本发明涉及一种大件运输路径规划方法，特别是一种基于桥梁结构受力分析的大件运输路径规划方法。
背景技术：
随着我国公路运输业的迅猛发展，为满足国家大型工程项目和国防建设的需求，一些超大型不可解体设备必须经过公路运输到达指定工地，因此就出现了超重设备运输车辆，该车辆能否安全通行，取决于通行桥梁的技术状况。既有桥梁由于涉及荷载等级的限制，现有桥梁设计、施工和养护等各方面的原因，荷载等级均无法保证大件运输的安全通行。鉴于此类问题，如何选择和评估一条安全经济的运输线路对于确保桥梁结构安全及运输安全具有十分重要的意义。
内容
本发明的目的在于，提供一种基于桥梁结构受力分析的大件运输路径规划方法。该路径规划方法从桥梁结构受力角度出发，并综合考虑气候信息、桥梁通行限宽等通行因素，可合理、安全、高效、便捷的规划出大件运输路径，确保大件运输的安全通行。
本发明的技术方案：一种基于桥梁结构受力分析的大件运输路径规划方法，使用地图辅助软件选择拟规划大件运输路径，并通过路径规划系统及迈达斯模型，在基于桥梁宽度允许大件运输车辆通行的前提下，采用第一阶段荷载效应比较法及正常使用极限状态的第二阶段作用短期效应法，进行双阈值控制，并在融合环境气候信息基础上，对每条规划出来的运输路径上的每座桥梁通行情况进行判别，从而判别出不同运输路径的通行情况，并确定最优化的运输路径。
前述的基于桥梁结构受力分析的大件运输路径规划方法中，运输路径规划准则如下：
a.若桥梁宽度不满足大件运输要求，则路径规划系统响应该桥梁为不允许通过，若桥梁宽度满足大件运输车辆通行要求，则路径规划系统响应该桥梁为允许通过，并继续执行第一阶段操作；
b.当桥梁第一阶段验算通过，不再进行第二阶段评估，则路径规划系统响应该桥梁为允许通过；
当桥梁第一阶段验算未通过而第二阶段验算通过，则路径规划系统响应该桥梁为酌情通过，酌情通过时通过人工评估判别该桥梁是否可以通过；
当桥梁第一阶段和第二阶段验算均未通过，则路径规划系统响应该桥梁为不允许通过；
c.每条运输路径上的每座桥梁通行情况验算完毕后，综合判别出不同运输路径的通行情况，并确定最优化的运输路径，优先选择均可通行的运输路径，所有运输路径均不通过时，则通过优化运输车辆信息以及桥梁结构做临时加固，重新选择运输路径。
前述的基于桥梁结构受力分析的大件运输路径规划方法中，路径规划方法的具体实现方式如下：
a.将所在区域高速及地方国省干线桥梁基础信息录入路径规划系统和迈达斯模型，通过迈达斯模型计算出该类型桥梁的抗力效应值记为rx，并将计算结果及桥面宽度b0输入路径规划系统；
b.参照往年对该桥梁定期检测事宜，使用检测得到的最终评定等级及分项结果，依据《公路桥梁承载能力检测评定规程》jtg/tj21-2011z规范中7.7节内容计算得到桥梁折减参数记为z，并将该桥梁折减参数输入路径规划系统；
c.向路径规划系统和迈达斯模型中输入拟通行大件运输车辆基础信息：轴重、轴宽以及车辆全宽b1，通过迈达斯模型计算出在此荷载下桥梁荷载效应值记为sx，并将计算结果输入路径规划系统；
d.向路径规划系统输入不同桥梁对应的材料极限响应参数记为jx；
e.使用路径规划系统执行如下操作：
e1.使用地图辅助软件选择拟规划运输路径，通过路径规划系统对每条运输路径上的每座桥梁执行以下运算；
e2.若b1≤λb0，则路径规划系统响应该桥梁为允许通过，若b1＞λb0，则路径规划系统响应该桥梁为不允许通过，继续执行下一步骤，λ为桥梁安全通行系数，取值为0.9；
e3.若γsx≤zrx，则路径规划系统响应该桥梁为允许通过，并继续执行下一桥梁计算；
若γsx＞zrx，且sx﹤zjx，路径规划系统响应该桥梁为酌情通过，酌情通过时通过人工评估判别该桥梁是否可以通过，并继续执行下一桥梁计算；
若γsx＞zrx，但sx≥zjx，路径规划系统响应该桥梁为不允许通过，并继续执行下一桥梁计算；
γ为结构重要性系数，取值为1.1；
f.重复上述操作，直至每条运输路径的每座桥梁计算完毕，然后再综合判定每条运输路径的通行情况：
路径规划系统响应某运输路径上桥梁均为允许通过,或酌情通过并经人工评估后允许通过，则该运输路径可作为本次大件运输路径的候选路径，然后在经济、环保、安全的基础上，通过人工评估从候选路径中选择最终的运输路径；
路径规划系统判别每条运输路径均不允许通过时，则对车辆信息进行优化：降低车辆轴重及车辆总重，并对桥梁结构做临时加固，然后重复上述步骤a-f,直至确认最终的通行路径。
前述的基于桥梁结构受力分析的大件运输路径规划方法中，步骤f中，从候选路径中选择最终的运输路径时，基于经济、环保、安全的基础时，通过互联网技术，标注出所选拟通行的运输路径地域环境气候信息，选择气候条件良好的时间段通行。
前述的基于桥梁结构受力分析的大件运输路径规划方法中，通行的运输路径地域环境气候信息为：晴、阴、降雨量≤8.1mm/h或降雪量≤4.9mm/d时，则允许通行；降雨量＞8.1mm/h或降雪量＞4.9mm/d时，则不允许通行，凝冻天气则禁止通行。
前述的基于桥梁结构受力分析的大件运输路径规划方法中，所述抗力效应值和桥梁荷载效应值分别为应力、挠度或索力。
前述的基于桥梁结构受力分析的大件运输路径规划方法中，步骤a中，所述桥梁基础信息包括有：结构形式、跨径组合、材料类型、边界条件及截面形式。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明基于桥梁结构受力分析角度出发，综合考虑桥梁通行限宽通行因素、桥梁外观损伤及材质状况衰退的前提下，采用第一阶段荷载效应比较法及正常使用极限状态的第二阶段作用短期效应法进行双阈值控制，并在融合环境气候信息及桥梁通行限宽因素基础上，对每条规划出来的运输路径上的每座桥梁通行情况进行判别，从而判别出不同运输路径的通行情况，并确定最优化的运输路径，同时在桥梁结构受力允许通行的前提下，对于雨雪及凝冻气候环境下，系统可自动判别该路径是否准予通行，确保大件运输车辆及桥梁结构的安全。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
本发明的实施例：一种基于桥梁结构受力分析的大件运输路径规划方法，其基本思路为：通过使用地图辅助软件，如百度地图、高德地图、谷歌地图等根据起点和终点罗列出多条大件运输路径，此时罗列出的大件运输路径并未考虑桥梁的通行能力。规划出多条大件运输路径后，并通过路径规划系统及现有的迈达斯软件模型，在基于桥梁宽度允许大件运输车辆通行的前提下，采用第一阶段荷载效应比较法及正常使用极限状态的第二阶段作用短期效应法，通过两个阶段进行双阈值控制，并在融合环境气候信息基础上，对每条规划出来的运输路径上的每座桥梁通行情况进行判别，从而判别出不同运输路径的通行情况，并确定最优化的运输路径。
而运输路径的规划准则如下：
a.若桥梁宽度不满足大件运输要求，则路径规划系统响应该桥梁为不允许通过，若桥梁宽度满足大件运输车辆通行要求，则路径规划系统响应该桥梁为允许通过，并继续执行第一阶段操作，即第一阶段的荷载效应比较。
b.由于第一阶段的验算通过要求高于第二阶段的验算通过要求，故当桥梁第一阶段验算通过时，也就不再需要进行第二阶段评估，即正常使用极限状态的第二阶段作用短期效应比较，此时路径规划系统响应该桥梁为允许通过，输出响应为绿色；
当桥梁第一阶段验算未通过而第二阶段验算通过，则路径规划系统响应该桥梁为酌情通过，输出响应为黄色，酌情通过时通过人工评估判别该桥梁是否可以通过，即通过专家论证会议评估该桥梁是否可以通行；
当桥梁第一阶段和第二阶段验算均未通过，则路径规划系统响应该桥梁为不允许通过，输出响应为红色；
c.每条运输路径上的每座桥梁通行情况验算完毕后，综合判别出不同运输路径的通行情况，并确定最优化的运输路径，优先选择均可通行的运输路径，所有运输路径均不通过时，则通过优化运输车辆信息以及桥梁结构做临时加固，重新选择运输路径。
简单而言，整个运输路径规划方法首先通过地图辅助软件规划出几条运输路径，然后通过路径规划系统对每条运输路径上的每座桥梁的通行能力进行评估，然后再综合得到每条运输路径的通行能力：可通行、不可通行或酌情通过。可通行和酌情通过的情况下，优先选择可通行的运输路径。存在多条可通行的运输路径时，再基于经济、环保、安全的基础时，从中选择出最终的运输路径。如使用地图辅助软件规划路径时，地图辅助软件一般会优先选择推荐最短路线或者通行时间最短的路线，当存在多条可通行的运输路径，可基于经济、环保、安全的考虑，从中选择出最终的运输路径。当所有的运输路径经验算评定均为不可通行时，此时可通过优化运输车辆信息以及对桥梁结构做临时加固，然后重新对每条路线的每座桥梁进行重新验算评估，直至选择出最终的运输路径为止。
路径规划方法的具体实现方式如下：
a.将大件运输车辆需要通行的区域高速及地方国省干线桥梁基础信息录入路径规划系统和迈达斯模型，桥梁基础信息包括结构形式、跨径组合、材料类型、边界条件以及截面形式。通过迈达斯模型可直接计算出该类型桥梁的抗力效应值记为rx，抗力效应值包括应力、挠度或索力，并将计算结果及桥面宽度b0输入路径规划系统；
b.参照往年对该桥梁定期检测事宜，从桥梁定期检测事宜中使用检测得到的最终评定等级及分项结果。然后依据《公路桥梁承载能力检测评定规程》jtg/tj21-2011z规范中7.7节的内容，使用最终评定等级及分项结果，计算得到桥梁折减参数记为z，钢建筑的桥梁，其桥梁折减参数z＝1。并将该桥梁折减参数输入路径规划系统；
c.向路径规划系统和迈达斯模型中输入拟通行大件运输车辆的基础信息，基础信息包括轴重、轴宽以及车辆全宽b1，通过迈达斯模型计算出在此荷载下桥梁荷载效应值记为sx，该桥梁荷载效应值包括有应力、挠度或索力。并将计算结果输入路径规划系统；
d.向路径规划系统输入不同桥梁对应的材料极限响应参数记为jx；
e.使用路径规划系统执行如下操作：
e1.使用地图辅助软件选择拟规划运输路径，通过路径规划系统对每条运输路径上的每座桥梁执行以下运算；
e2.若b1≤λb0，则路径规划系统响应该桥梁为允许通过，若b1＞λb0，则路径规划系统响应该桥梁为不允许通过，继续执行下一步骤，λ为桥梁安全通行系数，取值为0.9；
e3.若γsx≤zrx，则路径规划系统响应该桥梁为允许通过，并继续执行下一桥梁计算；
若γsx＞zrx，且sx﹤zjx，路径规划系统响应该桥梁为酌情通过，酌情通过时通过人工评估判别该桥梁是否可以通过，并继续执行下一桥梁计算；
若γsx＞zrx，但sx≥zjx，路径规划系统响应该桥梁为不允许通过，并继续执行下一桥梁计算；
γ为结构重要性系数，取值为1.1；
f.重复上述操作，直至每条运输路径的每座桥梁计算完毕，然后再综合判定每条运输路径的通行情况：
路径规划系统响应某运输路径上桥梁均为允许通过,或酌情通过并经人工评估后允许通过，则该运输路径可作为本次大件运输路径的候选路径，然后在经济、环保、安全的基础上，通过人工评估从候选路径中选择最终的运输路径；从候选路径中选择最终的运输路径时，基于经济、环保、安全的基础时，通过互联网技术，标注出所选拟通行的运输路径地域环境气候信息，选择气候条件良好的时间段通行。通行的运输路径地域环境气候信息为：晴、阴、降雨量≤8.1mm/h或降雪量≤4.9mm/d时，则允许通行；降雨量＞8.1mm/h或降雪量＞4.9mm/d时，则不允许通行，凝冻天气则禁止通行。
路径规划系统判别每条运输路径均不允许通过时，则对车辆信息进行优化：通过降低车辆轴重及车辆总重，并对桥梁结构做临时加固，然后重复上述步骤a-f,直至确认最终的通行路径。
整个路径规划系统主要包括有3个模块，分别是窗口录入模块、验算对比模块以及响应输出模块。其中窗口录入模块设置有每个参数对应的录入窗口，窗口录入桥梁以及车辆信息后，通过验算对比模块对录入的数据进行验算比较，最终通过响应输出模块输出验算结果。验算结果分为三种类型：允许通过、酌情通过、不允许通过，分别对应输出绿色、黄色和红色信号。通过分辨信号颜色，即可判断出每座桥梁的通行能力。