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提升橋梁檢測(cè)車作業(yè)安全的幾種措施

文檔作者：王富強(qiáng) 夏杰蔡冠宇張雷高偉文檔來源：陜西汽車控股集團(tuán)有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年03月19日
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10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.18.076
提升橋梁檢測(cè)車作業(yè)安全的幾種措施
王富強(qiáng)，夏杰，蔡冠宇，張雷，高偉
（陜西汽車控股集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710200）
摘 要：針對(duì)桁架式橋梁檢測(cè)車現(xiàn)存的作業(yè)安全隱患，創(chuàng)新應(yīng)用車架平臺(tái)調(diào)平系統(tǒng)及防傾翻控制系統(tǒng)，同時(shí)加裝移
動(dòng)配重裝置，通過增大桁架式橋梁檢測(cè)車作業(yè)穩(wěn)定力矩、減小作業(yè)傾翻力矩的方式來提升整車作業(yè)安全，防止整車
作業(yè)傾翻。
關(guān)鍵詞：橋梁檢測(cè)車；穩(wěn)定性；傾翻
中圖分類號(hào)：U467 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7988 (2017)18-221-03
Measures for improving operation safety of bridge inspection vehicle
Wang Fuqiang, Xia Jie, Cai Guanyu, Zhang Lei, Gao Wei
( Shaanxi Automobile Holding Group Co., LTD, Shaanxi Xi’an 710200 )
Abstract: In view of the work safety problems existing truss bridge inspection vehicle, and anti rollover control system
innovation and application frame platform leveling system, while the installation of mobile counterweight device, to improve
the safe operation by way of vehicle decreases truss bridge inspection vehicle stable operation torque, operation tilting
moment, prevent vehicle rollover operation.
Keywords: Bridge Inspection Vehicle; Stability; Tipping
CLC NO.: U467 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)18-221-03
前言
目前中國(guó)1980 年前所建的橋梁病害非常嚴(yán)重，加之近年
來各種公路的延伸建設(shè)，橋梁的建設(shè)也隨之增加，并且部分
橋梁過早“危橋化”，導(dǎo)致橋梁檢測(cè)任務(wù)繁重，橋梁檢測(cè)車的
使用越發(fā)頻繁。橋梁檢測(cè)車是一種為橋梁檢測(cè)人員在工作的
過程中提供作業(yè)平臺(tái)，把人員和設(shè)備送到橋下進(jìn)行橋梁檢測(cè)
和維修的專用車輛。橋梁檢測(cè)車的整車作業(yè)穩(wěn)定性始終是客
戶的關(guān)注點(diǎn)和設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)，從整車穩(wěn)定性方面尋求技術(shù)突
破，成為保障檢測(cè)人員人身安全及檢測(cè)效率的重要一環(huán)。
1 安全性背景介紹
橋梁檢測(cè)車主要由汽車底盤加裝工作裝置改裝而成。工
作裝置主要包括支腿、車架平臺(tái)、一回轉(zhuǎn)、翻轉(zhuǎn)架、連接架、
垂直臂、二回轉(zhuǎn)、伸縮臂等總成。作業(yè)時(shí)支腿展開支撐于地
面，防止車輛晃動(dòng)，右側(cè)支腿形成支點(diǎn)；翻轉(zhuǎn)架、連接架、
垂直臂、二回轉(zhuǎn)、伸縮臂等伸出于橋梁外側(cè)用于提供橋下作
業(yè)平臺(tái)，這些總成組成了傾翻部分；汽車底盤、車架平臺(tái)、
一回轉(zhuǎn)等總成位于橋梁內(nèi)側(cè)，組成了穩(wěn)定部分。穩(wěn)定部分相
對(duì)于支點(diǎn)的力矩（穩(wěn)定力矩）與傾翻部分相對(duì)于支點(diǎn)的力矩
（傾翻力矩）的比值（絕對(duì)值）稱之為安全系數(shù)，安全系數(shù)
相對(duì)值越大，整車作業(yè)越穩(wěn)定、越安全。
橋梁檢測(cè)車為了提高安全系數(shù)，最直接簡(jiǎn)單的辦法就是
增加位于穩(wěn)定部分的固定配重量，但隨著橋梁檢測(cè)車技術(shù)參
使用維修
作者簡(jiǎn)介：王富強(qiáng)，男，助理工程師，就職于陜西汽車控股集團(tuán)有
限公司技術(shù)中心，現(xiàn)從事特種作業(yè)類車輛開發(fā)工作。
萬方數(shù)據(jù)
222 汽車實(shí)用技術(shù) 2017 年第 18 期
數(shù)的增大以及質(zhì)量參數(shù)的法規(guī)限制，簡(jiǎn)單的增加固定配重量
已經(jīng)無法滿足安全系數(shù)的提升，當(dāng)遇到橋面傾斜等工況時(shí)，
安全系數(shù)降低，有可能造成車輛的傾翻事故，所以本文提出
幾種除增加固定配重量之外的措施提升橋梁檢測(cè)車作業(yè)安
全。
圖1 橋梁檢測(cè)車主要總成
圖2 穩(wěn)定力矩與傾翻力矩
2 安全性提升措施
2.1 車架平臺(tái)調(diào)平系統(tǒng)應(yīng)用
如圖2 所示，橋梁檢測(cè)過程中，部分橋梁拐彎處伴隨著
橫坡傾角α，此時(shí)穩(wěn)定部分的重心將向右偏移，穩(wěn)定力矩減
小，安全系數(shù)降低，會(huì)造成檢測(cè)車輛傾翻或者失穩(wěn)，給檢測(cè)
人員生命安全造成威脅。
圖3 車架平臺(tái)調(diào)平裝置示意
為解決這一問題提出車架平臺(tái)調(diào)平系統(tǒng)。調(diào)平系統(tǒng)包括
四組支腿結(jié)構(gòu)、伸縮油缸、車架平臺(tái)、角度傳感器、控制器、
開關(guān)閥及液壓部分等，四組支腿分別安裝于車架平臺(tái)左前、
左后、右前、右后四處；伸縮油缸一端與支腿連接，一端與
車架平臺(tái)連接；角度傳感器檢測(cè)車架平臺(tái)相對(duì)于水平面的角
度；控制器、開關(guān)閥及液壓部分達(dá)到控制左前及左后伸縮油
缸伸縮的效果；橋梁檢測(cè)過程中，伸縮油缸伸出，四組支腿
下降與橋面擠壓并驅(qū)動(dòng)行走，現(xiàn)有橋梁檢測(cè)車在橋面傾斜工
況下，待支腿下降完全后，整車依然傾斜，重心偏移，會(huì)造
成整車傾翻或失穩(wěn)，調(diào)平系統(tǒng)待支腿完全下降后，角度傳感
器檢測(cè)車架平臺(tái)傾斜度，當(dāng)傾斜度大于3 度時(shí)，通過控制器
將信號(hào)傳輸給開關(guān)閥，控制左側(cè)伸縮油缸伸縮，減小左側(cè)兩
組支腿支撐高度，從而達(dá)到調(diào)節(jié)車架平臺(tái)左右平衡的效果。
總體就是通過反向消減橫坡角度，促使重心位置向左偏移，
從而恢復(fù)穩(wěn)定力矩，保證安全系數(shù)。
2.2 防傾翻控制系統(tǒng)應(yīng)用
同樣為了解決存在橫坡傾角α所帶來的橋梁檢測(cè)車安全
性問題，提出了一種防傾翻裝置。不同于車架平臺(tái)調(diào)平系統(tǒng)，
該防傾翻裝置主要是通過控制傾翻部分相對(duì)于支點(diǎn)的力臂長(zhǎng)
度來減小傾翻力矩。
防傾翻裝置主要包括安裝于車輛尾端的控制器、車架平
臺(tái)上的傾角傳感器、安裝在一回轉(zhuǎn)總成內(nèi)的電磁換向閥、四
連桿機(jī)構(gòu)、調(diào)距油缸等。四連桿機(jī)構(gòu)包括兩根相互平行的連
接桿，調(diào)距油缸與連接桿成一定角度地傾斜。
工作原理為桁架式橋梁檢測(cè)車對(duì)橋面具有傾角α的橋梁
進(jìn)行檢測(cè)作業(yè)時(shí)，傾角傳感器檢測(cè)出橋面的傾角α，并通過
線路將該傾角α的信息傳送至控制器，控制器經(jīng)過處理，將
傾角信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制信號(hào)傳送至電磁換向閥，電磁換向閥做
出相應(yīng)動(dòng)作，通過軟管使調(diào)距油缸的缸筒腔進(jìn)油，調(diào)距油缸
內(nèi)的活塞伸出。在活塞伸出的作用下，傾翻部分的桁架結(jié)構(gòu)
共同向上平移，兩個(gè)連接桿同時(shí)發(fā)生傾斜，使桁架結(jié)構(gòu)與支
點(diǎn)之間的距離縮短，相應(yīng)的傾翻力臂減小使傾翻力矩也相應(yīng)
減小，這樣就減小了桁架式橋梁檢測(cè)車在存在具有傾角的橋
面上進(jìn)行檢測(cè)作業(yè)時(shí)發(fā)生傾翻的風(fēng)險(xiǎn)。
圖4 防傾翻裝置電氣控制原理圖
2.3 伸縮式移動(dòng)配重裝置應(yīng)用
目前新建橋梁人行道大多數(shù)已超過3 米，現(xiàn)有橋梁檢測(cè)
車結(jié)構(gòu)形式要將跨越人行道寬度做到3 米，需不斷增加固定
配重量，但總質(zhì)量受到法規(guī)限制，所以安全性相應(yīng)有所削弱。
為了解決這個(gè)問題，提供一種橋梁檢測(cè)車伸縮式移動(dòng)配
重。如圖5 所示，伸縮式移動(dòng)配重包括軌道結(jié)構(gòu)、配重體、
連接結(jié)構(gòu)、液壓油缸、油缸連接座及滑塊總成。橋梁檢測(cè)車
作業(yè)時(shí)液壓油缸驅(qū)動(dòng)配重體沿著軌道結(jié)構(gòu)向車體外移動(dòng)，將
配重重心外移，增大穩(wěn)定力矩，改善現(xiàn)有產(chǎn)品穩(wěn)定系數(shù)不高
而威脅作業(yè)人員安全性的現(xiàn)狀。結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單、可靠，使用
方便，配重偏移量大，穩(wěn)定性改善效果明顯。
2.4 傾翻部分輕量化設(shè)計(jì)
同樣減輕傾翻部分的質(zhì)量也 （下轉(zhuǎn)第256頁(yè)）
萬方數(shù)據(jù)
256 汽車實(shí)用技術(shù) 2017 年第 18 期
上牌銷售，同時(shí)也采用企業(yè)平均油耗要求，如果企業(yè)平均油
耗不達(dá)標(biāo)，則面臨公開通報(bào)、暫停新產(chǎn)品申報(bào)、暫停新建企
業(yè)等處罰措施。歐盟對(duì)于CO2排放控制不合格僅采用罰款處
罰方式。國(guó)標(biāo)相對(duì)于歐標(biāo)管控方式更加嚴(yán)格。
5 將中國(guó)車輛推向歐盟市場(chǎng)CO2排放及油耗管控
手段
在充分識(shí)別中國(guó)及歐盟法規(guī)要求差異性后，可以結(jié)合二
者法規(guī)要求，制定出符合中國(guó)市場(chǎng)及歐盟市場(chǎng)的策略，推進(jìn)
中國(guó)汽車走入歐盟高端市場(chǎng)。
5.1 調(diào)整汽車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
車輛CO2排放及油耗與車輛的質(zhì)量相關(guān)，質(zhì)量越大，車
輛的油耗就越高，CO2 排放量就越多。調(diào)整汽車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，
主要是擴(kuò)大小型、輕量化車輛的發(fā)展。
5.2 開發(fā)新能源車輛
能源和環(huán)境的雙重危機(jī)，刺激汽車工業(yè)不斷的發(fā)展新能
源車輛，擴(kuò)大生物燃料車輛、電動(dòng)車輛、混合動(dòng)力車輛。新
能源車輛的不斷推廣有助于企業(yè)優(yōu)化車輛類型占比，最終達(dá)
到企業(yè)平均油耗及平均CO2排放達(dá)標(biāo)。
5.3 利用先進(jìn)的技術(shù)
目前很多技術(shù)裝置能降低整車油耗，達(dá)到降低CO2排放
的要求。例如，輪胎胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，油耗提示系統(tǒng)，換擋提
示，用電提示，空調(diào)使用提示，啟停技術(shù)等等，通過這些輔
助設(shè)備，能進(jìn)一步的降低油耗，降低CO2排放。
參考文獻(xiàn)
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環(huán)保,2010 年.
（上接第222頁(yè)）
可達(dá)到減小傾翻力矩的目的，傾翻部分多為桁架結(jié)構(gòu)，伸縮
臂、花紋板、扶手等可選擇鋁合金材質(zhì)，垂直臂、二回轉(zhuǎn)、
連接架等總成可通過CAE 分析從結(jié)構(gòu)中再優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)于部
分類似回轉(zhuǎn)支撐等外購(gòu)件可特殊定制，在保證使用要求的前
提下盡可能減輕重量。
圖5 縮式移動(dòng)配重結(jié)構(gòu)圖
3 結(jié)論
由上文可知，安全性提升措施基本都是通過控制質(zhì)量及
力臂長(zhǎng)度來增大穩(wěn)定力矩或減小傾翻力矩，從而增大安全系
數(shù)，保障作業(yè)人員作業(yè)安全。隨著目前車輛作業(yè)參數(shù)的進(jìn)一
步增大以及使用者對(duì)安全性問題進(jìn)一步關(guān)注，這種措施將頻
繁出現(xiàn)在特種作業(yè)車輛中，上文幾種提升措施已經(jīng)體現(xiàn)在實(shí)
車中，使用效果較好，有效提升橋梁檢測(cè)車作業(yè)安全。
參考文獻(xiàn)
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