大件設(shè)備陸運(yùn)綁扎測試分析

陳坤

摘 ?要：大件貨物公路運(yùn)輸在大件貨物運(yùn)輸中占有重要地位，它對(duì)于國家大型工程項(xiàng)目的建設(shè)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。大件貨物的安全綁扎是保證運(yùn)輸安全性的重要環(huán)節(jié)，有效的綁扎手段可以最大限度地降低大件貨物運(yùn)輸過程中的不穩(wěn)定因素，最大可能地保證貨物的安全。該文以試驗(yàn)的方式，對(duì)多種工況下大件貨物陸路運(yùn)輸時(shí)綁扎受力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行測試，了解其加速度及綁扎受力情況，分析其規(guī)律，為進(jìn)一步研究出一套可靠的綁扎加固方法提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：公路運(yùn)輸;大件設(shè)備;綁扎;軸線車

中圖分類號(hào)：TP274 ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 概述

生產(chǎn)周期長、價(jià)格昂貴的超限貨物在運(yùn)輸過程經(jīng)常要求具有很高的安全性和可靠性，且大件運(yùn)輸技術(shù)性強(qiáng)，貨物超重、超長、超大，極大地增加了運(yùn)輸難度，如何保障運(yùn)輸安全、穩(wěn)定顯得尤為重要。大件貨物安全綁扎是保證重大件貨物運(yùn)輸安全中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，采取合理的綁扎方式制定安全的綁扎方案，才能最大程度地保證大件貨物運(yùn)輸安全。目前，我國大件貨物運(yùn)輸尚缺乏科學(xué)、便捷、有效的大件貨物陸路運(yùn)輸綁扎加固設(shè)計(jì)計(jì)算方法，更多的是依靠經(jīng)驗(yàn)豐富的工人和專家來設(shè)計(jì)綁扎加固的方案，這就降低了綁扎加固方案設(shè)計(jì)的效率，也增加了大件貨物運(yùn)輸過程中的不確定性和危險(xiǎn)性。該文以試驗(yàn)的方式，對(duì)多種工況下貨物陸路運(yùn)輸時(shí)綁扎受力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行測試與分析，為進(jìn)一步研究出一套可靠的綁扎加固計(jì)算方法提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

該次試驗(yàn)針對(duì)貨物與車輛間不同襯墊物、車組不同速度的工況進(jìn)行試驗(yàn)，測量大件貨物運(yùn)輸過程中啟動(dòng)、制動(dòng)（分緩剎車和急剎車）狀態(tài)下的貨物和車輛在縱向和車行駛方向上的加速度變化及綁扎鋼絲繩的拉力變化[1]。

1 測試內(nèi)容和方案

1.1 試驗(yàn)設(shè)備

張力傳感器，加速度傳感器，動(dòng)態(tài)信號(hào)測試集成系統(tǒng)。

1.2 試驗(yàn)車型和貨物選取

準(zhǔn)備1種車型，2種狀態(tài)（不同襯墊物），合計(jì)2次試驗(yàn)。車型：大件運(yùn)輸車型，尼古拉軸線車2縱7軸半掛車[3]。

車型狀態(tài)：貨物和車板之間的襯墊材料不同，包括木板和橡膠。

貨物：滑道塊，重28 t。

綁扎信息：使用鋼絲繩和5 t倒鏈綁扎，前后各2道。

1.3 試驗(yàn)工況

道路：普通水泥路面，平直路段。

時(shí)間：選擇晴朗風(fēng)小的天氣條件。

車速：選取5 km/h、10 km/h、15 km/h、20 km/h、25 km/h、30 km/h、35 km/h共7種車速。各個(gè)速度條件下緩剎車、急剎車。在各個(gè)速度條件下都要試驗(yàn)2種不同的襯墊材料。在2種不同的襯墊材料下啟動(dòng)。

進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以上30種工況都重復(fù)3次試驗(yàn)測試。

1.4 試驗(yàn)布點(diǎn)

為了全面測量車輛和貨物的加速度，綁扎索具的拉力變化，我們?cè)谲嚢宀贾靡唤M加速度傳感器，貨物布置3組加速度傳感器，在其中2道綁扎鋼絲繩上各布置張力傳感器。

加速度傳感器1、加速度傳感器2、加速度傳感器4測量的是貨物的加速度，加速度傳感器3測量的是車板的加速度[2]。其中以1-x、2-x、3-x、4-x分別表示4個(gè)加速度傳感器所測得的沿x方向（即車行駛方向）的加速度;以1-z、2-z、3-z、4-z分別表示4個(gè)加速度傳感器所測得的沿z方向（即縱向方向）的加速度。以力-1、力-2分別表示張力傳感器1和張力傳感器2的拉力。

2 測試結(jié)果

對(duì)不同材料襯墊進(jìn)行對(duì)比，這里采用的數(shù)據(jù)是平均值，包括緩剎和急剎在車行駛方向和縱向方向各測點(diǎn)加速度以及與初始張力相比，在制動(dòng)過程中，張力的增加量對(duì)比，如圖1、圖2和圖3所示（該文僅列舉1號(hào)測點(diǎn)）。

從圖1～圖3可以看出2點(diǎn)。1）對(duì)比橡膠襯墊和木塊襯墊的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，采用木塊襯墊進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，車輛和貨物在車行駛方向和縱向方向的加速度大多都要小于采用橡膠襯墊。2）與綁扎鋼絲繩的初始拉力相比，采用橡膠襯墊進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)的綁扎鋼絲繩張力增加量都為負(fù)值，但是采用橡膠襯墊進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)的綁扎鋼絲繩拉力變化量較大;對(duì)增加量的絕對(duì)值來說，采用木塊襯墊時(shí)的值相對(duì)較小;因此可以得出采用木塊襯墊要比采用橡膠襯墊合適。

3 結(jié)語

該試驗(yàn)是在不同速度和不同襯墊物的情況下，對(duì)車輛和貨物在啟動(dòng)和制動(dòng)過程中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行了測量，通過分析可以得出以下8個(gè)結(jié)論。1）在緩制動(dòng)和急制動(dòng)情況下的運(yùn)動(dòng)過程基本上是一致的。2）隨著車輛的啟動(dòng)，貨物和車體在行駛方向以及縱向方向上的加速度都由0開始增加;而綁扎鋼絲繩上拉力由開始的70 kN開始減小，當(dāng)車輛啟動(dòng)后拉力減小50 kN左右并趨于穩(wěn)定。3）在剎車前，在車前進(jìn)方向的加速度趨近于0;隨著剎車的開始，加速度增加，在剎車結(jié)束時(shí)，達(dá)到最大;剎車結(jié)束后，加速度逐漸減小，最終加速度又趨近于0。4）剎車前，車身以及貨物的縱向加速度在0附近，剎車時(shí)，縱向加速度達(dá)到最大，隨著剎車的結(jié)束，縱向加速度減小，最終趨近于0。5）對(duì)于綁扎鋼絲繩上拉力，在剎車前保持在某一穩(wěn)定值附近，隨著剎車的開始，拉力增加，在剎車結(jié)束時(shí)達(dá)到最大，然后瞬間減小，最終又恢復(fù)到原來的拉力左右。6）當(dāng)襯墊物為木塊時(shí)，車組在啟動(dòng)和剎車過程中車輛行駛方向加速度、縱向加速度和綁扎鋼絲繩拉力變化情況與襯墊物為橡膠時(shí)相似。7）通過對(duì)測量得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可得，襯墊物為木塊貨物在車輛行駛方向和縱向的加速度更小，說明木塊的減震效果要優(yōu)于橡膠的減震效果。對(duì)于綁扎鋼絲繩拉力來說，襯墊物為木塊時(shí)，拉力變化范圍更小，貨物更穩(wěn)定。因此襯墊物選用木塊更合適。8）試驗(yàn)結(jié)果是在特定路況（直線路段）下測試得到的，只是對(duì)重量為28 t的貨物在不同襯墊物以及不同速度的情況下進(jìn)行了試驗(yàn)，并不能得出在其他路況和轉(zhuǎn)彎以及其他更多情況下的貨物的加速度以及綁扎鋼絲繩的拉力變化，缺乏代表性，后續(xù)需進(jìn)行更多的試驗(yàn)來取得相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究。

參考文獻(xiàn)

[1]李衛(wèi)平.汽車運(yùn)用基礎(chǔ)教程[M].北京：人民交通出版社，2003.

[2]胡思繼.綜合運(yùn)輸工程學(xué)[M].北京：北京交通大學(xué)出版社，2005.

[3]趙賀強(qiáng)，張偉.汽車列車的組合形式及應(yīng)用[J].專用汽車，2000（2）：38-39.