螺栓连接，每个螺栓一端不得垫2个以上垫片，螺栓孔不得用气割扩孔，螺栓拧紧后外露螺纹不得少于2个螺距；高强螺栓使用前我们检查螺栓的合格证和复试单，安装过程中板接触面应平整，接触面必须大干75％，边缘缝隙不得大干0.8mm，高强螺栓应自由穿入，不得敲打和扩孔；高强螺栓不得作为临时安装螺栓，螺栓拧紧应按一个方向施拧，当天安装的应终拧完毕，终拧完毕应逐个检查，对欠拧、超拧的应进行补拧或更换。

6.4焊接质量的控制。钢结构使焊前，对焊条的合格证进行检查，按说明书要求使用，焊缝表面不得有裂纹、焊瘤，一、二焊缝不得有气孔、夹渣、弧坑、裂纹，一级焊缝不得有咬边、未满焊等缺陷。一、二级焊缝按要求进行无损检测，在规定的焊缝及部位要检查焊工的钢印。不合格的焊缝不得擅自处理，定出修改工艺后再处理，同一部位的焊缝返修次数不宜超过2次。

6.5涂刷工程质量的控制。钢结构涂刷前，涂刷的构件表面不得有焊渣、油污、水和毛刺等异物，涂刷遍数和厚度应符合设计要求。

6.6安装精度的控制。安装精度首先取决于工厂加工的精度，因此钢构件在制作过程中必须严格控制尺寸。除此之外，在安装过程中必须配备多测量专业人员进行把关，反复检测，直至合格。

7结语

大型事故车辆的检验 篇3

1事故车辆检验的重要性

一般事故车辆检验是指交通事故发生后, 车辆没有损坏, 通过事故现场勘查和车辆行驶检验, 判定事故原因。其主要有转向机件、制动机件、灯光、后视镜等其他有关项目的检验。损坏车辆的检验是指在交通事故中车辆被损坏、鉴定人员对损坏的车辆的性能和结构进行检验。对于轻微损坏可能不破坏原车性能的情况下, 修复检验。对于严重损坏的车辆, 可逐项按系统检查和测试。检验是一种具有综合能力的证据形式, 鉴定是对事故中车辆某些专业技术问题科学的方法所作的认定、鉴别和判断的活动。通过检验或鉴定, 已确定其证据作用以及与交通事故的关系, 使办案人员对肇事车辆有一个全面清楚的了解, 从而为查明事故原因, 正确划分交通事故责任提供重要证据。

2检验的一般要求和目的

2.1检验工作应当由专门技术人员或交通事故办案人员承担进行。检验人员具备了解汽车构造专业知识, 各部件机构性能及工作原理掌握本起事故与车辆技术性的因果关系在检查时掌握肇事现场的基本情况, 有重点的进行检测。

2.2根据交通事故的特点, 有重点的检验机动车的相关系统、部件、机件的技术指标。

2.3检验引发交通事故的有关系统、部件、机件的技术指标。

2.4确定不合格机件的形成因素。

3检验的分类

3.1静态检验在机动车处于静止状态、发动机熄火的情况下进行检验。

3.2动态检验在机动车发动机启动或车辆行驶状态下进行的检验。

3.3特殊检验根据需要对机动车某个系统、部件、机件的性能进行的专门检验。

4检验内容

4.1交通事故现场的检验。

(1) 车辆转向性能状态、灵活度。车辆在行驶中转向系发生故障, 就不能有效控制车辆的行驶方向。汽车转向是通过前轮在路面上偏转一定角度来实现的, 如出现转向沉重不灵敏现象, 可认定为转向失灵。 (2) 变速器所处的档位、手制动操纵杆的位置。 (3) 各种仪表的状况、气压表、速度表、里程表的好坏以及显示数值。 (4) 各种灯光、仪表的开关状态。 (5) 机动车装载物品种类、物品长度、高、宽及捆扎固定情况、判断是否符合道路交通安全法有关装载的规定。

4.2静态检验的具体要求。

(1) 整车。a.厂牌型号、车型类别、出厂日期、驾驶室形状平头型、长头型、半长头型发动机安装位置前置、后置、纵置、横置。b.雨刷器的工作情况是否灵活。c.驾驶室有无标准设置物, 是否妨碍驾驶员操作, 驾驶员座位和视角。d.左中右后视镜的设置、视角清晰度。 (2) 行驶系。a.轮胎型号、气压胎花纹深度。b.转向轮是否使用翻新胎。c.固定轮毂的螺栓是否齐全、有无松脱, 钢板弹簧是否断裂、缺片, 螺栓是否紧固有效。 (3) 操纵系。a.方向机件有无松旷、漏油、犯卡、脱落。b.转向接杆有无跳动、弯曲、拼焊现像。c.球头有无松动过紧, 方向盘自由行程是否超过巧度, 加速踏板有无犯卡。 (4) 制动系。a.制动器踏板、轴臂是否装有开口销, 制动软管是否老化失效。b.制动臂有无烧焊现象, 踏下制动踏板时, 制动臂动作反应是否一致。c.制动管路连接部位有无破损、漏气或漏油现象。d.对机动车前保险杠触地的交通事故, 应检查机动车接近角对机动车后部触地的交通事故, 应检查离去角对因转弯直径不足发生交通事故, 应检查该车的最小转弯直径。 (5) 油箱和油管。a.油箱位置是否符合规定、是否牢固。b.油箱到油管及连接部位有无漏油、堵塞现象。c.是否采用直流供油的方式。 (6) 照明和信号装置。a.与机动车转向灯有关的事故, 应检查转向开关、电路连接情况;b.与机动车制动有关的事故, 应检查灯泡和电路情况;c.夜间交通事故应检查大灯的远光、近光照度照射方向、检查尾灯、示宽灯的设置和工作情况。 (7) 安全防护装置。a.汽车前排座位是否装置安全带;b.装用玻璃的类型;c.挂车、集装箱是否设置安全防护栏, 挂车连接部位是否锁闭有效;d.汽车和挂车侧面和后下部防护装置应符合GB7258-2004的要求。

4.3动态检验的具体要求和注意事项。

4.3.1以下情况不得进行动态检验。 (1) 转向系统失灵或其它部位有严重故障的, 如水泵破裂、方向盘弯曲、发动机移位等; (2) 载有易燃、易爆、易损、放射性物品或精密仪器的; (3) 发生追尾碰撞、车辆自身起火焰烧的。

4.3.2操纵稳定性的检验。 (1) 离合器工作是否平稳;有无打滑, 分离不彻底的现象; (2) 变速器是否顺利挂档、摘挡, 有无自行脱档、跳档现象; (3) 在平坦、坚实、干燥、清洁路面上分别作直线和曲线行驶, 检验方向盘转动是否灵活, 有无发抖、阻滞现象; (4) 曲线行驶中, 迅速松开方向盘, 检验转向轮是否有自动回正能力; (5) 在不同速度的行驶下, 检验是否跑偏, 有无低速摆头、高速摆振现象。

4.3.3制动性能的检验。 (1) 驻车制动器的检验。安装位置要适当, 操纵杆必须有一定的储备行程, 一般应在全程的3/4以内产生最大制动效能。在平坦干燥的路面上, 二档位拉紧手制动起步。被迫熄火, 说明驻车制动器合格。在20%的坡路上, 上下两方向使用驻车制动器保持5分钟以上不变, 说明合格, 否则不合格。轻便、二轮三轮摩托车, 只要求行车制动装置。 (2) 行车制动的检验。a.制动踏板的自由行程应符合该车整车有关技术条件的规定;b.液压行车制动系最大制动效能应在踏板全程的3/4以内达到;c.气压制动系必须装有限压装置, 以确保贮气筒气压超过允许的最高气压, 贮气筒应装有有效水阀;d.气压制动系的车辆发动机在中等转速下, 4分钟内气压表的指示气压应从零升至起步气压 (400千帕) ;e.在平坦、硬实、清洁、干燥且轮胎与地面附着系数不小于0.7的水泥或沥青路面上的制动距离和跑偏量检验。制动跑偏指制动过程中汽车制动向一侧偏驶所形成的制动印迹, 是由于两侧车制动力差太大而造成的。f.机动车制动距离应符合GB7258-2004 7.13.1.1的要求。g.在检验中发现机动车向左向右跑偏超过GB7258-2004 7.13.1.1规定的技术要求, 均认为是机动车跑偏。机动车某一轴或两轴的车轮发生横向滑移时, 认为机动车侧滑。侧滑指侧面滑移或横向滑移, 汽车在曲线行驶时, 由于离心力引起车辆在横向向曲线外侧滑移, 或在倾斜路面上转弯受横向力作用而产生横向的向下滑动, 或因前轮定位不合适, 致使车辆在行驶中偏离正常行驶方向的滑动。h.检验机动车的各制动分泵是否同步生效, 与机动车跑偏、侧滑与制动系是否有关。制动不良指车辆的行车或停车制动装置不符合《机动车运行安全技术条件》。

4.4特殊检验。

通过动态、静态检验后, 认为某一系统或部件的安全技术性能或机动车设计方面的原因导致交通事故的, 可根据需要进行拆检, 分析有无装配错误和零件有无机械疲劳、磨损、裂纹、沙孔、老化等现象。

4.5检验结果。

现场检验情况应做笔录, 检验结束根据笔录制作《道路交通事故车辆技术状况鉴定书》, 填写各系统检验状况, 特检须书面报告。

4.6对于被认定的属机械事故鉴定。

要写成鉴定书形式, 包括: (1) 案情经过; (2) 静态检验结果; (3) 动态检验结果; (4) 分析说明; (5) 鉴定说明; (6) 鉴定人签名、盖章。

摘要：分析了事故车辆检验的重要性, 并介绍了检验的一般要求和目的、分类、检验内容等相关问题。

大型施工车辆 篇4

一、针对“三个实有”, 确立“三个到位”目标

1. 对“实有运输单位”信息做到“采集到位”

对于“实有运输单位”的信息采集, 在完成属地管理运输单位基本情况收集的基础上, 应侧重于2种情况:一种是挂靠性质的运输企业或者个体私营业主;另一种是外省市、外区注册, 长期在本区经营的运输企业。这两类对象, 往往缺乏常态有效的交通安全管理监督模式, 没有完善的交通安全管理制度。而且, 部分单位只注重经济效益和眼前利益, 忽视安全管理, 是辖区道路交通安全中较大的隐患。因此, 我们一定要对上述运输单位做到主动发现、提前掌握、纳入管理, 对这部分单位的法定代表人、日常负责人的基本信息和联络方式要及时更新维护。

2. 对“实有车辆”的动态力求“掌握到位”

一是完成实有车辆信息比对工作。对在册运输单位名下的大型货运车辆基本情况进行全面统计, 分类归档, 并做好基础性的上网比对工作, 便于日后形成数据库可检索查询。特别对挂靠是单位而实为个体经营的运输业主, 要形成“一人一车一档”信息底版, 定期更新, 确保底卡清晰。二是建立“一案一档”信息台账。根据辖区内在册的大型货运车辆涉及的重大交通事故 (有责) , 严格按照“四不放过”的要求, 分析原因、找出整改对策。除对涉及的驾驶人做出相应的法律处罚外, 还要将车辆所属单位列入“黑名单”, 以便进一步强化源头管控。三是与区建交委等单位建立信息共享联勤联动机制, 形成辖区在建施工项目周边道路监控网。通过现有的联席会议机制, 与区建交委等职能单位在信息资源方面建立共享机制, 确保基层交警部门对辖区立项施工情况明确掌握;通过路面监控、街面执法等环节, 密切关注施工现场周边道路大型货运车辆的动态, 发现违法行驶、带病上路以及车况脏差等情况及时进行纠处。

3. 对“实有驾驶人”安全意识实现“教育到位”

在开展大型货运车辆交通安全管理专项工作中, 最主要的是针对驾驶人的意识构建“干预—引导—自觉”循环教育体系, 关键是围绕人开展工作。目前, 基层交警部门要急于掌握的就是从事大型货运车辆作业的驾驶人员基本状况:散布在正规运输企业、挂靠企业还是个人经营的人数, 驾驶从业人员基本信息、管理教育模式及人员流动等情况。准确把握驾驶人的心理变化, 然后开展针对性的“说法”, 以形成“视觉+听觉”的双重效应。这对于建立健全“干预—引导—自觉”的教育循环体系, 最终实现对实有驾驶人的安全意识教育到位是有很大帮助的。

二、把握专项治理主线, 构建全息防控网络

1. 大型货运车辆交通违法行为的危害日益突显

开展大型货运车辆专项治理、加强道路交通事故隐患排查, 不仅是道路交通专业管理的问题, 也是严肃的社会安全问题。在当前经济全球化深入发展、市场化进程加快推进、社会信息化程度显著提高的背景下, 受各类经济利益因素驱使, 一部分货运企业、个体运输业主抱着“多拉、快跑”的风险经营意识, 行走于违法行车与违规操作之间, 甚至于置个人生命安全于不顾, 视公共安全为罔闻, 以致于连续发生道路交通死亡事故, 引起了本市新闻媒体和广大市民的高度关注。

2. 道路交通管理的切入点和重心亟需调整转移

宝山地区“港区多、堆场多、钢材现货交易市场集中”, 再加上有连接浦江两岸可通行大型货运车辆的外环隧道, 因此, 在辖区道路上行驶的车辆中大型货运车辆占了非常高的比例。为有效确保道路安全、畅通、有序, 在强化路面纠处执法管理基础上, 我们更应该把道路交通管理的重心向源头管理转移, 以“源头管控, 掌握动态, 形成体系, 注重引导”为指导思想, 强调提前介入和干预, 堵住管理漏洞、填补执法盲区, 由“点对点”的管理改变为点、线、面结合, 形成多面的联动式交通管理工作新模式。

3. 构筑全息防控网络是确保治理取得实效的重要途径

通过建立“立体化”、“多元化”的治理体系, 构筑“全息防控网络”, 带动专项治理的理念更新、措施丰富, 是切实推动基层交警“问题管理”的革命性飞跃, 从而实现道路交通管理工作的跨越式发展。据此, 宝山支队以“传统+科技+合作”作为突破口, 结合大型货运车专项治理具体任务要点, 进行了尝试性研究探索。

三、利用科学手段, 全面推动“三个实有”全覆盖

“三个实有”工作法最终要实现的是对大型货运车辆动态全覆盖数字化的控制, 尽可能准确的时空定位 (包括间接定位和直接定位) , 进而采取适当工作措施实行数字化管控。其中, 实现对人、车信息化的掌握至关重要。这需要扎实地开展基础排摸, 广泛搜集、整理相关运输企业单位、驾驶人情况信息, 并制作数据底版。获取拥有最大量的相关信息, 就等同于掌握专项治理的主动权。

1. 传统与科技相结合将信息合成数据库

在对辖区实有驾驶人、实有运输单位以及实有车辆进行信息采集时, 需要通过基础排摸、系统比对以及资源共享相衔接, 形成大型货运车辆数据库, 为开展源头治理、即时监控以及专项查堵等工作提供基础性信息。积极打造采集工作“信息云”, 为最终实现对实有驾驶人的时空定位提供基础条件。基础排摸, 需要借助“队所联动”、“街镇联动”等模式组织开展全区范围的排查统计, 解决“面”上的问题;系统比对, 利用重点对实有运输单位的实际情况进行深加工, 务必“查清楚、搞明白、知底细”, 形成“管理重点有抓手, 管理方法有手段”的信息渠道;资源共享, 则与安监、建设等监管部门形成信息共享机制, 对运输行业出现的新情况、新问题形成联席研究机制, 主动发现运输业内违法苗子的新倾向, 研究对策, 共同制定落实各项措施。

2. 形成立体式管控体系

大型施工车辆 篇5

1 移动通信设备的整体设计原理

为满足军用车辆移动通信设备安全高效的通信需求,整体设计采用较为流行的嵌入式设计技术。军用车辆移动通信设备的系统结构功能的整体组成如图1所示。

根据组成功能的不同,移动通信设备采用了模块化设计的思路:

(1)其核心处理器选择的是抗干扰能力较强的S3C2410:其通信效果好,协议安全性强,各种通信接口的功能强大。

(2)算法运算模块采用Altera公司较为成熟的FPGA器件StratixII系列EP2S180-1020FBGA,完成通信协议算法的编程工作。

(3)存储设备选择的是RAM和Flash:由于设备需要存储较大容量的信息,因此需要选择扩展的DDRRAM,可保持临时文件及相关的数据缓存,Flash采用NAND Flash,用于存放程序代码和数据等。

(4)音频信号输入输出:移动设备需要满足视频和音频的功能,因此需要一个扬声器,用于语音和视频数据的有效输出。

(5)串口:这是完成各种外界设备通信必备的接口。

(6)TD/GPRS/GSM模块:该模块可实现一般笔记本和手机见缺的功能,完成人员定位,是最为关键的模块。

(7)以太网收发器:采用DM9000AE芯片,10/100 Mbit·s-1速率自适应,可完成有线网络和无限网络的通信功能。

(8)USB接口:通过USB扩展应用,可对外完成多种设备的扩展,包括3G等应用设备。

(9)电源管理:为保证电源的耐用性,采用锂电池作为电源管理,并确保电源管理的高效性,能够完成系统的信号供应和外部时钟。

(10)WiFi模块:完成无线通信的功能,通过无线通信网络完成互联网通信端口之一。

系统平台的总体结构分为系统总体的设计、FPGA板、核心板3个部分。其中,设备采用USB接口、SD卡接口、音频接口、网口、电源接口、LCD触摸屏接口以及摄像头接口,系统可根据此硬件结构,完成一系列的功能,同时可以通过硬、软件的协调配合,完成功能的实现。

2 军用车辆通信系统硬件设计

军用车辆通信的核心芯片是Samsung公司的S3C2410,采用ARM1176JZF-S内核,数据存储空间达到16 kB并拥有同样大小的指令存储空间,其工作电压稳定,适用于波动较大的环境,工作频率达到553 MHz,在1.2 V的情况下,频率可达667 MHz。运用AXI、AHB和APB形成的64/32 bit总线设计和接口设备相连。以FPGA的封装方式进行封装,引脚规范较好。总线也可采用外边扩展的方式,对模块进行调用,其核心的硬件RTC电路设计如图2所示。

其中S3C2410的VDDRTC可与其进行直连,保证工作效率。该模块采用的电压供电不超过4 V,完成了大部分的供电功能。另外,还设计了供电中出现掉电时的工作模式,由备用电池供电,此时S3C2410中唯有RTC模块工作,其余模块均处于停止状态。

根据S3C2410的最高工作频率及PLL电路的工作方式,系统晶振的选择需要一定的窍门,可采用12 Hz的晶振,也可选择频率较高的无源晶振作为系统的时钟信号提供方,系统选用25 Hz的晶振为相关的芯片设计时钟电路。当然,也可通过CUP芯片内部集成的倍频电路,根据系统的需求产生不同频率的晶振信号。其中,系统设定了相关的放大电路和信号干扰去除电路。因此,外边的信号频率无需较高,也可满足系统的相关需求,又可进一步降低系统在工作过程中的噪声。图3是这4种时钟的示意图,此处的电容用于滤除来自振荡的高次谐波,电阻是进行阻抗匹配的。

S3C2410处理器支持多种启动方式,不同设备的启动,方式不同。其中IROM是一种高速启动的方式,对NAND Flash、SD卡和ONENAND等设备进行相关的控制。这是顺序的启动方式,S3C2410处理器通过运行其本身固有的程序,计算EINT15、EINT14、EINT13这3个引脚状态,根据所得引脚的不同状态选择启动设备。S3C2410处理器的启动由XSELNAND、OM[4∶1]、EINT[15∶13]这3种引脚状态判断,完成SROM、NOR、NAND、ONENAND、SD以及IROM的初始化。当NAND作为启动设备时,XSELNAND需要设定为高。

3 系统软件设计

完善的硬件配置需要用有效的软件作为平台,为保证新一代军车通信系统的高效性和安全性,配合其特有的存储能力、功耗、硬件系统的体积大小和相关接口。系统的软件设计终端是基于ARM Linux架构的。其软件结构如图4所示。

驱动程序设计包括:

(1)页面驱动程序设计。良好的页面处理程序化。Qt/Embedded的底层图形引擎基于Framebuffer。其是一种驱动程序接口,通过设计操作性较强的界面程序,对相关设计进行驱动,设备是/dev/fb0、/dev/fb1等。设备对操作的用户而言是相同的,封装后区别较小,客户相当于对一个内存进行操作,完成存储功能,通过内存映射程序完成相关操作,对内存内部的各个地址单元进行有效的访问,访问过程是双向的可以通过读的方式访问,也可以写入数据,并随即反应在屏幕上。

(2)数模转换驱动设计。语音和视频信号是模拟波形,因此在设计驱动程序过程,必须保证信号传递的稳定性和可靠性。语音信号在传递时需要转换成数字信号,对模拟信号中的相关位进行数字化转换,转换结果要有效保持。保持的区域需要预定大小,若太小将发生溢出。数模转换工作需要专门的模块完成。该转换芯片也需要编写相应的驱动程序,该程序并不复杂,只需安装芯片的具体实现过程,完成编写即可。对声音的采集则需要固定的驱动程序完成转换。因此视频转换和声音转换均需要驱动完成。

(3)数据采集驱动程序设计。该部分是完成数据采集功能的模块,系统中的多数模块均会调用此模块,完成相关数据的采集。其中,声音信号的采集驱动程序设计较为特殊,其涉及到模数转换的过程,是将采集到的声音信号转换成数字信号的过程。转换的结果仍要保存在内存中,由于语言信号结构复杂,因此在嵌入式Linux下,语音的采集和播放可通过OSS(Open Sound System)的API接口来控制声卡实现模数与数模转换。

OSS无需使用指定的操作程序,因此使用时更加便捷,只需利用接口将操作程序与应用系统相连接即可实现交互运算。系统利用文件进行信息传递的,无需在运行的过程中进行程序调用。利用read/write进行数据传输,通过ioctl进行指令传输。OSS系统与操作系统之间的关系可通过图5进行描述。

4 军用车辆通信系统测试

在军用车辆通信检测系统中,任意选取N个功能进行系统测试。测试中需要启动车载IP视频电话,从而选取合理的网络,利用该网络进行数据传输。因此,需要对IP视频电话分别进行声音和图像的测试。在进行声音测试时,需要得到声音的质量、带宽和滞后时间等相关参数,从而判断声音传递的效果。随后对视频图像进行测试,获取图像的质量、带宽及传递滞后情况。

通过音频和视频的测试,可得到IP视频电话的测试结果,从而判断IP视频电话功能是否符合要求。

4.1 测试结果

在数据传递网络中,对上述过程中的数据进行整理分析,结果如表1所示。

根据上述步骤,对整个系统进行测试,得到结果如表2所示。

4.2 系统缺陷以及处理方式

军用车辆通信系统中的IP视频电话需要在软、硬件同时符合系统要求时才能正常使用。在系统测试时,存在的问题可能是因软、硬件或者应用程序等问题所导致的,其处理方式如下:

(1)用户无法正常进行网络连接,不能进行数据传递。处理方式:检查用户之间的硬件是否连接,假设已正常连接,则需要检查IP地址配置是否错误。假设硬件连接和应用系统均无任何时候问题,则需要检查软件设计是否符合通信要求。

(2)视频无法正常显示。处理方式:假设视频无法正常显示,则需要检查视频功能的设置以及图像采集设备是否正确连接,然后利用图像采集设备测试程序本身配置是否存在问题,最终检查网络数据传递是否正常。

(3)音频无法正常传递。处理方式:检查音频传输功能的设置是否存正常以及网络连接、声卡硬件和驱动是否正常。

cat/dev/dsp>xyz

cat xyz>/dev/dsp

用第一条命令能够将传递信息保存在xyz文件中,从而实现录音功能。使用第二条命令可播放音频,从而进行音频检测。

(4)音频传输与视频传输无法同步进行。处理方式:检测网络连接是否正常,带宽是否足够使用,发送和接收的线程能否正确对音频和视频进行同步数据传递。

5 结束语

文中提出了一种新的防冲突大型移动通信设备的设计与实现方法。以嵌入式为基础,设计出抗干扰能力较强的系统硬件,通过合理的编写相关的驱动软件,完成优质高效的软件设计,确保系统的高效工作。后期的实验显示,设计的硬件与软件能够较好的兼容,并能够高效地完成通信工作,各功能实现效果良好。

摘要：针对目前国内的军用车辆移动通信设备中,通信安全性较低,数据收发存在缺陷的问题。提出了一种新一代防冲突大型军用车辆移动通信设备的设计与实现方法。以嵌入式为基础,设计出抗干扰能力较强的系统硬件,通过合理编写相关的驱动软件,完成优质高效的软件设计。以确保军用车辆通信系统正常工作。后期的计算机模拟测试显示,设计的硬件与软件可较好地兼容,完成优质高效的通信工作,各个功能实现效果良好。为新一代的军用车辆通信系统设计提供了参考思路。

关键词：军用车辆,移动通信设备,防冲突,嵌入式

参考文献

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[3]谢文军,吕岑,宋晨.激光外差多普勒二次谐波测厚方法[J].计算机测量与控制,2010(8):91-94.

[4]MARK I M.电磁兼容和印刷电路板理论设计和布线[M].北京:人民邮电出版社,2002.

[5]王勇.嵌入式Internet的技术实现及其安全问题的研究[D].杭州:浙江大学,2002.

大型施工车辆 篇6

舰船在海面航行过程中, 在海浪以及风力的综合作用下, 舰船处于不断的摇摆运动中。停放在舰船甲板及舱内车辆在舰船摇摆运动过程中将会受到车辆惯性力、车辆重力分力等, 这些作用力可使车辆侧翻而损坏装备或滑移而脱离甲板落入海中。因此须对舰船甲板车辆进行系留系统设计, 并按舰船可能受到的极端海况进行合理的系留布置与受力校核。

对系留的研究目前国内主要对滚装船中车辆的系留和舰载机的系留有一定的研究, 如沈华等对滚装船中重型车辆的系留方案进行了动力学建模与分析, 模型中四轮车辆被简化为双轴车辆模型, 同时并未考虑车轮的弹性问题[1];金海波等对舰载机系留分析考虑了轮胎的变形对系留索的影响, 但模型较为复杂[2]。由于车辆系统本身有悬架、轮胎等弹性-阻尼元件, 使得其在受外力后运动具有复杂性, 而对于停留于舰船甲板车辆在各海况下的系留问题国内研究较少。

本文采用多体动力学ADAMS软件, 建立含有悬架及弹性车轮的整车模型, 采用集中质量阻尼弹簧模型的系留索模型, 考虑舰船甲板车辆在不同海况下系留索的布置形式以及受力情况。

1 大型舰船甲板车辆系留的力学模型

1.1 系留索数学模型

由于系留索采用的是链式拉索, 具有不承受法向弯矩和剪切力仅能承受切向张力的特性。在此使用系留索的集中质量阻尼弹簧模型[3], 即假设系留索是由离散化后的若干有限段组成, 每个有限段的质量集中在该小段的两端, 两质量端之间由“弹簧”相连, 该弹簧只能承受张力作用不能承受压力作用, 同时考虑到系留索的阻尼效应在每段弹簧边上并联一个阻尼单元。在该模型中第n个等效单元处, 将每小段系留索的力学关系简化为线弹性与线性速度阻尼之和, 即第n小段处系留索的张力可以表示为:

式中:Fn (εn) 为系留索在沿索轴向方向上的线性张力函数, cn为系留索上的张力阻尼系数, εn为其应变量。

其中系留索的线性张力函数可展开表示为:

式中:F0为第n小段上的预紧力, kn为系留索的线弹性系数。

1.2 车辆虚拟样机模型

a) 悬架模型

由于该车辆前悬架为刚性悬架, 在此将前桥与车架的连接简化为衬套连接;后悬架采用单纵臂螺旋弹簧独立悬架, 主要由悬架导向机构、弹性元件、减振器和悬挂支座等四个部分组成, 在ADAMS软件中建立整车悬架模型[4], 如图1所示。

b) 轮胎模型

在ADAMS软件中, 甲板上车辆轮胎法向载荷若使用Fiala轮胎模型 (即轮胎弹性梁模型) 则可表示为:

式中:k为轮胎垂直刚度, q为轮胎变形量, c为垂直阻尼, .q为轮胎变形速率;Fzk为取决于轮胎垂直刚度和轮胎垂直变形分量的法向载荷, Fzc为取决于轮胎垂直阻尼和轮胎垂直变形速率分量的法向载荷。而无量纲的滑动率s可表示为:

式中:β为轮胎侧偏角, K为β=0时的轮胎侧偏刚度, μ为地面附着系数。

由于在系留过程中车辆不行驶, 车辆受到车辆自重、系留索预紧力作用以及惯性力作用, 使得轮胎产生弹性变形以及与甲板之间有摩擦力作用, 并可能产生一定的滑移, 在此选用Fiala轮胎模型可满足仿真分析的要求。

1.3 舰船模型

舰船在无高速大角度转向的情况下, 在舰船的6个自由度运动中, 横摇对系留车辆的系留索载荷影响最大, 其次是纵摇和垂荡, 首摇、横荡、纵荡影响有限故一般忽略不计。

舰船在横摇角α, 纵摇角β和垂荡幅值ζ三个方向, 若相互没有影响, 则各方向可以表示为:

式中:Tα、Tβ、Tζ分别为舰船的横摇、纵摇和垂荡周期。

由于车辆工作要求需系留于甲板上, 可只建立甲板模型即可, 舰船摆心位置设置在甲板平面中心垂直下方13 m处, 外界载荷作用于舰船的摆心即可仿真得到舰船受海浪等外载作用后的波动情况。

1.4 舰船-车辆系留的虚拟样机模型

将整车质量约为10 t的车辆放置于舰船甲板的中间位置, 以减小在极端海况情况下舰船摇荡对小车的影响。

车辆绑扎系留的系留点位置设于车辆的底盘上, 按CSS规则[5], 在不同的海况下对车辆底盘的前端、后端及侧面三处采用表1的三种系留方案, 整车系留布置方案如图2所示。

系留索采用上文1.1中以柔性单元导入的“集中质量阻尼弹簧模型”, 为仿真车辆在运动中出现侧倾以及车辆瞬间脱离甲板失去摩擦力而出现侧滑, 设定系留索的垂直捆扎夹角为50°, 水平捆扎夹角为25°, 并对系留索进行预紧, 系留索张力设定为5 k N。

2 大型舰船甲板车辆系留仿真分析

2.1 海况载荷输入

海况是在风力作用下的海面的外貌特征综合描述, 其与风速、有效波高等因素相关。

已知该舰船在六级海况下的横摇运动最大幅值为12.57°, 周期为8.99 s;纵摇运动最大幅值为2°, 周期为7.19 s;垂荡运动最大幅值为2.631 5 mm, 周期为17.99 s。在八级海况下, 横摇角可达21.52°, 周期16.21秒。将以上参数带入式 (5) 中可分别得舰船受六级和八级海况作用下的舰船摇摆变化规律曲线, 如图3所示。

2.2 六级海况下的车辆系留仿真分析

当舰船受到六级海况激励后, 位于舰船甲板上的车辆采用方案一的四系留索固定的方案, 如图4中给出了车辆前部编号为1的系留索与后部编号为4的系留索随舰船摇摆的拉力变化情况。由于车辆系留放置于甲板中央位置, 从仿真结果中可以看出, 系统稳定以后受到的拉力幅值的变化周期与舰船在受到六级横摇情况下的横摇角周期变化一致, 可系留索受横摇的影响比较明显;对称布置于车辆两侧的系留索的拉力幅值大小一致;相位上相差半个横摇周期, 可取位于车辆同一侧系留索分析即可。

当仿真平衡后, 车辆前端系留索最大拉力29.3 k N, 车辆后端系留索最大拉力31.0 k N, 后部的系留拉力要稍大于前部的系留拉力。在六级海况下采用四索系留时, 为保证每条拉锁不出现松弛, 前系留索最小预紧力不得小于2.5 k N, 后系留索最小预紧力不得小于3.4 k N, 才能有效防止系留索松动。

2.3 八级海况下的车辆系留仿真分析

在八级恶况下, 舰船横摇剧烈, 而车辆悬架刚度较小使得悬架将出现较大变形, 甲板对车辆车轮的法向载荷有较大的影响, 在特定的情况下会使得某个或某几个车轮的法向载荷几乎没有, 而使得车辆相对甲板的附着极限降低, 使车辆不能有效系留。

采用系留方案二的六索系留的同时进一步对车辆进行约束, 即后悬架锁死, 从而减小悬架系统的变形。

车辆一侧编号为1, 5, 3的系留索的受力图, 如图5所示。由受力情况图可以看出, 在剧烈的横摆和极大的摆动频率下, 车辆前端系留索最大拉力达到25.3 k N, 车辆侧边最大拉力达到36.5 k N, 车辆后端系留索最大拉力24.1 k N。同时可知, 前系留索预紧力不得小于11.3 k N, 侧系留索预紧力不得小于8.8 k N, 后系留索预紧力不得小于7.6 k N。在该海况下, 车辆能有效系留在甲板平面上。

3 结语

1) 本文建立了在多体力学仿真软件下的舰船-车辆的系留模型, 给出了不同海况下的车辆系留方案, 分析了在不同海况下系留方案的可行性。

2) 甲板系留车辆在不大于六级海况下, 可采用方案一的2×2系留方式, 系留索最大预紧力需为4 k N;在不大于八级海况情况下, 可采用方案二的3×2系留方式, 同时最好能够将悬架系统进锁止;在大于八级以上的海况下, 建议采用方案三的4×2系留方案。

3) 对于该车辆的系留时, 垂直捆扎夹角为50°, 水平捆扎夹角为25°时, 每根系留索的最小抗拉强度建议不小于50 k N, 为获得较好的附着情况建议在车轮部安装防滑装置。

4) 采用多体动力学软件对复杂多自由度系统进行建模分析可以减少推导动力学方程的工作, 同时应用目前较为成熟车辆虚拟样机模型与舰船模型耦合分析的方法, 也为今后对更复杂的系留问题或船-车耦合问题, 提供了分析思路, 具有一定的参考意义。

参考文献

[1]沈华, 孔祥生.滚装船上大型车辆系固方案的力学分析[J].大连海事大学学报, 2005, 31 (3) :1-4, 8.

[2]金海波, 戴元伦, 王云.考虑轮胎变形的系留计算模型研究[J].航空学报, 2008, 29 (7) :948-953.

[3]杨方, 张青斌, 丰志伟.系留气球平台动力学仿真研究[J].计算机仿真, 2012, 29 (12) :66-70.

[4]朱梦臣.大型舰船甲板车行驶动力学研究[D].南京:南京理工大学, 2012.

大型施工车辆 篇7

由于铝合金材料质量轻、强度好,因此被大量用于运输系统(如飞机、高速船只和铁道车辆)的主要结构。铝合金良好的可挤塑性以及质量轻对于断面形状一致的铁道车辆是一种理想的特性。铝合金比铁道车辆普遍应用的钢材或不锈钢价格高,但材料成本的增加可以通过劳动力成本的降低来补偿,因为铝合金挤压型材将组成车体结构的下料和组成工序的工作量降到了最低限度。

铝合金车体结构虽有诸多优点,但也存在不少问题。铝合金结构中发现的主要缺陷是焊缝中存在气孔和热裂纹,降低了结构的可靠性,使得铁路公司不愿意采用未经验证的车体。为了证明铁道车辆车体的结构安全性,日本工业标准规定对样车需进行载荷试验[1]。然而该试验方法仅局限于静载荷,按照该试验方法,车体的疲劳强度是根据静载荷试验测得的应力用Goodman线图评价。Goodman线图中的交变应力极限是通过结构部件的疲劳试验得出的。简单地引伸静载荷试验结果来评价整个车体的疲劳强度会导致严重的问题,因为疲劳破坏是由动载荷引起的。

Oomura等人对一个真实的车体结构进行了疲劳试验[2、3]。他们在实验室通过在地板的2个点上施加集中载荷来模拟动载荷工况。通过比较车体结构支承部周围的应力分布,说明了试验方法的有效性。然而,在加载点周围,等效集中载荷工况不能代替分布载荷工况,因为加载点周围的应力分布存在较大差异。此外,Oomura研究的目标车体也不是铝合金结构,是采用点焊制造的不锈钢车体结构。

本文提出了整车车体结构动载荷试验方法,给出了试验结果,并对铝合金车体结构的疲劳强度进行了评价。

2 车体结构载荷试验方法概述

2.1 静态分布载荷试验

JIS E 7105规定了评价铁道车辆车体强度的静载荷试验方法。该标准中给出了7种载荷试验方法:垂向载荷试验、压缩载荷试验、扭转载荷试验、3点支承试验、弯曲固有频率测试试验、扭转固有频率测试试验和压力试验。在这些试验方法中,垂向载荷试验与疲劳强度直接相关,测量装置见图1。在车体地板上施加等效动载荷加上对应于乘客和设备质量的基本载荷,测量应力和变形。从测得的应力中分离出静态应力部分和动态应力部分,根据部件疲劳试验结果绘出Goodman线图。每个结构薄弱点发生疲劳破坏的可能性用Goodman线图进行评价。

虽然用静载荷试验方法评价疲劳强度简单实用,但是,静载荷试验可能发现不了一些潜在的裂纹。

2.2 动态集中载荷试验

Oomura的动载荷试验方法见图2[2]。作动器产生的动态集中载荷通过图2所示的特制工装传递到车体地板,车体结构承受4点弯矩。通过对比分析结果和其他试验测试结果,证明了该试验方法的有效性。然而,集中载荷工况和分布载荷工况下,车体中央承受的弯矩存在差异。此外,集中载荷工况加载点处剪力的不连续性,导致其应力分布也与分布载荷工况不一样。

3 动载荷试验方法

3.1 试验设施

为了评价车体结构的实际疲劳强度,使试验条件与真实的动载荷条件相类似是非常重要的。因此,本文提出图3所示的动载荷试验方法。在试验台上对应于实际转向架系统空簧位置处固定4根支承梁。车体通过螺旋弹簧坐落在支承梁上。对应于乘客和设备质量的基本载荷分布在地板上。考虑到动载荷是从车体枕梁下方的转向架传入的事实,在枕梁下方安装了2个使整个车体产生动态运动的伺服作动器。车体与支承梁之间的弹簧起着与实际转向架系统二系悬挂同样的作用。在作动器的作用下,车体以不变的加速度振动。

3.2 测试设备和控制系统

为了测量车体的应力和位移,在应力集中区粘贴了34个应变花和14个单向应变片,这些位置是通过详细的结构分析结果确定的。应变片的典型位置见图4。在车体下方安装了7个线性变化的位移传感器(LVDT),以测量垂向位移。

测试和控制系统由液压作动器、液压源、数字控制器和数据处理计算机组成(图5)。数据处理计算机产生目标力或目标位移模拟信号,并将其传输给数字控制器。数字控制器将输入电压信号传给液压作动器的伺服阀,从而控制施加力或位移。在试验过程中,采用了闭环控制方法。来自作动器的反馈信号与指令信号相比较,将其差值控制到零。

3.3 试验程序

试验程序见图6。将铝合金样车安放在支承梁上,在车体上安装作动器和控制系统,粘贴应变片,安装位移计和加速度计。首先进行静载荷试验,基本载荷利用钢块均匀施加在地板上。基本载荷对应于乘客和设备质量,总计420 kN。满载状态下的应力和位移通过数据采集系统计算得出。对车体施加瞬时激振后进行频谱分析,从而得出车体的固有频率。

在开始动态疲劳载荷试验之前,进行预试验以确定作动器激励力的大小。枕梁下方的作动器以5 Hz的频率对支承于弹簧上的车体进行激振,5 Hz对应于车轮的平均转速。激励力是根据车体长度1⒌处的加速度等于0.2g(韩国城市交通运输车辆标准规范要求[4])来确定的。车体在线路上的动态加速运动通过作动器的强迫振动得以再现。车体承受由质量引起的不变载荷和由强迫振动引起的交变载荷。

所有测点的应力和位移由数据处理计算机计算和记录。当发现有裂纹发生时,停止试验进行检查。对于很严重的破坏,需进行测量和焊补。完成6×105次循环后,进行全面检查,以找出隐性裂纹,然后继续进行动态疲劳载荷试验至2×106次。

4 试验结果及分析

图7给出了疲劳裂纹萌生的位置和循环次数。第一条裂纹出现在窗立柱的下部焊缝位置(图8),裂纹处焊缝采用单侧角焊的方式连接立柱和底架,详见图9。认为焊角根部为裂纹萌生点。另一个典型的裂纹见图10。对焊形式的接头未焊透的根部(图11)是引起疲劳裂纹的原因,这里承受的应力较大。

4.1 结果比较

在进行载荷试验前,对车体受包括等效动载荷的垂向静载荷作用进行了有限元分析。分析结果表明,最大应力区位于靠近枕梁的第1扇车门和第4扇车门的下角。图12所示的入口门的上角也属于高应力区。由于转向架支承弹簧位于枕梁下方,枕梁附近的侧墙结构承受的剪力最大。更糟的是这里还有车门开口。因此,最大应力集中在枕梁附近的侧墙结构上。这些结果已由静载荷试验得到证实[5、6]。由于门下角焊缝的形式与图9一样,角焊缝未焊透且不对称,导致其疲劳强度低,从而认为这个地方应会首先出现疲劳裂纹。然而,图7中的动载荷试验结果显示,初始裂纹集中在车体中央下部焊缝。也许会认为车体中央所有裂纹焊缝均含有害的焊接缺陷。但是,在最初的检查中并没有发现严重的缺陷。2个试验最终出现初始裂纹位置不同的现象,认为是由动载荷试验中车体的动态响应引起的。

4.2 交变应力分析

在静载荷试验和分析中,按照规范,车体上施加了均布基本载荷和运行过程中由车体加速度引起的20%的附加载荷[4]。基于车体为刚性的假设,附加载荷也按均布载荷方式施加在地板上。当评价疲劳强度时,交变应力为基本载荷产生的平均应力的±20%。因此,交变应力与平均应力的比值沿车体长度为常数。然而,动载荷试验中测得的应力幅值沿车体长度却是变化的,最大值出现在车体中央(图13)。认为应力幅值的变化与裂纹焊缝集中在车体中央有关。

事实上车体并不是一个刚体，而是一个弹性结构，所以各个位置的振动加速度是不同的。尤其是车体中央振幅最大(图14),应力幅值也最大。因此，对应于动态运动的常附加载荷不能充分反映线路运行过程中的实际动载荷。

4.3 疲劳 寿命分析

表1给出了车体的材料属性”。将记载的疲劳裂纹纹数据绘在S-N曲线上(图15),从图15可以看出,绘制的疲劳点主应力幅值与根据部件试验结果得出的设计用S-N曲线接近。对于图9所示的焊缝，单侧角焊缝的S-N曲线[8.9]用于预测真实的疲劳寿命是合适的。同样,对于入口门门角的对焊接头,不焊透对焊接头的设计用S-N曲线C8、日也适合用来预测真实的疲劳寿命。

4.4 试验方法评价

图15中并没有考虑平均应力。然而,拉伸平均应力在疲劳起始阶段起着很关键的作用。Goodman线图是一个考虑了平均应力影响的简单实用方法。铁道车辆结构试验和评价标准[1]也建议采用Goodman线图,来预测疲劳破坏的可能性。基于图15所示的单侧角焊缝的试验结果,绘制了Goodman线图来分析平均应力的影响以及判断疲劳破坏的出现。图16给出了Goodman线图和车体的破坏点(基于5×105次循环)。静载荷试验的应力幅值是假定峰值交变加速度为0.2g,且沿车体长度不变推算得出的。然而,动态试验的应力幅值是前文试验中测得的结果。图16说明,基于静态试验的疲劳破坏预测会产生估计不足的结果,这是由于忽略了车体是柔性的事实。为了制造更可靠的车体结构,有必要制定考虑动态影响的等效载荷试验程序。

5 结论

本文提出了评价城市交通运输车辆车体疲劳强的动载荷试验方法,并对试验获得的结果进行了分析提出的试验方法与以前的试验方法不同,考虑了实载荷条件。试验结果总结如下:

(1)初始疲劳裂纹出现在车体中央焊缝。试验中测得的应力幅值比显示,最大值出现在车体中央,并且沿车体长度是变化的。中央的大幅值应力认为是由车体的柔性振动引起的,车体中央处的加速度在整个长度范围内是最大的。

(2)基于静载荷试验和基于动载荷试验的疲劳强度评价结果存在一些差异,因为静载荷试验中假定的是常应力幅值。该差异导致了预测裂纹萌生点发生了错误,未预测到裂纹萌生点会出现在车体中央。

(3)当接头形式类似时,基于部件疲劳试验结果的S-N曲线与实际车体在动载荷作用下的破坏结果很吻合。

参考文献

[1]Test Methods for Static Load of Body Structures of Rail way Rolling Stock[S].Jpn.Ind.Stand.,JIS E7105,(1989).

[2]Oomura,K.,Okuno,S.,Kawai,S.,Masai,K.and Kasai,Y.Fatigue Test of an Actual Car Body Structure(1st Report,The Testing Method and Its Accuracy)[J].Trans.Jpn.Soc.Mech.Eng.,(in Japanese),1992,58(545,A):20-25.

[3]Oomura,K.,Okuno,S.,Kawai,S.,Masai,K.and Kasai,Y.Fatigue Test of an Actual Car Body Structure(2nd Report,Investigation of Strength Evaluation Methods for Spot-Welded Joints)[J].Trans.Jpn.Soc.Mech.Eng.,(in Japanese),1993,59(562,A):131-137.

大型施工车辆 篇8

“煤气化”,指的是将低价值的碳氢化合物燃料,主要有煤炭,转化成高价值的产品——合成气。气化可以替代通常只能使用天然气作为进料的工艺,并且气化技术可处理煤和石油焦炭等进料,生产各种高附加值产品,用于发电、热电联产,以及生产氢气、合成氨、甲醇和其他化学品。我国《能源发展“十二五”规划》明确指出:煤气化技术是提高我国能源利用率和清洁度的重要手段,将在“十二五”期间大力发展。东方电气集团作为我国最大的发电设备制造企业,早在2009年便着手煤气化技术的自主研发,并与壳牌石油联合开发气化炉及其他设备,取得了许多成果。

气化炉作为煤气化工艺主要的生产设备,其主要特点是:超重——单件重达300吨以上;超限——直径在4.7米以上,炉体高度在20米以上,这给运输提出了很高要求。

众所周知,为实现设备“门到门”运输,可采用全程公路直达、公水联运等多式联运方式,而公路运输是主要的运输方式。从煤气化项目的交货现场看,大多分布于西北地区(如内蒙古、山西、新疆等产煤区)、贵州地区(经济欠发达地区)等。这些地区要么是产煤大省,要么是经济欠发达地区,当地交通条件相对较差,基本上不靠大江大河,属于典型的内陆地区,公路运输更是唯一的运输方式。受立交桥、人行天桥、各种警示路牌、电力电信通信线路等高空障碍限制,高度控制在5米以内是我国目前公路运输通行的现状。

为保证气化炉公路运输通行,需要在运输通行路线和车型的选择上下功夫。主要工作之一是寻找一条通行高度达5米及以上、且通过公路桥梁少的满足通行的运输路线,在此不重点论述;其二,在车型选择上:为降低车货总高,需选用特殊车型。必要时,还需进行车型改造设计和包装支座设计,以最大限度的降低运行高度。东方电气大件物流公司作为东方电气集团旗下的专业大件运输公司,从2010年起便致力于气化炉专项运输车辆技术的研究,为确保运输安全实施,将车辆选择和包装支座设计作为气化炉设备运输技术方面首要解决的问题。

2 运输车辆技术研究

2.1 基本思想

气化炉作为煤气化工艺主要的生产设备,生产周期长,制造成本高,制造和运输的技术要求高,运输质量将直接影响生产质量。因此,为确保运输质量“安全无损、万无一失”,需要运输车辆技术的保障。

从公路运输角度考虑,气化炉属超重、超长、超高设备。一般其壳体表面在正交方向上分布有四个烧嘴,这四个烧嘴除法兰盖可取下外,设备的整体尺寸基本不能改变,导致超高。而交货现场在内陆地区,必须采取陆运。因我国公路运输一般通行限高在5米以内,为保证气化炉的通过,除选择一条达到5米及以上的可行路线外,必须将设备装车后的最低运行高度控制在4.9米内(0.1米作为动态运输通行的安全距离)。因此,只有选择合适的车型并设计合适的支座包装方案,才能降低运输高度满足通行要求。否则,如采取下挖路面等排障措施,会无限增大运输成本,不仅使气化炉运输不可按,也会给企业造成不可估量的经济损失;同时,开挖道路的施工及复原期对交通也产生不利影响。下面从车型选择和包装设计两个方面具体分析如下:

2.1.1 车型的选择

气化炉设备高度达4.7米,要想将运行高度控制在4.9米内,以国内现有的各种大件运输特种车型来看,有两种典型车型可供选择:一是桥式框架车(见图1)。该车型是因国家重点项目的增多,重要设备的重量和尺寸的增大而发展起来的,目前国内主要集中在北方地区,属于运输稀缺资源;二是钳夹式框架车(见图2)。该车型是仿效铁路钳夹车的构造原理,由国内特种车制造厂自主改造而成,此车型国内运用相对较少。

通过分析,以上两种车型主要有四个共同特点:(1)利用中间框架设计特点,将设备落于中间框架中,设备底部表面的支管可伸至框架下,使得运输高度有效降低,从而保证了通过性;(2)利用两个液压车板分载受力,将设备重力经由承载的框架梁传导至两端的液压车板上,实现了载荷的均匀分布;(3)随着所运货物的长度的变化,桥式框架车承载主梁的长度和钳夹式中间连接梁的长度可适当延伸;(4)两种车型均多次实施运输,属成熟车型。

两种车型的主要不同之处在于:(1)固定方式不同:桥式框架车采用钢丝绳和葫芦等绑扎工具将设备固定,为防止前后位移可加限位器;钳夹式车采用上下梁组成的钳夹梁,分别对设备的两端进行夹持,保证设备固定于框架梁上;(2)车型自重不同:桥式车一般自重达80吨以上,而钳夹车自重一般不超过80吨。车型自重与所运设备重量有关;(3)桥式框架车运输时,所运货物在框架范围内,对所运货物保护效果较好;而钳夹车运输时,所运货物裸露在外,保护效果相对较差。

2.1.2 包装设计方案

包装的主要作用是保护被包装的物品。气化炉包装支座是运输车辆与气化炉设备之间的连接部件,作为包装的主要形式之一,其主要使用不仅有利于车辆的装载更有利于确保运输质量安全。

包装支座有两个重要的技术性指标:一是尺寸,二是强度。包装支座的尺寸会影响到气化炉装车后的运行高度、宽度等尺寸,从而影响运输的通过性;而包装支座的强度也会直接影响到运输的质量和安全。因此,气化炉包装支座的整体设计方案是运输车辆技术研究的重要内容。

因此,气化炉包装支座设计时,主要应考虑三个方面的影响因素:(1)支座支撑气化炉位置的确定——根据所运设备强度和车辆承载强度来确定;(2)支座的外形设计应与设备承载表面及车型匹配;(3)支座强度设计应满足受力要求。

在实际运用中,东方电气大件物流公司通过长期探索实践,针对气化炉设计了分别适用于桥式框架车和钳夹车两种车型的专用托架。经强度验算,满足大件运输要求。

2.2 应用实例

2.2.1 项目概况

以东方电气大件物流公司于2012年承运某煤化工项目中的3台气化炉为例,气化炉参数为:单件重量310吨,尺寸24373×4800×4800mm。该项目制造基地在四川德阳,交货地在内蒙古某施工现场。运输方式采用公水联运:德阳至乐山公路运输,乐山至某港口水路运输,再由该港口至内蒙古施工现场公路运输。

经分析,德阳至乐山是四川省专门为大件运输设计的大件路,无高空障碍,通行能力极强,不存在通行问题;水路运输也不存在问题;而由某港口至内蒙古施工现场公路运输段,应是气化炉运输难度的集中点。

前文已经介绍,桥式框架车和钳夹车均能满足通行要求。在此以桥式框架车为例,对桥式框架车主承载梁的强度验算、包装支座位置的确定及包装支座的设计和验算进行论述。

2.2.2 支座位置确定和桥式框架车主承载梁强度验算

桥式框架车属成熟车型,多次在重点项目运输中使用,可以承担气化炉运输任务。但此次运输的气化炉长达24余米,桥式框架车有效承载空间只有14.6米,不能满足长度要求。为满足运输,主承载梁需加长。因此,需要对支座位置进行初步确定;同时,对加长后的主承载梁强度进行验算。

(1)支座位置的确定。

支座位置影响主承载梁的强度,因此应首先确定支座位置。本项目考虑1件设备装配两副支座。

首先,判断设备的重心和几何中心是否重合相对较困难,所以先假设重心偏头部约333mm,且装载时设备重心对正桥的中心,托架(吊带)相对重心对称布置,支点距预定为16.8米,确保转向的桥式车组前后塔台支点距达54.4米。如图3:

按桥式框架车满载计算,主承载梁允许最大弯矩:[W]=2325TM

托架支点力:T=(G本体/4)+(G托架/2)=80.5吨;考虑动载系数0.3,实际计算托架支点力选取:T理论=104.7吨;吊带距塔台中心(支点)最远距离:L=22.2M。则两托架最小间距为:10米。

结论:托架间距16.8米满足要求。

(2)主承载梁的最大弯矩计算。

根据荷载效应比较法,主承载梁允许弯矩为:[W]=2325TM

气化炉实际支点距为:16.8米,每支点承受:80.5吨,则主承载梁承受的最大弯矩为:1967.4TM≤[W]

结论:主承载梁强度满足要求。

2.2.3 包装支座的设计

包装支座的外形设计可采用两种方案。方案一:包装支座单独设计是惯用方法,将支座放置在桥式框架车的承载底梁上;方案二:用包装支座代替桥式框架车上的承载底梁。经分析,方案一能够满足高度要求的条件下,为实现平板挂车装载运输和船舶运输,该支座下仍需铺垫300mm高的木托架,给运输安全带来隐患。而方案二,用包装支座代替承载底梁,更加安全可靠,故优选方案二。

(1)托架受力分析及计算。受力分析见图4。

已知:托架支点距5550,气化炉直径3820,托架A-A截面高度340(如图3)

设定装载时,偏载10%;动载系数30%,则每个托架承载的重量G=220T,T1=G/2,根据力平衡和力矩平衡得方程组后计算:N=183.4T,α=53.15°

(2)托架强度计算。

A正弯应力计算

弯矩计算:M=228.70TM;剪力计算:T1=T2=110T。弯矩图、剪力图见图5:

如图3(截面图)知:B=700;H=340;b=500;h=260。抗弯模量:J=0.156×1010 mm4;最大正应力:σ1=24.92kg/mm2。

B纯拉应力计算

已知F=146.72T;抗拉截面面积:S=2.8×104 mm2;纯拉应力:σ2=F/S=5.24kg/mm2

C结论

已知托架材质选用Q345b,[σ]=34 kg/mm2

实际应力:σ=σ1+σ2=30.16 kg/mm2<[σ]

托架强度满足桥式车组装载要求,安全!(

通过对气化炉设备特点的分析,选择桥式框架车或钳夹式框架车的专用特种车型,设计出与气化炉及车型匹配的专用包装支座,通过一系列科学的受力分析和强度验算,使得特种车辆、支座满足气化炉动态运行指标,达到优化运输方案的目的。三台气化炉于2012年9月底同时安全运抵内蒙古现场,充分说明桥式框架车的改造和支座设计方案有力的保证了大件运输的安全通过性,也充分说明特种车辆技术已在实际运输执行中得到了很好验证。

参考文献

[1]闻邦椿.主编.机械设计手册[M].北京:机械工业出版社,2010.

[2]严隽耄,主编.车辆工程[M].北京:中国铁道出版社,2005.