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1、桥梁超限预检系统设计方案桥梁超限预检系统设计方案2015-11-16目录前言4一 系统背景41.1 近年部份桥梁垮塌事故案例41.2 桥梁坍塌事故原因分析101.3 桥梁安全保护和超载检测的必要性121.4 超载监测的解决方法12二 系统应用介绍132.1 系统应用对象和环境介绍132.2 系统在超限超载治理和管理中的作用13三 系统总体设计方案143.1系统总体设计原则143.2系统可实现的功能143.3 系统拓扑图153.4 系统数据流程图163.5 可扩展的系统网络图17四 高速动态称重系统的组成184.1 系统的组成与原理184.1.1 系统组成184.1.2 工作原理194.2 系统
2、技术指标194.3 主要设备194.3.1 称重采集仪194.3.2 称重传感器204.3.3 控制柜234.3.4 车牌识别及悬臂支撑架234.3.5 全景监控摄像机274.3.6车牌抓拍打包工控机主要参数28五 主要设备施工295.1施工步骤295.1.1现场踏勘295.1.2设备组织295.1.3设备安装调试305.1.4培训305.1.5试运行305.2 压电传感器的安装305.2.1地点选择确认305.2.2 传感器的安装步骤315.3 线圈传感器的安装415.4车牌识别系统的安装调试435.5 防雷接地及通讯设备防雷44六 系统软件介绍446.1 称重采集器软件446.2 称重预检
3、客户端软件功能介绍51七 售后服务53前言公路交通是国民经济大动脉，桥梁则是公路交通的咽喉要道，在保障公路通畅中桥梁起着至关重要的作用。迄今为止，我国建成通车的高等级公路里程已达到上万公里，其中各类桥梁有22万多座（2010年交通部统计数据，未含市政桥梁）。目前除大量的中小跨径桥梁外，为适应高等级公路向高原山区延伸和跨越江河湖海的需要，各种类型的大跨度桥梁也得到了很大发展。其类型涵盖了梁式桥、拱式桥、刚架桥、斜拉桥、悬索桥等五大桥型体系。反映了我国桥梁建造技术在勘察、设计、施工、科研等方面综合能力的巨大进步。作为公路主要组成部分的桥梁工程，随着公路技术等级的不断提高，交通量和重型车辆的急剧增加
4、，原设计标准较低的现有桥梁，已严重影响着公路运输事业的发展。近年来桥梁垮塌等事故时有发生，给人民生命财产带来巨大的损失，桥梁的安全性问题日益引起各方面人士的广泛关注。一 系统背景1.1 近年部份桥梁垮塌事故案例1） 哈尔滨阳明滩大桥垮塌2012年8月24日晨5点30分许，哈尔滨阳明滩大桥引桥发生坍塌，四辆大型货车坠桥，3人遇难5人受伤。经鉴定，事故原因为货车严重超载。2） 北京宝山桥被超载车压塌2011年7月19日，北京怀柔区白河大桥被超载大货车压塌。一辆载重超过160吨的严重超载货车在通过北京怀柔宝山寺白河桥时，该桥发生坍塌。宝山寺白河桥始建于1987年，2006年上部结构加固，经检测为二类
5、桥梁，设计荷载为汽车20级（6轴货车车货总重不超过55吨）。3） 吉林省道锦江大桥垮塌2010年6月8日20时30分许，吉林省道302朝长公路194公里+100米处的锦江大桥突然垮塌，一辆行驶在桥上的大挂货车连同桥面坠入锦江，一辆出租车驶到垮塌大桥处时坠入桥下，货车与出租车共7人，6人受伤。4） 广东阳山青莲公路桥2009年8月8日，广东阳山县境内的青莲公路桥路面被超载运煤车压塌。5） 浙江杭州余杭区伍杭镇运河桥2004年8月14日凌晨1时许，杭州余杭区伍杭镇运河上的一座桥，被一辆满载石块的黄沙车压塌，造成水路、公路全部瘫痪，大卡车也坠入三米深的运河里。以及：1999年1月重庆市綦江彩虹桥在建
6、成后不到3年的时间内就发生了整体垮塌，造成49人死亡的惨剧，直接经济损失600余万元。2001年11月7日，四川省宜宾市金沙江南门大桥两端先后发生断裂，两辆汽车坠入江中，一艘小型船被毁，造成宜宾市区南北公路交通中断。 2007年6月15日广东九江大桥垮塌。事故造成4辆汽车坠江，9人失踪。2010年7月2日山西吕梁市兴县忻黑公路九龙大湾桥发生垮塌，致使陕、晋、蒙运煤大道忻黑县段全线封闭等等。桥梁坍塌事故一旦发生，不仅造成生命和财产的重大损失，同时对所在地区也造成极其重大的恶劣影响公路桥梁的坍塌可能导致交通完全中断，市政桥梁则往往位于人口、车流密集区域，事故造成的损失和政治影响更是不容忽视。1.2
7、 桥梁坍塌事故原因分析1967美国西弗吉尼亚明尼阿波利斯横跨密西西比河的西弗大桥（Silver）在交通高峰期突然坍塌，死亡46人，其后美国联邦公路管理局（FHWA）和国家交通安全委员会建立了全国桥梁数据库的统计数据，并对全部事故进行调查、汇总结果，根据调查结果，公路桥梁坍塌的主要原因有：1） 设计、施工失误2） 车辆超载及密度过高造成的桥梁超负荷运行3） 使用期过长及养护不足4） 外部偶然因素，如洪水、撞击除选址、设计、施工失误以及自然灾害之外，公路桥梁提前失效或损毁，最重要的原因就是车辆的严重超载和桥梁的超负荷运行。桥梁所受损伤分为两种突发损伤和累积损伤。突发损伤由外部事件引起，如自然灾害（
8、地震、台风）或偶然事件（爆炸、火灾、撞击）；累积损伤则由缓慢累积的性质，到一定程度就引起破坏，影响安全和使用。我国近三十年来经济发展迅速，迄今为止超载现象仍然相当普遍，并且超载程度也相当严重，超载对于桥梁的使用寿命、维护成本乃至安全都带来了极大的隐患，造成很大的影响。超载、负荷过大对于桥梁的影响是持续、累积和不可恢复的，不仅加速了老化、使得使用寿命缩短，并且整体的结构和强度也遭到破坏，日积月累，在某种外部诱因的影响下可能导致突然坍塌的重大事故。由交通部、公安部和其它安全监管部门对系列桥梁坍塌事故所作的联合调查进一步表明：除设计标准及使用年限外，我国近年来发生的一系列桥梁坍塌事故最主要和直接的原
9、因是货车的严重超载！超载对桥梁的主要危害有：1） 【易诱发桥面交通事故】超载车辆在桥面行驶无法保证行驶安全、极易出现制动失灵、侧倾、侧翻等交通事故。2） 【加速桥面损坏】单车严重超载，车轮对路面压强过大，并对路面板块形成弯折和剪切力，造成桥体道路结构的老化和损坏。（根据研究，车辆超载倍数与对路面损坏程度呈8次方关系，即超载2倍的车相当于正常装载车辆行驶256次）3） 【对桥梁结构产生影响和破坏】多辆超载车辆在桥面行驶，会使桥梁总负荷过大，即通行区域车辆载重过大、密度过高，造成桥体总体载荷过大，容易破坏桥体的力学结构，使得桥体老化加快、使用寿命缩短、甚至发生坍塌事故。1.3 桥梁安全保护和超载检
10、测的必要性本世纪初，交通部已就桥梁安全的重要性，于2001年6月下发了关于进一步加强桥梁养护管理工作的通知以及关于公路桥梁养护管理工作制度的通知等重要文件,强调“重视桥梁的养护及安全管理工作”。但至今大部分桥梁管理部门都仍延续人工、定期巡检的传统方式进行检查判定，没有实施更有效的手段来对桥梁的使用和健康状况进行有效、准确、定量的评估。采用先进技术手段，对现役桥梁的使用、负荷等情况进行精确实时监测和统计，将此作为桥梁安全预警的基础，并配合相应的管理手段是今后桥梁安全保护和管理的必然方向。无论公路桥梁还是市政桥梁，一旦发生坍塌事故，不仅经济、生命财产蒙受巨大损失，还会造成恶劣的社会、政治影响，涉及
11、相关地区、行业管理部门、相关领导的重大责任。防止此类恶性事故发生的有效办法，就是利用先进的技术手段对通过桥梁的车辆负荷进行有效地检测和监控，禁止严重超载车辆通过桥梁、减少超载车辆的通行量。1.4 超载监测的解决方法为全面掌握各路和桥梁的超重车辆通行状况，为行政执法查处提供依据，提出了超重车辆高速动态称重管理系统，此系统基于压电电缆传感式动态称重和视频监测技术的非现场超限超载执法系统，可实现对各种正常行驶车辆的动态称重功能，能在10-200Km/h速度范围内检测过往车辆的轴重、总重、车型、流量、速度及加速度等参数，可对货运机动车超限超载进行有效治理。根据执法需求，可依法对超限超载车辆进行治理。高
12、速称重能保证了整个超限超载检测管理系统能够在交通流量较大或车速较快的路段快速识别超限超载车辆而不影响正常交通；系统首次实现超限超载的非现场执法，通过高速动态称重和视频监测有机结合，提供了非现场执法依据，大大节省了人力成本。此系统用于道路桥涵，也适用于车速较高的高等级公路、交通量较大的干线公路等应用场合超限超载车辆的治理。二 系统应用介绍2.1 系统应用对象和环境介绍本系统克服了现有超限超载治理系统，适用环境和对象有限/场地投入大，人力成本高，需要大量人员现场值守等不足，其使用对象和环境广泛： 可在城市道路中应用，用于车辆的超限超载治理； 可在高速公路、国/省道中应用，用于对超限超载车辆的治理；
13、 可用于道路桥梁等环境下，起到监测和保护的作用。 2.2 系统在超限超载治理和管理中的作用非现场执法在桥梁及高速公路交通管理工作中的作用主要有以下几方面： 弥补了交通安全管理空当，提高了交通安全管理工作效率，保护了路桥在使用中的安全。非现场执法通过在重点路段设置前端检测点，实现了对道路交通的全天候24小时不间断数据采集与分析，解决了必须建立固有治超站的不足，同时节省了一定的人力投入，加强了路面管控力度。 非现场执法重证据、重事实，减少了人为因素的干扰，进一步促进了执法公正。非现场执法针对的是车辆的超限超载行为，不会因超限超载对象的身份不同而区别对待，不会出现执法人员现场执法时，司机讨价还价，甚
14、至阻挠、抗拒等干扰因素；采集的违法数据真实确凿，录入计算机系统后，经管理部门严格设定管理权限，不能随意更改、删除违法数据；有效地避免了说情、走后门等不正之风，最大限度地保证了公正执法。 有效避免执法过程中可能遇到的突发事件。非现场执法最直接的优点，就是减少了执法与违法行为人的直接接触。同时，在接受处罚时，由于重事实、重证据、重程序公开，当事人对此争议较少，容易接受处罚，避免了少数违法人在直接面对站内执法人员时容易产生的对抗心理，从而在一定程度上避免了执法过程中的突发事件的发生。三 系统总体设计方案3.1系统总体设计原则 本公司对建立高速称重点的设计总体要求及相关模块的技术参数要求突出以下重点：
15、1）所用设备成熟性原则此方案所选用的相关硬件模块，主要是国际国内有名的品牌，如称重模块中称重传感器采用美国精量公司生产的压电传感器，此类传感器至今已生产15年已上，已生产超过5万条。此方案采用的称重数据采集模块设备使用的是国产自主研发生产数据采集仪。2）先进性原则。采用的系统结构按照国际上超载车检测及管理的经验，系统称重精度为先进水平，根据公司多年类似设计项目经验系统总重的误差可控制在10%至内，结构系统代表了当今国际国内先进水平。3）省钱实用性原则。系统选用的称重传感器为具有世界先进水平的压电薄膜传感器，此类型传感器具备对动态车辆的检测响应快，称重精度高，有具备成本相对低廉的特点。系统选用的称重数据处理设备具有集成度高的特点，一台设备不仅可以检测处理称重传感器的信号，同时也可以检测车进车出的信号。系统自带车检器的功能，一机二功能，比同类产品费用大
