履带式重装备公路输送桥梁通过能力研究

第１７卷第２期　军事交通学院学报　Ｖｏ１．１７　Ｎｏ．２　２０１５年２月　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｍｉｌｉｔａｒｙ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｆｅｂｒｕａｒｙ　２０１５　●军事运输Ｍｉｌｉｔａｒｙ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　履带式重装备公路输送桥梁通过能力研究　刘海英，郭凯　（军事交通学院汽车指挥系，天津３００１６１）　摘　要：在分析履带式重装备与重装备运输车匹配后技术性能的基础上，根据等级公路桥涵汽车荷　载的划分标准，系统研究了等级公路桥涵承载能力的判别方法，确定整车通过等级公路桥涵的方　式。　关键词：履带式重装备；公路输送；桥梁通过能力　中图分类号：Ｕ４４　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７４—２１９２（２０１５）０２—０００７—０４　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ｂｒｉｄｇｅ　Ｐａｓｓｉｎｇ　Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｒａｃｋｅｄ　Ｈｅａｖｙ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｉｎ　Ｈｉｇｈｗａｙ　Ｔｒａｎｓｐ０ｒｔａｔｉ０ｎ　Ｌｉｕ　Ｈａｉｙｉｎｇ，Ｇｕｏ　Ｋａｉ　（Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　Ｃｏｍｍａｎｄ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｍｉｌｉｔａｒｙ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ　３００１６１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ａｆｔｅｒ　ｍａｔｃｈｉｎｇ　ｔｈｅ　ｔｒａｃｋｅｄ　ｈｅａｖｙ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｈｅａｖｙ　ｅｑｕｉｐ—　ｍｅｎｔ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｄｉｖｉｓｉｏｎ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ｏｆ　ｖｅｈｉｃｌｅ　ｌｏａｄ　ｏｎ　ｇｒａｄｅ　ｈｉｇｈｗａｙ　ｂｒｉｄｇｅ　ａｎｄ　ｃｕｌｖｅｒｔ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ—　ａｔｉｃａｌｌｙ　ｓｔｕｄｉｅｓ　ｔｈｅ　ｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｃａｒｒｙｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｏｆ　ｇｒａｄｅ　ｈｉｇｈｗａｙ　ｂｒｉｄｇｅ　ａｎｄ　ｃｕｌｖｅｒｔ，ａｎｄ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｓ　ｔｈｅ　ｗａｙ　ｏｆ　ｖｅｈｉｃｌｅ　ｐａｓｓｉｎｇ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｇｒａｄｅ　ｈｉｇｈｗａｙ　ｂｒｉｄｇｅ　ａｎｄ　ｃｕｌｖｅｒｔ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｒａｃｋｅｄ　ｈｅａｖｙ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ｈｉｇｈｗａｙ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ；ｂｒｉｄｇｅ　ｐａｓｓｉｎｇ　ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ　重装备运输车和履带式重装备匹配后，从整　车技术参数来看，在公路输送过程中已属于超限　运输。等级公路桥梁的承载能力，将直接影响着　整车对桥梁的通过能力。因此，必须对桥梁的通　输，有时也用于公路短途倒运，但一直以来都没有装　备专门用于重装备公路运输的重装备运输车。到　２１世纪初，我军现役的重装备运输车的类型共有４　种，分别为６０、５０、４０和３０吨级重装备运输车…。　进入２ｌ世纪，随着我军机械化程度的逐渐提　高，越来越多的新式履带式重装备开始装备部队，　原有的重装备运输车因系列性较差、技术性能不　过能力进行深入研究，掌握其特性，以便选择确定　合理的通过方式方法，才能在一定程度上提高履　带式重装备公路输送能力。　高，已逐渐不适应重装备公路输送的要求。于是，　１　履带式重装备与重装备运输车匹　配后的技术性能　１．１　我军现装备重装备运输车基本技术性能　总部于２１世纪初组织相关军地科研院所和军工　企业研制了２５、４０、５０和６０吨级新型重装备运输　车。４个吨级重装备运输车的定型生产，标志着我　军重装备运输车的发展已逐渐形成了较为完善的　我军从２Ｏ世纪７０年代末，开始为部队装备重　装备运输车，主要用于损坏的履带式重装备修理运　系列型谱。新研制的第二代重装备运输车，一方　面用来逐渐替代部队第一代重装备运输车，另一　收稿日期：２０１４—０９—０２；修回日期：２０１４—１０—１５　作者简介：刘海英（１９８３一），女，硕士，助教．　军事交通学院学报　第１７卷第２期　方面开始装备汽车部（分）队，组建我军专门的重　装备运输分队…。　本文以第二代２５、４０、５０和６０吨级重装备运　式及鞍座最大承载质量等。由表１可以看出：在　四型第二代重装备运输车中，整备质量和最大总　质量最大的为６０吨级，分别为３８　ｔ和９８　ｔ，最小　的为２５吨级，分别为２５　ｔ和５０　ｔ；牵引车第一轴　输车为研究对象。所研究的重装备运输车技术参　数，主要包括与牵引车、半挂车和汽车列车相关的　吨级、装载质量、整备质量、最大总质量、车长、车　宽、车高、承载面尺寸、车轴数、轴距、轮距、驱动型　和第二轴的轴距均为３　４５０　ｍｍ，第二轴之后轴距　均为１　５００　ｍｍ；半挂车轴距均为１　４００　ｍｍ；轮距　均为２　５００　ｍｍ；整车宽度均为３　２８０　ｍｍ。　表１　第二代重装备运输车主要技术参数　１．２履带式重装备与重装备运输车匹配后主要　８　９２０　ｍｍ，只能用６０吨级重装备运输车运输（承　载面长度为９　５００　ｍｍ），此时整车总质量为５２　ｔ，　技术参数　履带式重装备与重装备运输车匹配后，影响　其道路桥梁通过性的主要因素是整车的总质量和　质量的分布等因素。２５吨级重装备运输车匹配重　装备后，整车总质量最大为４８．４　ｔ，在正确装载后，　在正确装载后，半挂车轴荷最大为７　ｔ。　２　等级公路桥涵汽车荷载的划分　按照ＪＴＧ　Ｂ０１＿２００３《公路工程技术标准》和　ＪＴＧ　Ｄ６０－－２００４（（公路桥涵设计通用规范》规定，汽　车荷载分为公路一Ｉ级和公路一Ⅱ级两个等级。　汽车荷载由车道荷载和车辆荷载组成。车道荷载　由均布荷载和集中荷载组成。桥梁结构的整体计　算采用车道荷载，桥梁结构的局部加载、涵｝同、桥　台和挡土墙土压力计算采用车辆荷载。车道荷载　与车辆荷载的作用不得叠加　Ｊ。各级等级公路桥　半挂车轴荷最大为１０．５　ｔ。４０吨级重装备运输车　匹配重装备后，整车总质量最大为６５．５　ｔ，在正确　装载后，半挂车轴荷最大为１２　ｔ。５０吨级重装备　运输车运输主要定位运输某型主战坦克，此时整　车总质量为７３．３　ｔ，在正确装载后，半挂车轴荷　最大的为１３．９　ｔ。６０吨级重装备运输车主要定　位运输某新型主战坦克，此时整车总质量为９０　ｔ，　在正确装载后，半挂车轴荷最大为１４　ｔ；虽然某履　带装甲输送车自质量仅有１４　ｔ，但其主车长度为　涵设计的汽车荷载等级，应符合表２规定。　２０１５年２月　刘海英等：履带式重装备公路输送桥梁通过能力研究　９　注：１．二级公路作干线公路且重型车辆多时，其桥涵设计可采用公路一Ｉ级汽车荷载；２．四级公路重型车辆少时，其桥涵设计可采用公　路一Ⅱ级车道荷载效应的０．８倍，车辆荷载效应可采用０．７倍。　３　等级公路桥涵承载能力的判别　３．１　等级公路桥涵设计汽车荷载的演变　国家颁布的多版《公路工程技术标准》和《公路桥　涵设计通用规范》可以看出，随着我国公路交通业　的迅速发展，等级公路桥涵计算荷载也在不断发　生变化，主要变化见表３。　（１）汽车计算荷载的演变。从１９４１—２００４年　表３等级公路桥涵设计中的汽车计算荷载演变　（２）汽车验算荷载的演变（见表４）。从表４　和ＪＴＧ　Ｂ０１＿２００３《公路工程技术标准》、ＪＴＧ　范中只考虑车道荷载或车辆荷载，取消了验算荷　载。　０６０－－２００４（公路桥涵设计通用规范》中看出，目前　已取消了验算荷载。　表４等级公路桥涵设计中的汽车验算荷载演变　荷载等级名称　—　履带式荷载　轮式荷载　因此，重装备运输车与重装备匹配后，对于　２００４年以后按新的规范建造的桥梁，整车通过时　仅需考虑车道荷载或车辆荷载。在本文中，以　２００４年按新的规范建造的桥梁为研究对象。　３．２　等级公路桥涵设计车辆荷载的确定　标准法规实施年份—从ＪＴＧ　Ｂ０１＿＿２００３《公路工程技术标准》和　ＪＴＧ　０６０－－２００４（公路桥涵设计通用规范》中可得　车辆荷载布置图（如图１所示），其主要技术指标　规定见表５。公路一Ｉ级和公路一Ⅱ级汽车荷载　采用相同的车辆荷载标准值。　由第二代重装备运输车设计可知，２５和４０吨　级车辆，全部采用２３５／７５Ｒ１７．５型无内胎越野轮　胎；５０和６０吨级车辆，全部采用１２Ｒ２２．５／１６ＰＲ　型无内胎子午线越野轮胎；所有轮胎着地宽度均　（３）汽车荷载计算模式的演变。２００４年规范　前，车辆荷载计算模式是同时考虑计算荷载（汽车　荷载）和验算荷载（履带车或挂车）；２００４年的规　大于规定值，更利于整车通过桥梁时重量的匀载　分布，减小单位面积桥面压力，单就这一点而言，　整车满足桥梁通过要求。４个吨级车辆轮距均为　１０　军事交通学院学报　第１７卷第２期　２　５００　ｍｍ，大于规定的１　８００　ｍｍ，更利于桥梁承载　力的均匀分布；半挂车轴距均为１　４００　ｍｍ，符合规　范要求；在牵引车与半挂车组成的汽车列车中，运　输重装备时主要承载受力部分是半挂车，在４个　吨级车辆中，６０吨级重装备运输车在运输某新型　主战坦克时半挂车轴荷最大，为１４　ｔ，与规范要求　相同。而由表５可知，车辆重力标准值为５５０　ｋＮ，　对于桥梁而言为５５　ｔ左右，在桥梁上明显位置一　般均有标注。根据这一规定，在运输重装备时，如　果整车总质量超过５５　ｔ，即为超限运输，此时应该　注意桥涵的实际承载能力；同时，还要考虑轴荷等　对桥梁的实际荷载效应的作用。　：｛（）　ｌ２０　１２０　１４（）　１４０　ｌ、　，　ｌ　－－６　手　＿１∈　－∈　七　９－－　３　０　ｌ　４　７．Ｏ　Ｉ．４　Ｊ　Ｌ　（ａ）立面　（ｂ）平面　图１　车辆荷载布置图（轴重力单位：ｋＮ；尺寸单位：ｍ）　表５　等级公路桥涵设计中的车辆荷载主要技术指标［。］　项目　技术指标　车辆重力标准值／ｋＮ　５５０　前轴重力标准值／ｋＮ　３０　中轴重力标准值／ｋＮ　２×１２Ｏ　后轴重力标准值／ｋＮ　２×１４０　轴距／１３１　３＋１．４＋７＋１．４　轮距／ｍ　１．８　前轮着地宽度及长度／ｍ　０．３×０．２　中、后轮着地宽度及长度／ｍ　０．６×Ｏ．２　３．３　整车通过等级公路桥涵可行性的判别　整车能否安全通过桥梁，应对其通过能力做　出判断，以便为桥梁的加固处理提供可行的方案。　一般来说，当对桥梁通过性做出评价后，可用下式　来进行其通过能力的判别：　Ｋ￣　－Ｋ／ｘ：—￣×１００％　×　式中：Ｋ荷为整车通过桥梁时的荷载效应值；Ｋ抗为　等级公路桥涵设计中的标准荷载抗力。　由于重装备车辆通过桥梁是一种应急使用行　为，可以通过细化其组织方式，减少重装备车辆对　桥梁的冲击、承载等，因此可以考虑适度提高桥梁　的承载能力。依据公路相关专家研究确定，桥梁　的承载能力针对重装备车辆，可以适当提高到　２０％，据此建立以下判断标准。　当／ｘ￣＜０时，重装备运输车运载重装备时整车　具有通过桥梁权；当０＜　≤２０％时，在我国等级　公路桥涵设计时，由表５可知，桥梁设计中的车辆　标准荷载以５５　ｔ计算（由表２可知，四级公路重型　车辆少时，其桥涵设计可采用公路一Ⅱ级车道荷　载效应的０．８倍，车辆荷载效应可采用０．７倍，即　为３８．５　ｔ；在本文中，为运输安全起见，在四级公路　桥涵车辆荷载效应均取３８．５　ｔ）；在承载能力提高　２０％的情况下，桥梁的最大承载能力可达６６　ｔ（四　级公路车辆荷载效应按４６．２　ｔ计）；在充分考虑桥　梁的最大承载能力、整车通过时的总质量与轴荷　等实际荷载效应的情况下，在桥涵安全储备系数　范围内，可认为整车具有容许通过权；当　＞２０％　时，整车丧失通过权。　按照ＪＴＧ　Ｄ６０－－２００４《公路桥涵设计通用规　范》的规定，公路桥涵结构的设计基准期为１００　年，在不考虑其他外部影响因素的情况下，在此所　涉及的桥梁均认为是技术性能完好的桥梁。　４　整车通过等级公路桥涵方式的确　定　４．１　整车通过等级公路桥涵通行总体要求　在组织重装备运输分队摩托化机动时，车间距　为１００　ｍ左右　。在桥梁满足承载要求的情况下，　一般一次仅允许通过一辆车，严禁多车过桥。对于　单孔跨径超过１００　ｍ的单孔跨径特大桥，车间距应　大于单孔跨径长度；其他桥梁，可按正常车距通过。　对于多孔跨径桥梁，车间距应在大于１００　ｍ的同时，　还要大于桥梁的单个孔径，以确保通行安全。　４．２　四级以上道路桥涵整车通过能力　在充分考虑整车实际荷载效应和桥梁标准荷　（下转第１９页）　２０１５年２月　陈兆仁等：信息化条件下陆战场交通保障　１９　（上接第ｌＯ页）　载抗力的情况下，２５吨级重装备运输车所能运输　的６１种重装备，整车均可以直接通过桥梁；４０吨　级重装备运输车所能运输的２４种重装备中，有３　种整车可以直接通过桥梁，有３种整车可以在桥　梁安全储备系数允许范围内通过，有１８种必须将　履带式重装备公路输送能力严重不足的问题，已　成为制约我军战略投送能力提高的瓶颈问题之　一；而公路输送时，桥梁的通过能力又在一定程度　上影响了有限保障能力的发挥。因此，研究履带　式重装备公路输送桥梁通过能力具有重要的理论　和现实意义。本文重点是依据荷载指标，对重装　其卸下与运输车分开通过；５０吨级重装备运输车　在运输某型主战坦克和６０吨级重装备运输车在　备车辆桥梁通过能力进行的定性分析，在实际应　用中，还应充分考虑具体桥梁特点，对其进行必要　的定量分析。　参考文献：　［１］　李勤真，王春刚，刘艳侠．履带式重装备公路输送道路通过　能力研究［Ｒ］．天津：军事交通学院，２Ｏｌ２．　［２］　中华人民共和国交通部．ＪＴＧ　Ｂ０１—２００３公路工程技术标　准［ｓ］．北京：中华人民共和国交通部，２００４．　运输某新型主战坦克时，必须将其卸下，与运输车　分开通过；６０吨级重装备运输车在运输某超长履　带装甲输送车时，整车可以直接通过桥梁。　４．３　四级道路桥涵整车通过能力　在充分考虑整车实际荷载效应和桥梁标准荷　载抗力的情况下，在２５吨级重装备运输车所能运　输的６１种重装备中，有１５种整车可以直接通过桥　梁，有１４种整车可以在桥梁安全储备系数允许范　围内通过，有３２种必须将其卸下与运输车分开通　过；４０吨级重装备运输车所能运输的２４种重装　［３］　中国人民解放军总参谋部，总后勤部．部队摩托化机动运输　保障规定［Ｍ］．北京：中国人民解放军总参谋部，总后勤部，　２００６．　备、５０吨级重装备运输车运输的某型主战坦克、６０　吨级重装备运输车运输的某新型主战坦克和某超　长履带装甲输送车通过桥梁时，必须将其卸下，与　运输车分开通过。　（编辑：闫晓枫）　５　结　语　从近年来部队重大演训活动实践来看，我军