符玄 符原菁

（1.株洲時(shí)代新材料科技股份有限公司，湖南 株洲 412007；2.吉首大學(xué)湖南西部綜合開(kāi)發(fā)研究會(huì)，湖南 吉首 416000）

目前，我國(guó)車輛限重的主要措施是地磅稱重、電子監(jiān)控、信號(hào)提示、執(zhí)法隊(duì)巡查、超載超限檢測(cè)站值守等，成本高、管理繁雜。基于此，筆者提出一種新的限制車輛運(yùn)載重量的方法，以期為行業(yè)提供參考。

一、基本部件及其勾連

（一）車輛承載機(jī)構(gòu)：溝槽及溝槽口承重板

溝槽為T字形結(jié)構(gòu)，其頭部為一橫溝，設(shè)為車輛出端。其尾部設(shè)為車輛入端，尾部?jī)山歉髟O(shè)一個(gè)安裝車輛承重板的支撐孔，其底面從入端到出端由淺入深向下傾斜，并平鋪減震材料，入端深度為承重板厚度加減震材料厚度，出端比入端深10cm左右，如圖1、圖2所示。

圖1 溝槽

圖2 承重板

（二）車輛限重機(jī)構(gòu)

車輛限重機(jī)構(gòu)，是在溝槽頭部?jī)蓚?cè)路面對(duì)稱設(shè)置兩套完全相同的，由直立承重柱、限重杠桿、懸掛連桿和限重塊構(gòu)成的杠桿系統(tǒng)。杠桿穿過(guò)立柱頂端孔洞，其伸出立柱的前側(cè)部分為車重作用力臂，頂端通過(guò)懸掛連桿與承重板頭部橫梁兩端的懸掛短柱相連；其伸出立柱的后側(cè)部分為限重作用力臂，頂端懸掛限重塊，如圖3所示。

圖3 車輛限重機(jī)構(gòu)

（三）車輛限行裝置

限行裝置包括承重板出端的限行檔桿、兩側(cè)的限行導(dǎo)軌和入端的減速帶，如圖4所示。

圖4 車輛限行裝置

（四）整體結(jié)構(gòu)

承載機(jī)構(gòu)、限重機(jī)構(gòu)和限行裝置如圖5所示構(gòu)成整體結(jié)構(gòu)。

圖5 整體結(jié)構(gòu)

二、設(shè)定車輛限重標(biāo)準(zhǔn)

如圖7、圖8所示，依據(jù)杠桿原理，設(shè)定車貨總重量為48噸，當(dāng)車的重心到達(dá)承重板正中時(shí)，承重板的4個(gè)承重短柱A、B、C、D承受的重量各為12t。此時(shí)，A、B兩個(gè)懸掛短柱承受的重力通過(guò)懸掛連桿傳導(dǎo)至車重作用力臂。依據(jù)杠桿原理，要保持此時(shí)限重機(jī)構(gòu)的平衡，必須使四分之一車貨總重量（12噸）與車重作用力臂長(zhǎng)度的乘積等于限重作用力臂長(zhǎng)度與限重塊重量的乘積。

圖6 左右兩個(gè)限重機(jī)構(gòu)帶金屬罩的立體圖

圖7 設(shè)定車輛限重標(biāo)準(zhǔn)

圖8 杠桿原理

以此為基準(zhǔn)，設(shè)定車重作用力臂與限重作用力臂的長(zhǎng)度比例和限重塊的重量。當(dāng)超過(guò)48t的車輛通過(guò)時(shí)，A、B兩個(gè)懸掛短柱承受的重量超過(guò)12t，即會(huì)打破限重機(jī)構(gòu)的平衡，從而導(dǎo)致限重杠桿翹起，承重板出端下移，如圖9所示。

圖9 限行擋桿

三、工作原理及效果

如圖10所示，非超重車輛通過(guò)時(shí)，車重未達(dá)到限重標(biāo)準(zhǔn)，不會(huì)打破路面限重機(jī)構(gòu)的平衡，車輛可在承重板上順暢通過(guò)；超重車輛的重心到達(dá)承重板正中時(shí)，依據(jù)杠桿原理，超重車自重加運(yùn)載貨物重量的總重量平均分散在承重板四角的支點(diǎn)上，承重板出端橫梁兩端的懸掛短柱所承受的超重車總重量四分之一的重量，通過(guò)懸掛連桿傳導(dǎo)至路面限重機(jī)構(gòu)。因其超過(guò)路面限重機(jī)構(gòu)預(yù)設(shè)的承重限度，打破路面限重機(jī)構(gòu)的平衡，使得限重杠桿將限重塊翹起離開(kāi)地面。此時(shí)，承重板出端下移，帶動(dòng)溝槽出端限行檔桿翹起，使超重車輛無(wú)法通行，當(dāng)超重車輛倒車退出承重板后，限重機(jī)構(gòu)在限重塊的重力作用下復(fù)位、承重板重新與路面齊平。

圖10 車輛經(jīng)過(guò)裝置時(shí)

當(dāng)超重車輛通過(guò)時(shí)，承重板出端下移，溝槽底部鋪設(shè)減震材料，同時(shí)有限重塊的重力通過(guò)杠桿系統(tǒng)對(duì)超重車重量反控，加之超重車受控下落不超過(guò)10cm，不會(huì)造成大的震動(dòng)，不會(huì)對(duì)車輛和溝槽造成損壞。

該方法的承重板頂面的防滑齒條能有效防止輪胎打滑，保證車輛正常駛過(guò)及超重車從傾斜的承重板上順利倒車退出；超重車倒車退出時(shí)，限重塊下落受車重作用力反控，大大減少限重塊下落勢(shì)能，加之限重塊底部路面鋪設(shè)減震材料，不會(huì)對(duì)路面造成沖擊損壞；限重機(jī)構(gòu)外設(shè)金屬罩，防雨防塵，不受外力破壞，延長(zhǎng)限重機(jī)構(gòu)使用壽命。

四、安裝要點(diǎn)

限重車外側(cè)輪胎的外側(cè)邊距一般為2.5m，因而溝槽的寬度應(yīng)為3m左右，這樣能確保承重板寬度在比溝槽窄0.02米的情況下，能比限重車外側(cè)輪胎外側(cè)邊距寬0.48m左右，從而確保限重車輪胎全部壓在承重板上；溝槽長(zhǎng)度應(yīng)長(zhǎng)于限重車的總長(zhǎng)，因考慮超重車重心一般在車的中部偏后，所以要確保超重車車頭抵近承重板出端前，超重車重心到達(dá)承重板正中，從而激發(fā)限重機(jī)構(gòu)改變平衡狀態(tài)，限行檔桿翹起。我國(guó)現(xiàn)有的6軸拖掛車一般為16.5m，只有少數(shù)車輛超過(guò)這個(gè)長(zhǎng)度，據(jù)此，在多軸拖掛車通行的路橋上安裝本裝置，溝槽長(zhǎng)度以18m左右為宜；非拖掛載重車的長(zhǎng)度一般為11.5m，所以在其他路面安裝本裝置，溝槽長(zhǎng)度以13m左右為宜。

五、安裝位置的確定及其相關(guān)設(shè)施

在路旁建有減載卸載場(chǎng)的空間，例如高速公路入口附近和超限超載檢測(cè)站附近。不能讓超重車長(zhǎng)時(shí)間卡在限重裝置上，從而造成交通擁堵。因此，必須在緊靠限重裝置右側(cè)設(shè)置減載卸載場(chǎng)。并通過(guò)路牌提示，如圖11所示，讓超重車駕駛員提前注意到前方有限重裝置，必須在限重裝置入口右轉(zhuǎn)進(jìn)入減載卸載場(chǎng)，從而確保道路暢通。同時(shí)，減載卸載場(chǎng)入口必須與限重裝置入口齊平，盡量縮短限重裝置上的超重車倒車退出進(jìn)入減載卸載場(chǎng)的距離和時(shí)間，盡量避免造成交通堵塞。

圖11 路牌提示

在路旁無(wú)建減載卸載場(chǎng)的空間，主要是橋頭和城市高架橋入口。為了不讓超重車長(zhǎng)時(shí)間卡在限重裝置上造成交通堵塞，必須把限重裝置安裝在離橋頭最近的岔路口。通過(guò)路牌提示，讓超重車駕駛員提前注意到前方的限重裝置，無(wú)法上橋，自覺(jué)改走地面岔道，從而避免造成交通擁堵，如圖12所示。

圖12 橋頭或城市高架橋入口的情況