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[案例] 监测佐证超载之责——在桥梁中的车辆荷载动态监测系统 [复制链接]

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桥梁网 发表于 2011-12-23 10:32:32 |显示全部楼层 |          |
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监测佐证超载之责——在桥梁中的车辆荷载动态监测系统
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文/本刊记者 于倩$ U4 Y% F) E, ]7 y

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2011年7月15日2时4分7秒,

一位司机驾驶着货车从钱江三桥主桥驶向引桥,

23秒后,在离滨江转盘不到800米处的引桥右侧车道,

部分桥面突然坍塌,这辆大货车将引桥压垮。

所幸,事发时车辆稀少,除大货车司机受轻伤外,未造成人员伤亡。

经现场勘查,货车散落的钢板27块,宽2.2米,厚20毫米,长10至12米不等,

初步计算总重量在100吨以上,涉嫌严重超载。

与此同时,钱江三桥上所安装的公路车辆荷载动态监测系统给出的车辆详细数据,

充分证明了超载这一事实。

超载——桥梁杀手之一

全国超载超限运输治理已经开展十多年,但总体的形势并不乐观,而这种情况在公路与桥梁上的显现尤为突出。在2011年7月11到19日短短9天时间里,全国各地发生了5起桥梁损坏垮塌事故,而这些桥梁非正常死亡的“祸首”便是超载超限。据杭州湾跨海大桥管理局相关人员介绍,以杭州湾跨海大桥运营管理为例,该桥未设主线收费站,也不实行计重收费,导致超限车辆急剧增加,成为短途恶意超限运输的首选通道。尽管大桥各方十分重视超限运输治理工作,但由于大桥南北超限运输检测站设置滞后于大桥建设,治超条件不够完善,治理工作难度大,效果差,难以有效保障大桥结构和运营安全。幸运的是,对于杭州湾跨海大桥而言,已经发现了这个身边的“杀手”,尚有措施可以实施,阻止悲剧的发生。

超载的危害到底有多大?对于公路桥梁损坏的程度到底有多深?通过下面的一些案例统计数据就不难看出了。据南海网报道,以2010年海南省为例,近三年的统计数据显示,海南省因超载超限车辆对公路和桥梁的破坏造成的经济损失超过3亿元,平均每年损失1亿多元。海南省70%的道路安全事故是由于车辆超载超限引发的,50%的群死群伤性重特大道路交通事故均与超载超限有关。根据交通部、公安部的相关规定,在集中治理超限超载期间,所有车辆在装载时,二轴车辆,车货总重超过20吨;三轴车辆,车货总重超过30吨;四轴车辆,车货总重超过40吨;五轴车辆,车货总重超过50吨;六轴及六轴以上车辆,车货总重量超过55吨,即为超载超限,不符合行驶证核定装载质量的也视为超载。由此可见,运载车辆的规定极限,同样也是桥梁承重的底线,任何桥梁都不是无限承重的,一旦超过此标准,路面以及整体结构会发生不可逆转的形变和质变。

由于超载超限车辆的荷载远远超过了公路与桥梁的设计承受荷载,致使路面损坏、桥梁断裂,正常使用年限大大缩短。海南省2010年在桥梁方面,已检查发现四类以上危桥120余座,其中有严重安全隐患的危桥16座,已拆除改造了40余座,每座花费高达200万元左右。而公路方面,海文高速左幅、西线高速公路昌江段、海渝西线等多条路面损坏十分严重。

上面所述,仅仅是海南一个省的统计数据。在我国,特别是长江黄河以及众多的大小江河,所建桥梁不计其数,又有多少座桥梁正在承受着超载超限的“虐待”呢?然而,接二连三发生的塌桥事故在提醒我们,很多桥梁已经不能承受超载之重。也许有些桥梁本身可能存在缺陷,也许部分交通设施缺乏维护,也许处罚手段力度不够完善,但造成事故的直接原因都是不能承受的——超载。

信息化手段为桥梁事故提供重要数据

在2011年7月连续发生的5起桥梁损坏坍塌事故中,钱江三桥塌桥事故尤为严重。事故一发生,便引起了社会的高度关注,坍塌的原因,众说纷纭。经过认真细致的调查,最终,杭州交通部门给出的结论是,事故主要责任归咎于货车超载和养护不当,而这一说法并非如外界所论的空口而出,且有监控数据为证。

钱江三桥监控资料显示,该桥长期处于超载频繁状态,其货载标准分别为汽车30吨和挂车50吨。但是,事发的15日,从1时42分到2时4分,共有9辆车通过,其中7辆超过55吨,且4辆大型货车总重都在100吨以上,而最后一辆导致桥梁垮塌的车辆竟有129吨之重。这一组监测数据,充分证明了导致这次塌桥事故直接原因——超载。能够记录如此详细的基础数据,“公路车辆荷载动态监测系统”功不可没。

桥梁的健康监测系统对于桥梁的运营管理发挥着重要作用。桥梁整体的健康监测系统是由不同功能的子系统组成,各司其事,对桥梁不同方面进行监测统计管理。而此次为钱江三桥坍塌事故提供重要数据依据的系统为“公路车辆荷载动态监测系统”,属于桥梁健康监测系统的范畴。该系统可以对通过车辆进行图像、车牌号码的采集,并给出车型、总重、轴距、轴数、车速、加速度等参数;可以进行交通流量的统计、分类和信息存储,数据远程实时传输;同时,能够记录交通流量、车辆通过时间、车辆通过车道、超限车辆比例等数据。而这一功能,在钱江三桥的事故调查中,起到了关键作用。特别是针对存在的超载情况,该系统记录的基础具体数据,为查明事故原因提供了有力的证据。可见,这一信息化系统在公路和桥梁上的应用十分必要。

我国公路桥梁监测发展现状

在我国,超载超限现象较为普遍,治理超载超限的手段和效果也并不十分理想。治理超载超限一直是一个世界性的难题,各个国家都深深意识到超载超限车辆对交通安全、环境和道路设施的巨大危害,这种“庞然大物”已经成为了不折不扣的道路杀手。为此,很多国家都采取了不同的治理措施。比如,美国用技术解决这一问题,他们使用测量超载卡车重量和测量卡车高度的技术系统,通过路面下的石英传感器来测量车辆的重点信息,并可以通过摄像头拍摄违章车辆的照片和视频,再将重量高度等数据发送到相关部门,从而快速有效地勘察违章车辆。50年前,欧洲各国就通过了强制性限制超载的法规,并将打击超载列为重点工作。一旦发现车辆超载,会毫不客气地将车辆扣下,如不将超载部分分装走,就不能上路。仅仅在德国11000公里的高速公路上就设有700多个超载超限检查站。在日本,已广泛使用固定或移动称重设备对超限车辆进行检测,并且严格实行“一超三罚”制度,即罚货主,罚运输企业,罚司机,严重者还将面临徒刑。中国的治超手段随着社会的发展,也在不断变化。

钱江三桥垮塌事故发生后,我国拥有自主知识产权的“公路车辆荷载动态监测系统”提供了超载车辆的各项具体信息,使外界对其监测系统有所认识,但并不十分熟悉。为此,我们采访了该系统的研发人员,以便更好地了解该监测系统具体功能,从而为桥梁生命安全提供服务。

据王萍萍高级工程师介绍,公路车辆荷载动态监测系统是以石英压电传感器为主的公路车辆载荷动态监测系统,它能够提供在治超、交通流量统计、交通重大设施安防等方面的实时监测功能,并能在保证公路正常通行秩序条件下,对公路上行驶车辆的运行动态参数进行智能获取。同时,该系统能够对正常行驶通过传感器车辆的轴载荷、轴数、轮数、车速等参与进行动态监测和记录,并可设定车辆超载限值,对超限车辆实时动态预警管理。另外,针对超载超限情况,公路车辆荷载动态监测系统可以对疑似超限车辆进行语音预警提示和文字预警。也就是说,当超限车辆通过时,相关部门便可收到语音报警,同时超限车辆信息显示在公路和桥梁的电子提示牌上。这些功能可以将通过的车辆信息获取完整,为更好地了解公路和桥梁现状,治理超载超限,制定养护方案等提供了非常有效的帮助。

钱江三桥上铺设的石英压电传感器为长条状,与桥梁路面平齐,远看几乎与桥面浑然一体,丝毫不影响车辆通行。据交通运输部公路科学研究院的研究人员介绍,该传感器的响应频率远远高于传统的称重传感器,因此可以检测到任意车速行驶的车辆信息。而且该传感器不受环境温度影响,性能可靠,寿命长久,只要路面不被损坏,可以长期使用。国外,从90年代开始开发此类型传感器,但是由于价格昂贵,并没有在国内推广开来,外界对这种动态监测也没有足够的认识。我国开发生产的第一套以石英压电传感器为主体的公路车辆荷载动态系统,2004年由交通运输部公路科学研究院所属的北京通运科技有限公司开发研制,并拥有自主知识产权。目前,该系统已在多省市的公路国道治超站、公路桥梁等得到应用,使用效果良好。从一系列的塌桥事故中,让我们更深刻认识到超载猛于虎,它对桥梁的危害不可忽视。治理超载,则刻不容缓。而随着社会不断的发展,信息化手段和措施的应用,必将会在公路和桥梁的治超过程中发挥更为重要的作用。

在自然规律下,世间万物都有它的标准和限度,也正所谓恰到好处、适可而止。凡事超过了自身的极限,便会物极必反。就好比一个人,每天超负荷的劳动,带来的后果便是身体健康亮起红灯,更为严重者则会以生命作为代价。一切事物都有它的规律,一旦违反,难免会出现问题。一个人如此,一座桥也一样,超负荷的承载,带来的不仅仅是桥梁健康受到影响,桥梁的生命也将受到威胁。医生运用各种先进医疗设备可以诊断人哪里出了问题,一套必要的健康监测系统同样可以成为了解一座桥梁的诊疗仪器。即便是在我们不愿意看到的问题出现后,它仍然能够让我们发现问题原因所在,正如飞机的黑匣子。当然,任何问题在爆发前最好能够防患于未然,消灭在萌芽状态。因此,必要的信息化监测手段将成为桥梁的专属医生,对其进行预防监测,提供所需的桥梁健康状态信息。让桥梁不再承受超载之重,生命力更加长久。

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