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登高平台消防车(101 m 型)安全通过既有桥梁的研究

更新时间:2016-07-05

0 引言

随着我国城市化迅速发展,城市人口高度集中,保障城市安全成为重要话题。火灾是威胁城市安全的重要隐患,需要配备消防系统对突发火灾进行及时应对,这其中,消防车是关键组成。消防车需要装备重要器械,满足各种跨度和高度的消防要求,登高消防车就是满足很大高度范围内的消防需求,应对高层建筑火灾问题。随着城市高层建筑建造越来越多,消防车所需要到达的高度也越大,相应的消防车的载重等级也越高。重庆市政府采购了78 m和101 m的登高平台消防车,即将列装执勤。由于该车辆无论是荷载等级还是车辆外形都显著差别于目前道路上运输的常规车辆,因此需要研究这类特种车辆通过城市道路时,桥梁结构是否存在安全隐患问题。

特殊车辆过桥需要重新进行桥梁结构安全性校核[1,2],本文针对101 m登高消防车,在分析其车辆外形及构成的基础上,研究该特种车辆对目前中小跨径桥梁的结构响应特性,以评估这些桥梁在该特种车通行状况下荷载响应水平,保障重庆市新购特种登高平台消防车执勤通过路线上桥涵结构的安全,同时为特种登高平台消防车辆拟定具体行驶线路提供必要的技术理论支撑。

1 登高平台消防车(101 m型)的特性

101 m型登高平台消防车采用德国斯堪尼亚底盘,见图1,自重63 t,整车外形尺寸(长×宽×高)16 700mm×2 550mm×4 000mm,底盘高30 cm,主臂长70m、支臂长30m,最大延伸垂直高度99m,最有效工作外伸26.9 m,工作展开时车宽达8m。最大支腿压力300 kN,最大支撑板压力8.0 kg/cm2,使用垫板时最大支撑板压力4.2 kg/cm2。转弯半径14.25 m,停靠举升时坡度要求不得大于15°。

图1 101 m型登高平台消防车实图

该消防车的车辆轴重、轴距及轮距等基本参数见图2,由于其荷载总重63 t已经超过了规范重车的荷载标准(55 t),因此需要评估该车辆通行状况下桥梁安全是否能够满足要求。

另外,分析样本库中30个国家在1998—2015年的金融结构变迁可知,金融结构(上市公司总市值/私人部门信用总额)长期高于1的只有瑞士、芬兰和南非,比例较高的美国、澳大利亚、加拿大、意大利等国的金融结构指标近年来都呈下降趋势。同期,比较30个国家在1998—2015年的金融发展水平变迁发现,金融结构(金融资产总值/GDP)排名靠前的有瑞士、日本、美国、南非和加拿大。与此相应的,样本中人均GDP排名靠前的依次是挪威、瑞士、澳大利亚、美国和加拿大。因此在直觉上金融系统和经济发展存在正相关。

图2 消防车的轴重和轴距分布图(单位:mm)

根据该型消防车的特性,对于符合原《城市道路设计规范》(C JJ 37—90)[3]及现行最新《城市道路工程设计规范》(C JJ 37-2012)[4]道路等级的快速路、主干路及次干路,其道路(含桥梁、隧道、下穿地通道等结构物)建筑限界和转弯半径均能满足101 m型登高平台消防车的正常通行;而对于支路则建议先行调查核实(如道路标准是否过低,有无局部净空受限地段等)无误后才予以通行。

GERD主要是指胃和十二指肠中的内容物长期反流进食管而导致的一种以烧心、返酸为主要症状的临床综合征[9]。临床治疗GERD的主要方法是抑制患者胃酸分泌及返流,强化胃动力[10]。虽有一定的疗效,但停药后较易复发。近年来,关于中医治疗GERD的研究逐渐增多[11-12]。枳术宽中胶囊可较好地加速胃排空,帮助肠道蠕动。将枳术宽中胶囊与质子泵抑制剂联用可能更有助于提升患者的疗效[13-14]。

2 桥梁安全评估方法

评估该消防车通行下桥梁结构安全性是否满足要求,需要对比消防车作用下桥梁荷载效应与现有规范汽车荷载模型作用结果,如果消防车作用下的荷载效应低于规范值,则认为桥梁安全性满足要求。

按照重庆市现有常规跨线或立交桥梁结构型式,本次研究主要选取较为典型的简支梁桥(跨径分别为:5 m、10 m、20 m、30 m、40 m、50 m)、两等跨径(跨径分别为:2×15 m、2×20 m、2×30 m、2×40 m、2×50 m)及三等跨径(跨径分别为:3×15 m、3×20 m、3×30 m、3×40 m、3×50 m)连续梁桥,并分别利用《公路桥涵设计通用规范》(JTJ 021-89)、《城市桥梁设计荷载标准》(C JJ 77-98)、《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2015)[5]及《城市桥梁设计规范》(C JJ 11-2011)[6]中的车队(道)荷载对桥梁结构受力较大部位进行了汽车荷载效应内力计算。同时利用重庆城市登高平台消防车的交通荷载模型分别对以上不同桥梁进行加载,计算其单车或单列荷载效应最大值分布,并根据综合对比分析结果,明确登高平台消防车通过其拟定行走路线上现状城市桥梁的基本形式。

在不同维度和条目上,进一步分析门诊患者和住院患者对医生信任水平的差异。在仁爱和技术能力维度上,数据均通过了Levene方差齐性检验(P>0.05),对门诊和住院患者的得分情况进行多元方差分析。这里主要关注主题效应的检验结果,在两个不同维度上,门诊患者和住院患者对医生的信任水平差异均具有统计学意义(统计结果见表3)。结合均值结果判断可得,无论是在仁爱维度还是技术能力维度的表现上,门诊患者的得分均低于住院患者。此外,课题组还发现仁爱维度的偏Eta 平方略高于技术能力维度,可见技术能力维度对患者信任医生的变异解释度低于仁爱维度。

分析中不仅要研究消防车对整体桥梁的荷载效应,还需要考虑局部轮载作用下桥面板等局部构件的安全性。

3 典型桥梁整体荷载效应分析

3.1 简支梁桥荷载效应

5~50 m简支梁桥梁单车道和两车道下消防车作用荷载效应与规范荷载效应比值分别见表1和表2,其中车辆(道)荷载效应均未考虑汽车的冲击系数、横向偏载及分布系数等,设计规范荷载为单车道或两车道,消防车则仅考虑单车通行;最新城—A级(2011)与公路Ⅰ级的纵桥向车道荷载效应相同。

表1 简支梁桥单车道荷载效应比值

注:①和②分别代表弯矩和剪力。

跨径/m 5 10 20 30 40 50汽超20级① 1.15 1.43 1.46 1.29 1.14 1.01② 1.23 1.51 1.28 1.12 1.05 0.94 98城A级① 1.21 1.37 1.31 1.18 1.11 1.04② 1.23 1.28 1.02 1.06 0.97 0.88公路I级① 1.15 1.37 1.39 1.21 1.04 0.91② 1.19 1.44 1.34 1.13 0.98 0.85

表2 简支梁桥两车道荷载效应比值

注:①和②分别代表弯矩和剪力

跨径/m 5 10 20 30 40 50汽超20级① 0.57 0.71 0.73 0.65 0.57 0.51② 0.61 0.76 0.64 0.56 0.53 0.47 98城A级① 0.60 0.68 0.66 0.59 0.55 0.52② 0.63 0.64 0.51 0.53 0.49 0.44公路I级① 0.57 0.68 0.69 0.60 0.52 0.46② 0.61 0.72 0.67 0.57 0.49 0.43

(3)对于有一定病害或用较低等级汽车荷载标准设计的桥梁,则须经单独检测、验算和专项论证通过后方可予以通行。禁止101 m型登高平台消防车在桥上停车作业。

3.2 两跨连续梁桥荷载效应

采用同样的方法分析主跨15~50 m的两跨连续梁桥车辆荷载效应,并与规范荷载模型作用结果进行对比,单车道和两车道的结果见表3和表4。设计规范荷载为单车道,消防车则仅考虑单车通行;设计规范荷载为两车道,消防车则考虑与20 t车辆形成单列车队通行。

悬臂板主要针对箱梁的外侧挑臂结构验算。

表3 两跨连续梁桥单车道荷载效应比值

注:③和④分别代表跨中弯矩和墩顶弯矩。

跨径 /m 2×15 2×20 2×30 2×40 2×50汽超20级③ 1.55 1.45 1.32 1.17 1.04④ 1.04 0.92 0.84 0.70 0.60 98城A级③ 1.39 1.33 1.17 1.13 1.05④ 0.92 0.79 0.88 0.75 0.65公路I级③ 1.41 1.37 1.21 1.06 0.93④ 1.25 1.12 0.88 0.71 0.60

表4 两跨连续梁桥两车道荷载效应比值

注:③和④分别代表跨中弯矩和墩顶弯矩。

跨径 /m 2×15 2×20 2×30 2×40 2×50汽超20级③ 0.78 0.72 0.68 0.64 0.60④ 0.69 0.61 0.58 0.56 0.54 98城A级③ 0.70 0.67 0.60 0.61 0.61④ 0.60 0.53 0.60 0.60 0.59公路I级③ 0.71 0.69 0.62 0.58 0.53④ 0.82 0.75 0.60 0.57 0.54

可知单车道作用下消防车荷载效应显著大于现有规范值,在2×50 m跨径后基本与规范计算值相同,两车道作用下消防车荷载效应显著低于规范值,为0.8倍以下,说明两车道或者两车道以上的整体式两跨连续桥梁,该消防车通过没有问题。

(1)考虑主跨5~50 m的简支梁桥、两跨连续梁桥和三跨连续梁桥结构,消防车作用下显著大于单车道规范荷载效应,但均小于两车道规范荷载效应;

为了适应机械行业发展,机械加工对生产效率和装夹夹具提出更高的要求。现在很多工厂都认识到夹具与操作加工的组合对提高生产力起到重要的作用。只有通过使用刀具和夹具定位才使制造有互换性的零件成为可能性。即简化了操作步骤,也为大量生产和发展准备了必不可少条件。

3.3 三跨连续梁桥荷载效应

(2)该消防车对单车道桥梁应该禁止上桥通行,拟定行走路线上两车道以上健康桥梁如有条件则可考虑临时限流单列居中通行,但仍建议不与20 t以上车辆编队通行,并与其前后车辆保持15 m以上距离。

表5 三跨连续梁桥单车道荷载效应比值

注:③和④分别代表跨中弯矩和墩顶弯矩。

跨径 /m 3×15 3×20 3×30 3×40 3×50汽超20级③ 1.51 1.40 1.29 1.13 1.01④ 1.15 0.99 0.89 0.75 0.65 98城A级③ 1.34 1.28 1.15 1.10 1.02④ 1.01 0.94 0.88 0.81 0.71公路I级③ 1.38 1.35 1.18 1.04 0.90④ 1.33 1.20 0.95 0.77 0.65

表6 三跨连续梁桥两车道荷载效应比值

注:③和④分别代表跨中弯矩和墩顶弯矩。

跨径 /m 3×15 3×20 3×30 3×40 3×50汽超20级③ 0.77 0.72 0.67 0.63 0.60④ 0.71 0.62 0.59 0.57 0.55 98城A级③ 0.68 0.65 0.60 0.60 0.60④ 0.62 0.62 0.61 0.61 0.60公路I级③ 0.71 0.69 0.62 0.58 0.53④ 0.82 0.75 0.63 0.59 0.54

分析结果与两跨连续梁桥基本相同,单车道作用下消防车荷载效应显著大于规范值,而两车道下则显著小于规范计算值。

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4 桥面板局部效应分析

考虑博浪涛101 m型登高平台消防车的后桥车轴集中且轴力较大,对桥梁结构的顶板横向加载效应较明显,故需作必要的研究分析,以下给出分析计算结果。

Arburg注塑机的控制系统可以通过调节参考曲线对与压力和温度相关的信号进行处理,这将进一步细化和改进干预措施,控制系统会记录由传感器提供的相关过程参数,当其与MES系统结合在一起使用时,将有助于生产工艺过程朝着工业4.0所要求的自动化和网络化方向发展。

4.1 悬臂板

此次调查是通过问卷星完成的,调查对象为福州地区高职院校学生,受访人数共计386人。其中大一学生共292人,占比75.65 %,大二学生共60人,占比15.54 %,大三学生共34人,占比8.81 %。调查对象的覆盖面虽有一定局限性,但一定程度上能说明,关于学生社团问卷调查,大一新生表现出更强的参与性,侧面反映出,他们更愿意通过调查反馈问题,甚至希望能解决问题的意愿。而大三学生面临就业等问题已逐渐脱离社团,参与问卷的热情不高。

采用汽车超20级或公路Ⅰ级荷载标准桥梁,博浪涛101 m型登高平台消防车外侧轮与箱梁腹板间距c≤0.5 m时,正常情况下可安全通行,但当c>0.5 m时,则应对箱梁悬臂板结构进行验算。

支撑板针对箱梁箱室的桥面板结构,支撑在两边腹板上。

4.2 支撑板

采用城A级荷载标准桥梁,博浪涛101 m型登高平台消防车外侧轮与箱梁腹板间距c≤0.9 m时,正常情况下可安全通行,但当c>0.9 m时,则应对箱梁悬臂板结构进行验算。

采用汽车超20级或公路Ⅰ级荷载标准桥梁,博浪涛101 m型登高平台消防车位于箱室跨中顶板,且箱室内净空宽度b≤5.5 m时,正常情况下可安全通行,但当b>5.5 m时,应对箱室顶板结构进行验算。

采用城A级荷载标准桥梁,博浪涛101 m型登高平台消防车位于箱室跨中顶板,且箱室内净空宽度b≤8 m时,正常情况下可安全通行,但当b>8 m时,应对箱室顶板结构进行验算。

5 结语

基于重庆市最新购置的101 m型登高消防车特性,研究了特殊消防车荷载对既有桥梁安全性的影响,主要研究结论如下:

果实的抽样参照《农药残留分析样本的采样方法》(NY/T 789—2004)。丘北辣椒样品采用四分法缩分。检测方法参照《蔬菜和水果中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯和氨基甲酸酯类农药多残留的测定》(NY/T 761—2008)。判定标准参照《食品安全国家标准食品中农药最大残留限量》(GB 2763—2016)。

主跨15~50 m的三跨连续梁桥车辆荷载效应与规范荷载模型作用结果进行对比,单车道和两车道的结果见表5和表6。同样地,设计规范荷载为单车道,消防车则仅考虑单车通行;设计规范荷载为两车道,消防车则考虑与20 t车辆形成单列车队通行。

可知消防车作用下单车道荷载效应基本大于规范水平,系数最大达到1.51,随着跨径增加系数降低;两车道下消防车荷载效应均低于规范水平,说明两车道或者两车道以上的整体式简支桥梁,该消防车通过没有问题。

鉴于各实体桥梁与简化模型存在差异,故以上结论仅为一般规律性研究,可供借鉴采用。

参考文献:

3)调节座的内腔可以通过黄油嘴打黄油,使得在油井不上液或密封较严的情况下起到润滑光杆和盘根垫之间的摩擦作用。

[1]李德升,周兆环.通过特殊车辆荷载的桥梁荷载试验应用分析[J].城市道桥与防洪,2012(1):55-57.

[2]王一娜.特种车辆通过哈龙大桥可行性分析及安全监测[D].吉林长春:吉林大学,2015.

[3]C JJ 37-90,城市道路设计规范[S].

[4]C JJ 37-2012,城市道路工程设计规范[S].

[5]JTG D60-2015,公路桥涵设计通用规范[S].

[6]C JJ 11-2011,城市桥梁设计规范[S].

文勇,曹江萍
《城市道桥与防洪》2018年第4期文献

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