公路收費站動態(tài)汽車衡稱重系統(tǒng)的施工與設計

朱銘 張立兵

摘 ?要：公路收費站動態(tài)汽車衡稱重既解決了公路交通管理部門治理超載超限、維護道路交通通行費的問題，又解決了靜態(tài)稱重一車一桿收費工作效率低，收費口交通易堵塞的問題。通過對汽車衡的施工檢驗、測試及分析等方面，實現(xiàn)驗證汽車衡施工安裝達到要求，檢驗整個動態(tài)稱重系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精度達到要求。經(jīng)在高速公路收費站試運行，運行可靠，取得了較好的效果。

關鍵詞：動態(tài);汽車衡;稱重系統(tǒng);施工;設計

中圖分類號：U495 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）24-0075-03

Abstract： The dynamic truck weighing in highway toll station hasnot only solved the problem of overloading and highway traffic maintenance， but also tackled the problem of low efficiency of static weighing under the "One vehicle at a time！ Do not tailgate！" regulation， and frequent traffic congestion at the toll station. Through the construction inspection， test and analysis of the vehicle scale， the construction and installation of the truck scale can be verified to meet the requirements， and the stability and accuracy of the whole dynamic weighing system can be verified to meet the requirements. After trial operation in the toll station of expressway， the operation is reliable， and satisfactory results are obtained.

Keywords： dynamic condition; truck scale; weighing system; construction; design

引言

目前，在高速公路收費站，為有效解決有些司機走S型過磅、沖磅、跳磅等達到少繳、逃繳通行費行為，研制的公路動態(tài)汽車衡稱重系統(tǒng)，既有靜態(tài)稱重系統(tǒng)的高精度、高重復性等特性，又有動態(tài)稱重系統(tǒng)的自動稱重和高效稱重特性，采用動態(tài)稱重系統(tǒng)來規(guī)范公路車輛貨重檢測，為公路交通管理部門治理超載超限、維護道路交通通行費公平、公正征收提供有力手段，也可抑制日益嚴重的車輛排隊等候稱重，交通堵塞現(xiàn)象，是有非常重要的意義。

1 系統(tǒng)構成

公路收費站動態(tài)稱重系統(tǒng)由“1+3”模式動態(tài)電子汽車衡，輪軸識別器、數(shù)軸器、稱重控制柜、紅外車輛分離器、地感線圈、電動欄桿機等組成，安裝結構示意圖如圖1所示，汽車衡簡稱地磅，稱整車重量，輪軸識別器計軸數(shù)，數(shù)軸器計軸重，車輛分離器判斷車頭上秤和車尾收尾，地感線圈為輔助分車系統(tǒng)，控制柜內(nèi)包括稱重儀表等設備，實現(xiàn)對車的重量、軸重、車型和軸型識別，數(shù)據(jù)通過通信接口可上傳計算機終端。

2 “1+3”模式汽車衡

“1+3”模式汽車衡秤臺結構如圖2所示，采用U型梁全鋼結構，秤體臺面鋼板長21m，采用6m+3×5m的分段方式，寬為3/3.2m，厚度12mm，保證機械剛度強度，剛性不低于1/1200。采用1節(jié)獨立軸組秤和3節(jié)搭接秤臺組成，小計12只稱重壓力傳感器，傳感器采用全補償技術，精度高，穩(wěn)定性好，防護等級IP68。

3 汽車衡的零部件

3.1 U型梁結構

U型梁骨架如圖3所示，采用7根整梁與面板焊板，按受力位置合理分布，保證秤臺承載強度達到最佳。

3.2 基礎預埋件

分為兩端基礎板和中間基礎板。如圖4、5所示，它包括基礎板、地腳螺栓及相應螺母等標準，兩端基礎板上的立耳用于側向限位。采用二次灌漿法定位地腳螺栓及底板，保證底板之間的水平度、標高誤差均符合基礎圖樣的設計要求，還要求將地腳螺栓和基礎鋼筋焊接牢固。

4 汽車衡的施工

首先，對汽車衡的布置現(xiàn)場進行地質測量，如果基礎下面的土承載力低于150kPa，就要對基礎土作施工加固處理。

其次，施工圖設計，采用淺基礎坑的安裝施工方式，需要在車道中提前制作基礎坑，如圖6所示，它是采取的“1+3”模式的動態(tài)衡結構模式，即6m+5m+5m+5m，小計21m秤臺的結構底座。

第三，基礎開挖，要挖到凍土線以下才牢固，同時要考慮排水通道，預留檢修孔，以便今后維護、維修人員的操作預留空間。在基礎施工時要根據(jù)現(xiàn)場車道的情況確定汽車衡是水平安裝還是斜1%安裝。當車道縱向坡度小于1.2%時，汽車衡選擇水平安裝;當車道縱向坡度大于1.2%時，汽車衡選擇斜1%安裝。無論是斜裝還是水平裝，上車的引道均需要平穩(wěn)。

第四，安裝前復核預埋基礎板的位置尺寸、水平度和相對標高尺寸，兩引坡之間的距離，以及坑內(nèi)四邊的長度、寬度、對角線是否符合要求。

第五，秤臺汽車衡吊裝時，吊裝秤體下降時速度必須平緩，秤體放下后檢查是否壓實，不實進行調整至各點受力均勻，同時調整秤臺與基礎引坡間隙大致相同。

第六，汽車衡接地，以基礎混凝土內(nèi)的鋼筋網(wǎng)形成接地網(wǎng)絡和與之相連的地腳螺栓作為接地點，既保護人身安全，又保證稱重裝置工作穩(wěn)定。

5 輪軸識別器及車輛分離器

輪軸識別器、車輛分離器位置示意圖見圖7所示，對應接線信號分別為單/雙輪狀態(tài)指示，有/無車在輪軸識別器上，輪軸自檢信號輸入，光柵自檢信號輸入，光柵收尾信號，地感線圈收尾輸入，地感線圈故障輸入等。

6 試驗結果及分析

動態(tài)汽車衡稱重系統(tǒng)的現(xiàn)場測試如圖8所示，測試實驗檢測過程如圖9所示，現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)如表1所示，進行了115車型的測試試驗，車的靜態(tài)重量是54950kg，測試了5km和15km二種速度下汽車的動態(tài)稱重量，誤差值均小于250分度值，符合規(guī)程誤差要求，是合格的。

7 結論

汽車衡稱重系統(tǒng)的關鍵體現(xiàn)在汽車衡稱臺的施工及安裝平穩(wěn)性、傳感器的精度等方面。通過試驗檢測出車的重量和軸的重量 ，從而能判別車型和軸型，這些數(shù)據(jù)通過通信接口可發(fā)送到計算機終端。經(jīng)在高速公路收費站試運行，運行可靠，取得了較好的效果。

參考文獻：

[1]廖高華，朱杰斌.基于ARM的多功能新型智能稱重儀[J].儀表技術與傳感器，2014（10）：34-36.

[2]朱杰斌，廖高華，劉德輝.Multifunction intelligent dynamic weighing system based on embeded computer[J].Renewable Energy and Environmental Technology， 2013（9）：364-366.

[3]白浩兵，朱杰斌.高速公路收費站車輛動態(tài)稱重系統(tǒng)的設計[J].科技廣場，2015（3）：247-249.

[4]唐永剛，秦蘭雙.基于模/數(shù)轉換器和嵌入式計算機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J].電子元器件應用，2003，5（10）：19-21.

[5]孫國銀.ADS7805P在電量測量系統(tǒng)中的應用[J].中國測試技術，2008，35（3）：70-73.