CN111488639B - 基于运输条件的装配式桥梁预制构件分段方法及装置 - Google Patents

基于运输条件的装配式桥梁预制构件分段方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于运输条件的装配式桥梁预制构件分段方法及装置，包括以下步骤：根据运输路线的净空构建净空限制条件；判断预制构件是否满足净空限制条件，若满足，执行下一步，否则调整预制构件的尺寸直至满足条件；计算车辆运载长度限制；计算轴载当量限制；根据车辆运载长度限制和轴载当量限制计算预制构件分段长度限制；以分段长度限制进行预制构件分段。本发明建立了构件尺寸与道路情况、桥梁技术条件的相关性公式，将道路与桥梁技术参数带入，可以直接得出预制构件尺寸的限制条件，实现构件的快速划分，解决了不同运输条件对预制构件尺寸限制的难题。不仅可以用于通过运输条件计算构件分段的控制尺寸，也可以用于评估既有构件能否实现运输。

Description

基于运输条件的装配式桥梁预制构件分段方法及装置
技术领域
本发明属于桥梁装配领域，特别涉及一种基于运输条件的装配式桥梁预制构件分段方法及装置。
背景技术
随着桥梁装配化技术的发展成熟，城市周边建设了较多的工厂预制桥梁构件，通过公路或者市政道路运输至施工现场进行组装。不同的运输路线的道路情况、沿途桥梁技术条件比较复杂，成为桥梁构件能否运输的控制因素。目前已有的技术是基于确定尺寸的构件，分别对运输路线的道路情况、桥梁技术条件分别进行专项分析，然后挑选可行的运输路线，极有可能遇到难以调和的情况，需要重新开展设计，效率偏低；通过事前考虑尺寸与道路情况、桥梁技术条件的相关性，反向提出构件的控制尺寸，开展事前设计是一种全新思路，但目前对此问题的研究尚存在空白。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，以解决不同运输条件对预制构件尺寸限制的难题，为此提供一种基于运输条件的装配式桥梁预制构件分段方法，通过建立构件尺寸与道路情况、桥梁技术条件的相关性公式，实现装配式桥梁构件的快速分段。
实现本发明目的的技术解决方案为：基于运输条件的装配式桥梁预制构件分段方法，所述方法包括以下步骤：
根据运输路线的净空构建净空限制条件；
判断预制构件是否满足所述净空限制条件，若满足，执行下一步，否则调整预制构件的尺寸直至满足所述净空限制条件；
计算车辆运载长度限制Lmax；
计算轴载当量限制Gmax；
根据车辆运载长度限制Lmax和轴载当量限制Gmax计算预制构件分段长度限制Cmax；
以所述预制构件分段长度限制Cmax进行预制构件分段。
进一步地，所述净空限制条件包括宽度方向的尺寸限制Bmax以及高度方向的尺寸限制Hmax。
进一步地，所述判断预制构件是否满足净空限制条件，具体包括：
针对方形预制构件，根据构件截面尺寸的宽度B和高度H，判断是否满足净空限制条件，即B≤Bmax，H≤Hmax；针对圆形预制构件，根据构件的直径D，判断是否满足净空限制条件，即D≤Bmax，D≤Hmax。
进一步地，所述计算车辆运载长度限制Lmax，包括：
针对运输路线上的每个转弯路径l，计算该转弯路径l对应的车辆运载长度限制Ll；
选取最小的Ll作为最终的车辆运载长度限制Lmax。
进一步地，所述计算转弯路径l对应的车辆运载长度限制Ll，所用公式为：
Figure BDA0002441909770000021
式中，R为转弯路径l的转弯半径，D'为车道宽度，B'为预制构件的宽度，针对方形预制构件，B'＝B，针对圆形预制构件，B'＝D。
进一步地，所述计算轴载当量限制Gmax，包括：
针对运输路线上的每座桥梁b，计算该桥梁b对应的轴载当量限制Gb；
选取最小的Gb作为最终的轴载当量限制Gmax。
进一步地，所述计算该桥梁b对应的轴载当量限制Gb，包括：
利用影响线法获取轴载当量限制Gb与运载车辆重轴数量N的关系。
进一步地，所述轴载当量限制Gb与运载车辆重轴数量N的关系，包括：在N大于8且桥梁技术条件为公路Ⅰ级设计荷载时，Gb的取值为160kN～180kN，桥梁技术条件为公路Ⅱ级设计荷载时，Gb的取值为120kN～135kN。
进一步地，所述根据车辆运载长度限制Lmax和轴载当量限制Gmax计算预制构件分段长度限制Cmax，所用公式为：
La+Cmax≤Lmax
Lf+LG+Lb≤Lmax
Figure BDA0002441909770000022
LG＝(N-1)lv
式中，La为运载车辆的车头长度；Lf为运载车辆的车头至第一个重轴的距离；LG为运载车辆的第一个重轴至最后一个重轴的距离；Lb为运载车辆的最后一个重轴距离车尾的距离；N为运载车辆的重轴数量；A为预制构件截面面积，针对方形预制构件，A＝BH，针对圆形预制构件3，A＝πD2/4，针对内部挖空的预制构件，A取实际截面面积；γ为混凝土重度；G0为空载状态下重轴的轴载当量；lv为重轴间距；C为实际预制构件的长度。
基于运输条件的装配式桥梁预制构件分段装置，所述装置包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于运行所述程序；
其中，所述程序在所述处理器中运行时，用于执行以下步骤：
根据运输路线的净空构建净空限制条件；
判断预制构件是否满足所述净空限制条件，若满足，执行下一步，否则调整预制构件的尺寸直至满足所述净空限制条件；
计算车辆运载长度限制Lmax；
计算轴载当量限制Gmax；
根据车辆运载长度限制Lmax和轴载当量限制Gmax计算预制构件分段长度限制Cmax；
以所述预制构件分段长度限制Cmax进行预制构件分段。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)建立了构件尺寸与道路情况、桥梁技术条件的相关性公式，将道路与桥梁技术参数带入，可以直接得出预制构件尺寸的限制条件，实现构件的快速划分，解决了不同运输条件对预制构件尺寸限制的难题；2)给出了轴数N大于8情况下的轴载当量限制值，供初步评定选用，可以进一步提高划分的效率；3)不仅可以用于通过运输条件计算构件分段的控制尺寸，也可以用于评估既有构件能否实现运输。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1为一个实施例中基于运输条件的装配式桥梁预制构件分段方法的流程示意图。
图2为一个实施例中方形构件运输的示意图。
图3为一个实施例中方形构件的截面图。
图4为一个实施例中圆形构件运输的示意图。
图5为一个实施例中圆形构件的截面图。
图6为一个实施例中车辆运载长度限制计算原理示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在一个实施例中，结合图1，提供了一种基于运输条件的装配式桥梁预制构件分段方法，该方法包括以下步骤：
步骤S01，根据运输路线的净空构建净空限制条件；
步骤S02，判断预制构件是否满足净空限制条件，若满足，执行下一步，否则调整预制构件的尺寸直至满足净空限制条件；
步骤S03，计算车辆运载长度限制Lmax；
步骤S04，计算轴载当量限制Gmax；
步骤S05，根据车辆运载长度限制Lmax和轴载当量限制Gmax计算预制构件分段长度限制Cmax；
步骤S06，以预制构件分段长度限制Cmax进行预制构件分段。
这里，在执行步骤S01之前对运输路线的净空进行调查，在执行步骤S04之前对运输路线上的桥梁技术状况进行调查。
这里，步骤S03和步骤S04可以不限于上述先后顺序执行，也可以同步执行。
进一步地，在其中一个实施例中，上述净空限制条件包括宽度方向的尺寸限制Bmax以及高度方向的尺寸限制Hmax。
进一步地，在其中一个实施例中，结合图2至图5，上述判断预制构件是否满足净空限制条件，具体包括：
针对方形预制构件2，根据构件截面尺寸的宽度B和高度H，判断是否满足净空限制条件，即B≤Bmax，H≤Hmax；针对圆形预制构件3，根据构件的直径D，判断是否满足净空限制条件，即D≤Bmax，D≤Hmax。
进一步地，在其中一个实施例中，上述计算车辆运载长度限制Lmax，包括：
针对运输路线上的每个转弯路径l，计算该转弯路径l对应的车辆运载长度限制Ll；
选取最小的Ll作为最终的车辆运载长度限制Lmax。
这里，转弯路径包括实际的弯道路况、交叉路口转弯路况等。
进一步地，在其中一个实施例中，结合图6，上述计算转弯路径l对应的车辆运载长度限制Ll，所用公式为：
Figure BDA0002441909770000051
式中，R为转弯路径l的转弯半径，D'为车道宽度，B'为预制构件的宽度，针对方形预制构件，B'＝B，针对圆形预制构件，B'＝D。
进一步地，在其中一个实施例中，上述计算轴载当量限制Gmax，包括：
针对运输路线上的每座桥梁b，计算该桥梁b对应的轴载当量限制Gb；
选取最小的Gb作为最终的轴载当量限制Gmax。
进一步地，在其中一个实施例中，上述计算该桥梁b对应的轴载当量限制Gb，包括：
利用影响线法获取轴载当量限制Gb与运载车辆重轴数量N的关系。
这里，不同的N对应不同的轴载当量限制Gb。
可选地，在其中一个实施例中，上述轴载当量限制Gb与运载车辆重轴数量N的关系，包括：在N大于8且桥梁技术条件为公路Ⅰ级设计荷载时，Gb的取值为160kN～180kN，桥梁技术条件为公路Ⅱ级设计荷载时，Gb的取值为120kN～135kN。
这里，在N大于8时Gb的取值是经过大量实验验证获得的最佳取值范围，能普遍适用于不同的桥梁，供初步评定选用，可以进一步提高划分的效率。
进一步地，在其中一个实施例中，上述根据车辆运载长度限制Lmax和轴载当量限制Gmax计算预制构件分段长度限制Cmax，所用公式为：
La+Cmax≤Lmax
Lf+LG+Lb≤Lmax
Figure BDA0002441909770000052
LG＝(N-1)lv
式中，La为运载车辆的车头长度；Lf为运载车辆的车头至第一个重轴的距离；LG为运载车辆的第一个重轴至最后一个重轴的距离；Lb为运载车辆的最后一个重轴距离车尾的距离；N为运载车辆的重轴数量；A为预制构件截面面积，针对方形预制构件，A＝BH，针对圆形预制构件3，A＝πD2/4，针对内部挖空的预制构件，A取实际截面面积；γ为混凝土重度；G0为空载状态下重轴的轴载当量；lv为重轴间距；C为实际预制构件的长度。
在一个实施例中，提供了一种基于运输条件的装配式桥梁预制构件分段装置，包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于运行所述程序；
其中，所述程序在所述处理器中运行时，用于执行以下步骤：
步骤S01，根据运输路线的净空构建净空限制条件；
步骤S02，判断预制构件是否满足净空限制条件，若满足，执行下一步，否则调整预制构件的尺寸直至满足净空限制条件；
步骤S03，计算车辆运载长度限制Lmax；
步骤S04，计算轴载当量限制Gmax；
步骤S05，根据车辆运载长度限制Lmax和轴载当量限制Gmax计算预制构件分段长度限制Cmax；
步骤S06，以预制构件分段长度限制Cmax进行预制构件分段。
这里，关于每一步的具体限定可以参见上文中对于基于运输条件的装配式桥梁预制构件分段方法的限定，在此不再赘述。
在一个实施例中，还提供了一种存储介质，在所述存储介质上存储了程序指令，在说书程序指令被计算机或处理器运行时使得所述计算机或处理器执行本发明实施例的基于运输条件的装配式桥梁预制构件分段方法的相应步骤。所述存储介质例如可以包括智能电话的存储卡、平板电脑的存储部件、个人计算机的硬盘、只读存储器、可擦除可编程只读存储器、便携式紧致盘只读存储器、USB存储器、或者上述存储介质的任意组合。所述计算机可读存储介质可以是一个或多个计算机可读存储介质的任意组合。
综上，本发明建立了构件尺寸与道路情况、桥梁技术条件的相关性公式，将道路与桥梁技术参数带入，可以直接得出预制构件尺寸的限制条件，实现构件的快速划分，解决了不同运输条件对预制构件尺寸限制的难题。本发明不仅可以用于通过运输条件计算构件分段的控制尺寸，也可以用于评估既有构件能否实现运输。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明专利。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明专利不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明专利的揭示，不脱离本发明专利范畴所做出的改进和修改都应该在本发明专利的保护范围之内。

Claims (5)

1.基于运输条件的装配式桥梁预制构件分段方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
根据运输路线的净空构建净空限制条件；所述净空限制条件包括宽度方向的尺寸限制Bmax以及高度方向的尺寸限制Hmax；
判断预制构件是否满足所述净空限制条件，若满足，执行下一步，否则调整预制构件的尺寸直至满足所述净空限制条件；所述判断预制构件是否满足净空限制条件，具体包括：
针对方形预制构件，根据构件截面尺寸的宽度B和高度H，判断是否满足净空限制条件，即B≤Bmax，H≤Hmax；针对圆形预制构件，根据构件的直径D，判断是否满足净空限制条件，即D≤Bmax，D≤Hmax；
计算车辆运载长度限制Lmax；包括：
针对运输路线上的每个转弯路径l，计算该转弯路径l对应的车辆运载长度限制Ll；
选取最小的Ll作为最终的车辆运载长度限制Lmax；
计算轴载当量限制Gmax；包括：
针对运输路线上的每座桥梁b，计算该桥梁b对应的轴载当量限制Gb；
选取最小的Gb作为最终的轴载当量限制Gmax；
根据车辆运载长度限制Lmax和轴载当量限制Gmax计算预制构件分段长度限制Cmax；所用公式为：
La+Cmax≤Lmax
Lf+LG+Lb≤Lmax
Figure FDA0003996992840000011
LG＝(N-1)lv
式中，La为运载车辆的车头长度；Lf为运载车辆的车头至第一个重轴的距离；LG为运载车辆的第一个重轴至最后一个重轴的距离；Lb为运载车辆的最后一个重轴距离车尾的距离；N为运载车辆的重轴数量；A为预制构件截面面积，针对方形预制构件，A＝BH，针对圆形预制构件，A＝πD2/4，针对内部挖空的预制构件，A取实际截面面积；γ为混凝土重度；G0为空载状态下重轴的轴载当量；lv为重轴间距；C为实际预制构件的长度；
以所述预制构件分段长度限制Cmax进行预制构件分段。
2.根据权利要求1所述的基于运输条件的装配式桥梁预制构件分段方法，其特征在于，所述计算转弯路径l对应的车辆运载长度限制Ll，所用公式为：
Figure FDA0003996992840000021
式中，R为转弯路径l的转弯半径，D'为车道宽度，B'为预制构件的宽度，针对方形预制构件，B'＝B，针对圆形预制构件，B'＝D。
3.根据权利要求2所述的基于运输条件的装配式桥梁预制构件分段方法，其特征在于，所述计算该桥梁b对应的轴载当量限制Gb，包括：
利用影响线法获取轴载当量限制Gb与运载车辆重轴数量N的关系。
4.根据权利要求3所述的基于运输条件的装配式桥梁预制构件分段方法，其特征在于，所述轴载当量限制Gb与运载车辆重轴数量N的关系，包括：在N大于8且桥梁技术条件为公路Ⅰ级设计荷载时，Gb的取值为160kN～180kN，桥梁技术条件为公路Ⅱ级设计荷载时，Gb的取值为120kN～135kN
La+Cmax≤Lmax
Lf+LG+Lb≤Lmax
Figure FDA0003996992840000022
LG＝(N-1)lv
式中，La为运载车辆的车头长度；Lf为运载车辆的车头至第一个重轴的距离；LG为运载车辆的第一个重轴至最后一个重轴的距离；Lb为运载车辆的最后一个重轴距离车尾的距离；N为运载车辆的重轴数量；A为预制构件截面面积，针对方形预制构件，A＝BH，针对圆形预制构件，A＝πD2/4，针对内部挖空的预制构件，A取实际截面面积；γ为混凝土重度；G0为空载状态下重轴的轴载当量；lv为重轴间距；C为实际预制构件的长度。
5.基于运输条件的装配式桥梁预制构件分段装置，其特征在于，所述装置包括：
存储器，用于存储程序；
处理器，用于运行所述程序；
其中，所述程序在所述处理器中运行时，用于执行以下步骤：
根据运输路线的净空构建净空限制条件；所述净空限制条件包括宽度方向的尺寸限制Bmax以及高度方向的尺寸限制Hmax；
判断预制构件是否满足所述净空限制条件，若满足，执行下一步，否则调整预制构件的尺寸直至满足所述净空限制条件；所述判断预制构件是否满足净空限制条件，具体包括：
针对方形预制构件，根据构件截面尺寸的宽度B和高度H，判断是否满足净空限制条件，即B≤Bmax，H≤Hmax；针对圆形预制构件，根据构件的直径D，判断是否满足净空限制条件，即D≤Bmax，D≤Hmax
计算车辆运载长度限制Lmax；包括：
针对运输路线上的每个转弯路径l，计算该转弯路径l对应的车辆运载长度限制Ll；
选取最小的Ll作为最终的车辆运载长度限制Lmax；
计算轴载当量限制Gmax；包括：
针对运输路线上的每座桥梁b，计算该桥梁b对应的轴载当量限制Gb；
选取最小的Gb作为最终的轴载当量限制Gmax；
根据车辆运载长度限制Lmax和轴载当量限制Gmax计算预制构件分段长度限制Cmax；所用公式为：
La+Cmax≤Lmax
Lf+LG+Lb≤Lmax
Figure FDA0003996992840000031
LG＝(N-1)lv
式中，La为运载车辆的车头长度；Lf为运载车辆的车头至第一个重轴的距离；LG为运载车辆的第一个重轴至最后一个重轴的距离；Lb为运载车辆的最后一个重轴距离车尾的距离；N为运载车辆的重轴数量；A为预制构件截面面积，针对方形预制构件，A＝BH，针对圆形预制构件，A＝πD2/4，针对内部挖空的预制构件，A取实际截面面积；γ为混凝土重度；G0为空载状态下重轴的轴载当量；lv为重轴间距；C为实际预制构件的长度以所述预制构件分段长度限制Cmax进行预制构件分段。
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