液压平板车进行大件货物载运时对混凝土场地承载力要求的计算.pdf

液压平板车进行大件货物载运时对 混凝土场地承载 力要求 的计算 樊巍巍李荣遵 中国外运大件物流有限公司 济南 2 5 0 3 0 6 摘要 ：液压平板车是大件货物运载 、顶 升的 主要 设备 。根 据力平 衡原 理 ，在重 载作业 时可通过 车货整体 的对地压载估算场地的承载力要求。在估算场地承载力时，计算平板车的有效对地作用区域是准确估算的关键。 文中通过对场地地基承载力特点的分析，结合平板车的尺寸及支撑轮轴的分布特征，提出平板车重载时有效对 地作用区域的计算方法。在车货总重及平板车有效对地作用区域确定的前提下，可估算场地必须达到的承载力 要求。此估算方法可为施工场地的前期建设提供有效的技术依据。 关键词：液压平板车；地基承载特征 ；有效压载区域；地基承载力；估算 中图分类号 ：U 4 6 9 5 4 1 文献标识 码 ：A 文章编号 ：1 0 0 1 0 7 8 5 ( 2 0 1 5 )1 1 0 0 2 9 0 4 Ab s t r a c t ： T h e h y d r a u l i c t r a i l e r i s t h e ma j o r e q u i p me n t f o r h a n d l i n g a n d l i f t i n g l a r g e c a r g o e s B a s e d o n t h e f o r c e b a l a n c e p rin c i p l e ，t h e s i t e b e a rin g c a r a c i t y c a n b e e s t i ma t e d wi t h t h e c a r g o s l o a d i n g t o t h e g r o u n d T o e s t i ma t e t h e s i t e b e a ri n g c a p a c i t y ，c a l c u l a t i o n o f t h e e f f e c t i v e a c t i o n t o g r o u n d z o n e o f t h e t r a i l e r i s t h e k e y T h e p a p e r p u t s f o r wa r d t h e c a l - c ul a t i o n me t ho d for t he e f f ec t i v e a c t i o n-t o - g r o u n d z o ne o f t h e l o a d e d t r a i l e r t h r o u g h a n a l ys i s o n t he b e a r i n g c a p a c i t y o f t h e s i t e f o u n d a t i o n c o n s i d e r i n g t h e d i me n s i o n o f t h e t r a i l e r a n d d i s t ri b u t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e s u p p o r t i n g wh e e l a x l e U n d e r t he p r e mi s e t h a t t h e gro s s we i g h t a n d e f f e c t i v e a c t i o n t o gro u n d z o n eo f t he t r a i l e r a r e de t e r mi n e d，t h e b e a ting c a pa c i t y t o b e r e a c h e d b y t h e s i t e c a n b e e s t i ma t e d T h e me t h o d c a n p r o v i d e e f f e c t i v e t e c h n i c a l b a s i s f o r e a r l y s t a g e c o n s t r u c t i o n Ke y wor ds：h y dr a u l i c t r a i l e r ；f o un d a t i o n b ea tin g p r o p e r t y；e f f e c t i v e l o a d e d a r e a；f o u n da t i o n b e a tin g c a p a c i t y；e s t i ma t i o n 0 引言 随着大件运输业 的发展 ，越来越多 的大件运 输公司参 与到大件货物制造 前期 的场地设计 、评 估 中。运载场地承载力 的前期评估 是关 系后期货 物能否安全顺 利运载 的关键 因素。现 阶段 ，我 国 大件运输行业没有统一 的运输规 范及 技术标准对 运输场地地基要求进行指 导 ，各 运输企业都是通 过各 自的经验 方法进行粗 略估算 。因此 ，大件运 载行 业 迫 切 需 要 相 对 合 理 的 地 面 承 载 力 估 算 方 法 1 多功 能液压平板车简介 液压平板 车主要 由不 同规格 的模块 组成 ，常 见模块主要有 2 、3 、4、5、6及 8轴线模块。在进 行大件货物载运 时，货物 的重力 载荷 由平板 车货 台整体 承载 ，通 过悬架 传递 给密 集分 布 的轮轴 ， 起重运输机械 2 0 1 5( 1 1 ) 平板车单轴线载荷约为 3 0 t ， 轴 ，行驶高度为 1 0 7 5 4 - 3 2 5 m m。平板车都可 以根据被运载货物的长度 随机纵 向拼接成需要 的轴线数量 ，根据被运 载设 备 的宽度可 以进行横 向拼接成 3纵列及 以上的车 组 。图 1所 示 为 3轴线 平 板 车 基本 结 构 及尺 寸 ( 本文 以 ME D型 N I C O L A S为例 ) 。 4 6 5 0 l J 8 2 Q l l l 1 5 5 0 l l 7 3 5 l l L 2 3 4 - = = 5 n日r 日r 吕 1 0 一 回 日 日 T 一 3 且 剧 2 1 端梁2 横梁3 主梁4 副梁5 斜支撑 图 1 液压平板 车结 构及尺寸示意图 一 2 9 2 平板车重载时轮胎压载模型分析 1 )轮胎对地作用模型 大件运载作业场地特征不 同于普 通的道路特 征 。在对大件货物进行运载 时速度相对很慢 ，一 般小于5 k m h ，且轮轴都是随动轮，固其对地压 载可以以静态压载来 考虑，顶升时只有平稳 的垂 直压载 ，也可 以以静态压载来考虑 。使用液压平 板车进行大件设备运载或顶升时，其对地压载模 型如图2所示。 图2 液压平板车轮胎对地压载模型 常见的运载场地 由坚实地基上打造混凝土层 形成，在轮轴对场地压载时，轮胎接地区域内的 混凝土层 d可定义为基础厚度 ，轮胎对地 印痕 区 域尺寸 b 可定义为基础地面宽度 。 2 )轮胎对地压载与地基承载力 的关系 在大件运载及 顶升领域 ，一般用 每平方米能 承载的极 限重力来表述地面 的承载能力 ，根据力 平衡原理 ，常以车货 总重力对地有效压载来估算 地面的承载能力 ，有 P l =P 2 =( 1 + ) s ( 1 ) 式中： P 。 为车货总重对地压载， t m ； P 2 为地 面承载能力，t m ；M1 为货物质量，t ；M2 为液压 平板车总质重，t ；S为车货对地压 载有效 区域 面 积，m 。 实际估 算 中，取 P =P 来估 算场 地 的承载 能力。 3 混凝土层及地基承载特性分析 1 )混凝土层承压特性 承压能力是混凝 土层 的主要力 学特性 ，混凝 土层的抗压承载力主要取决于混凝土厚度 ，不 同 规格的混凝土层强度标准值如表 1所示 。 表 1 不 同规格混凝土层的强度标准值 混凝土强度标准值 M P a 混凝土强度标准 M P a 混凝土 立方体试件 混凝土 立方体试件 强度等级 圆柱体试件 1 5 0 m m1 5 0 mm 强度等级 圆柱体试件 1 5 0 m m1 5 0 m m 4 , 1 5 o mm3 0 0 m m 4, 1 5 o m m 3 0 0 m m 1 5 0 mm 1 50 mm C 2 C 2 5 2 2 5 C 2 0 C 2 5 2 0 2 5 C 4 C 5 4 5 C 2 5 C 3 0 2 5 3 O C 6 C 7 5 6 7 5 C 3 0 C 3 5 3 0 3 5 C 8 C1 0 8 1 0 C 3 5 C 4 O 3 5 4 0 Cl 0 C1 2 5 1 0 1 2 5 C 4 o C 4 5 4 0 4 5 C l 2 C1 5 1 2 1 5 C 4 5 C5 O 4 5 5 0 C 1 6 C 2 0 1 6 2 0 C 5 0 C5 5 5 0 5 5 结合实 际操作 经验 ，为保证安全 ，液压平板 车单轴极限载荷一般控制在 3 O t ， 轴左右，结合图 2 ，一般混凝 土层强度能满足平板车 的压 载要 求 ， 因此 ，在场地承载能力估算 中，主要 的分析 因素 是混凝土层 以下 的地基土。 一 3 0 2 )地基土承载力特征分析 图 3所示为假定 的地基土在极 限状态下 滑动 面形状 ，根据滑动土体 的静力平衡可求解地基 土 的承载极限。 图 3中区域 1为弹性压密区 ，区域 2为滑移过 起重运输机械 2 0 1 5( 1 1 ) 3 )国内外常用有效安全区域经验计算说明 目前国内外大件运输行业确定有效压载面积 S 的主要经验方法是液压平板 车 4 5 。 扩散投影 面法， 如图 6所示 ( 以 3轴线为例) 。 图6 4 5 。 扩散投影面示意图 对于任 何两 纵 列拼 车 车组( 两 纵 列 以上 同 理) ，根据 4 5 。 扩散 投影 法计算 其有 效压 载 区域 面积 S 3 =LW= n Z 4 5 5= 7 0 5 n ( 5 ) 4 )3种有效压载区域计算方法对 比分析 通过 对式( 3 ) 、式 ( 4 ) 和式( 5 ) 进行 对 比，可得有效压载 区域面积 5与轴线数 n之 间的 关系 曲线 ，如 图 7所示 ，其 中 S =S ， 时，n= 1 6轴 。 图7 不同有效压载区域计算曲线比对 由图7可知 ，当轴线数量为 1 6轴时，S 和 s 相等 ，正常情况下 1 6轴对应 的承载极 限约 为 5 0 0 t ；当轴线数 nS ，根据 P=( M + M ) S可知 ，P 1 6轴 时，s P s 3 。现 阶段 ，大件运输 中货物 的质量越来 越大，相应 的 平板车组拼接 的轴线数量 n也越来越多。在 n取 任何值的情况下 ，S ： 总大于 S 和 S ， ，由此有效面 积估算的地面承载能力 P ： 相对越来越小 ，存在安 一 3 2 一 全隐患 ，因此 s ： 在估算中不予考虑。 综上所述 ，当大件 货物质量在 5 0 0 t以下时 ， 传统的经验方法计算所得到的 P 相对较大 ，对应 的地面承载相对更安全 ，当货物质量在 5 0 0 t 以上 时，本文 5 区域计算所得到的 P 。 相对较大，对应 的地面承载相对更安全。所 以实际计 算 中，取地 面压载相对更大的计算 区域 进行计算 ，有效压载 区域面积取图 7中相应曲线的计算值 。 5 )地面承载力计算 在大件货物运输中 ，车货总质重 G=M +M， 是已知的，在 S确定的前提下 ，根据式 ( 1 ) ，可 计算出地面承载力 尸 ， 。 5 结语 通过对车轮重载时对地压载模型及工程 场地 地基结构和极 限变形模型 的分析 ，得知轮胎重 载 时对地压载有效区域 s的计算方法。根据 5值 ，结 合液压平板车 的轮轴分布特征 ，确认平板 车重载 时车货对地压载的有效区域，计算得到地面的承 载力要求 。结合传统方法进行分析 比较 ，确定不 同质量货物运载更加安全可靠 的承载力要求计算 方法 ，本文研 究成果对 大件运输 时地基 的前期估 算等有重要的指导意义。 参 考文献 1 李婷 载重汽车轮胎接地压力研究 D 西安：长安大 学 ， 2 0 1 3 2 G B 5 0 0 0 7 -2 0 0 2 建筑地基基础设计规范 S 北京： 中国建筑工业出版社 ， 2 0 0 9 3 赵成刚，白冰， 王运霞土力学原理 M 北京： 清华 大学 出版社 ， 2 0 0 9 4 D B J 1 1 5 0 1 2 0 0 9 北京地区建筑地基基础勘察设计 规范 S 2 0 0 9 5 G B T 5 0 0 8 1 -2 0 0 2 普通混凝土力学性能试验方法标 准 s 北京：中国建筑工业出版社， 2 0 0 3 6 张钦喜，李继红地基承载力的新计算方法 J 岩土 工程学报 ， 2 0 1 0 ，3 2 ：3 7 4 1 作 者：樊巍巍 地 址：山东省济南市长清区同兴路 2 7 7号 邮 编 ：2 5 0 3 0 6 收稿 日期 ：2 0 1 5 0 61 0 起重运输机械 2 0 1 5( 1 1 )