| 标题 | 双向作业型850t运梁车的设计及其关键技术研究 |
| 范文 | 熊国辉 摘 要：在箱梁架设施工工法中，运梁车反向喂梁时必须调头，且工序复杂，提高了施工成本。该文结合宁波余慈高速公路项目中的工程要求及施工难点，研制了一种双向作业型850 t箱梁运梁车。文中介绍了双向作业型850 t箱梁运梁车的主要结构设计，然后对其实现双向作业的专业设计及整车的关键技术进行探究。通过在宁波余慈高速公路项目中的应用实例说明，运梁车双向作业的功能，没有常规运梁车调头喂梁需要的一系列准备工序，大大地提高了施工效率。双向型运梁车的成功运用为类似工程中运梁车的设计及选型提供了借鉴作用。 关键词：箱梁架设；运梁车；双向作业；关键技术 中图分类号：U44 文献标志码：A 0 前言 随着我国对基础设施投入的不断加大，公路建设迅速发展，桥梁作为公路的重要组成也得到了快速的发展，成了我国国民经济的重要组成部分。 预制简支箱梁桥梁架设技术是近几年我国应用十分广泛且更加科学、高效、现代的技术，该施工技术主要运用到提梁机、运梁车、架桥机等设备。因此，这几种设备的性能的好坏，关系到整个桥梁施工的质量。其中，运梁车作为桥梁架设的重要一环，具有运梁、喂梁等关键作用。常规运梁车采用非对称设计，动力系统和液压系统均设置在运梁车后端，只能單向喂梁，反向喂梁时运梁车必须调头，在提梁机的协助下，完成180°转向，而且对场地有着很高的要求，需要消耗大量时间和人力物力，增加工程成本。 该文依据宁波余慈高速公路项目的工程特点，研制了一种双向作业型850 t箱梁运梁车，该设备具有双向作业功能，无需调头即可反向喂梁和协助架桥机转向并完成相应的架梁作业，且能驮运架桥机实现桥间短途运输，适用于宁波余慈高速公路项目箱梁的运输与架设。 1 工程概况 宁波余慈高速公路项目利用余姚兰曹大道中分带全线建造高架桥，路线由南往北经过余姚马渚镇、阳明街道、朗霞街道、泗门镇、小曹娥镇，路线全长17.9 km，采用先简支分幅预制、运架，后结构连续预制箱梁，如图1所示。主线桥预制箱梁有35 m、32.5 m、30 m、27.5 m 4种跨度，单片梁最大重量798 t，单片梁宽12.45 m，高架桥宽25.5 m，梁高2.5 m。 余慈高速高架段施工主要有以下技术难点：①预制箱梁采用单箱单室、内外悬臂不等的不对称截面，其重心横向偏距约420 mm；②梁场设置在线路中间，现场无架运设备调头场地，需要架运设备能够在桥上直接调头架运梁。 2 主要结构设计 双向作业型850 t箱梁运梁车主要由车体、走行轮组、转向机构、驮梁台车、液压支腿、动力系统、液压系统、电气系统及制动系统等组成。整车结构如图3所示。 2.1 车体 双向作业型850 t运梁车的车体采用对称设计，双主梁结构型式。动力系统和液压系统设置在车体中间，纵向和横向均为对称结构，无需调头可完成反向喂梁，具备双向作业功能，省略了常规运梁车调头的一系列工序，具有很高的施工作业效率。 为满足对称设计要求，动力、液压系统等布置紧凑，同时其安装空间仍然对车体提出了很高的要求。车体总长约54 m，自重130 t，由10个节段和前后端梁拼装而成，各节段之间采用高强度螺栓连接，横向对称的节段之间采用普通螺栓连接。每个节段长度不超过12 m，节段截面宽度3 035 mm，高度1 550 mm，满足公路、铁路运输要求。车体顶部位于腹板上方的位置设有驮梁台车走行的轨道，如图4所示。 车体的两端和中间共设置了3组液压油缸顶伸支腿，通过溢流阀进行限力，以保证配合架桥机架设箱梁时的正常支承，同时也不超过已架箱梁的最大许用载荷。 2.2 走行轮组 走行轮组采用双胎并置的结构形式，每轴线与车体通过单梁型式连接，主要由联接梁、弯臂、摆臂、均衡油缸、轮胎轮辋和车桥等组成。每组悬挂具有位移自动补偿功能，最大升降行程±250 mm，如图5所示。运梁车采用连杆转向，通过采用4个转向油缸和连杆、转向臂体系实现全轮转向。不同的连杆长度可使每个轮组有不同的转角，以适应曲线行驶过程中每组轮组转角不同的要求。 2.3 驮梁台车 运梁车上设置了2台驮梁台车，采用1/2驱动，沿运梁车主梁上的轨道走行，与架桥机起重小车同步拖梁走行，完成喂梁作业。驮梁台车主要由走行轮组、台车架及回转装置等组成，如图6所示。每台驮梁台车设置固定插销孔位，装梁前需要将驮梁台车与车体固定插销，防止运输过程中驮梁台车滑动，车体两端各设置了4排孔位，运输不同跨度箱梁时，需要将插销插到车体上相应的固定孔位。 宁波余慈高速公路项目具有跨度大、双幅线和偏心梁等特点。为满足架设要求，提高驮梁、喂梁稳定性，每台驮梁台车设置了4个箱梁支撑位和2块弹性橡胶垫， 弹性橡胶垫具有防滑功能，架设左右幅箱梁时需要将弹性橡胶垫放置在不同的支撑位上，以保证箱梁的重心始终与运梁车的重心相重合，同时支撑位始终支撑在梁片的腹板上，满足各种梁型的不同中心横向偏距。运输左幅箱梁时，通过2、4号支撑位支撑，运输右幅箱梁时，通过1、3号支撑位支撑，如图7所示。 2.4 均衡系统 整车采用液压悬挂均衡，在箱梁运输、协助架桥机架梁、驮运架桥机转场的作业过程中存在如下问题：①预制箱梁的质量中心与几何中心不重合，存在倾翻的可能性；②运输中保证箱梁不受扭及整车钢结构受力合理，需要采用三点均衡；③驮运架桥机转场时，根据架桥机的配合要求，前后驮运支点的载荷不同，且架桥机前方向的支点载荷大于运梁的载荷。因此，综合考虑以上3个因素，在不同作业工况中，运梁车采用不同的均衡模式，通过切换按照在车体上的G3/4均衡点球阀来实现。整车共设置了8个球阀，具体位置如图8所示。每次作业前，必须检查各处球阀状态，不同作业工况中的均衡模式如图9所示。 2.5 防跑偏系统 运梁车设置了一套防跑偏系统，通过光电开关传感器来检测运梁车是否跑偏。运梁通过桥面时，安装在运梁车前后车体中线位置的智能传感器检测梁片之间空隙；运梁通过现浇梁时，传感器检测与梁片空隙等宽的黑色实线。当预警传感器检测到梁片空隙或黑色实线时，控制系统发出报警并降低车速，当跑偏极限传感器检测到梁片空隙或黑色实线时，运梁车自动停车。 3 双向作业设计及整车关键技术研究 3.1 运梁车双向作业专业性设计与布置 运梁车为了实现双向作业，避免桥下调头，相对于传统运梁车进行了专业性设计和布置。具体有以下方面： 3.1.1 在结构布置方面 车体为纵向对称和横向对称结构，支腿采用前中后三支腿形式。为了满足双向架设功能，后支腿不仅需要满足传统的运梁车检修支撑功能，还需要满足运梁车配合架桥机拖拉喂梁的支撑，因此后支腿与前支腿承载能力和结构尺寸相同。相对于传统前司机室考虑空间占用情况采用旋转式结构，后司机室考虑空间不受影响以及减震要求采用固定式结构，该运梁车两端对称安装旋转司机室。 3.1.2 在动力布置方面 将传统安装在车尾的动力系统，安装在整个运梁车的中部，不占用车尾的喂梁空间。这样不论是车头或车尾，运梁车都能驶入架桥机尾部，驮运的待架设箱梁均可以完全进入架桥机底部，从而实现运梁车梁上双向运梁、喂梁。 3.1.3 在液压方面 一方面同样将传统安装在车尾的液压系统，安装在整个运梁车的中部。另一方面共设置了8个球阀，通过可切换球阀控制承载均衡点的分布，相对于传统的满足工况一、二和五的功能，此设计可满足工况一至六的控制，保证双向运输非对称箱梁和驮运架桥机的稳定性。 3.2 整车关键技术研究 为实现运梁车双向作业功能，同时，满足工作中大跨度、双幅线、偏心梁等特殊要求，对运梁车的关键技术进行了研究，具体如下： （1）通过支承结构的优化设计实现箱梁运输过程的“三支点”体系和同步驮梁、架梁过程的“四支点”体系。驮梁台车支座采用非对称布置，运梁时箱梁偏心放置，实现箱梁的重心和运梁车中心重合。此外通过可切换球阀控制承载均衡点的分布。运梁时采用前二后一的三点均衡模式；同步拖拉取梁时，防止箱梁重心偏离三点均衡范围，切换到前二后二的四点支撑模式，从而保证箱梁运输过程中受力正常以及同步驮梁、架梁过程中运梁车的稳定性，实现安全作业。 （2）整机采用对称模块化设计，使运梁车能双向作业，双向配合架桥机同步拖梁的实现方式，只需要切换球阀开关和转换电气控制模式，不需要从结构方面实现調头，特别适用于桥下空间受限工程项目，同时利于以后的改造使用。 （3）三组液压支腿的辅助支撑系统设置，确保二次纵移时，运梁车各轮胎不超载，保持运梁车稳定和平衡，且有效降低施加在已架箱梁的集中载荷。 （4）设置超声波探测器，防止走行跑偏，同时在已架设箱梁内侧腹板上划线标识运梁线路，人员监护运梁走行线路，实现以超声波探测为主，人工监护为辅的运梁车走行防跑偏工艺。 （5）为避免运梁车运梁的长期影响，在一跨箱梁架设完成后，将左、右幅箱梁翼缘板湿接缝预留钢筋按25 %先进行焊接连接。沿途通过末结构连续的湿接头和伸缩缝预留槽时（60 cm宽），在湿接头和伸缩缝预留槽运梁车轮胎走行位置铺设2cm厚钢垫板，钢板两端与梁面搭接不少于10 cm，以保护已架箱梁梁端不受损伤，并保证运梁车平顺通过。 4 结论 该文研制的双向作业型850 t箱梁运梁车于2015年7月进入梁场，到2017年1月15日完成全线774预制箱梁运输，驮运架桥机转场12次，得到了成功应用。双向作业型运梁车的设计，满足了工程中大跨度、双幅线和偏心梁等特殊要求，同时，结构的对称设计实现了运梁车双向作业的功能。没有常规运梁车调头喂梁需要的一系列准备工序，大大地提高了施工效率，降低了施工成本，为类似工程中运梁车的设计与选型提供借鉴。 参考文献 [1]周昊，马径先.中国桥梁建设现状及发展方向研究[J].科技创新与应用， 2015（33）：225. [2]赵龙.关于预制简支箱梁桥梁架设施工探析[J].四川水泥，2018（7）：47. [3]吴耀辉，陈浩，张志华，等.铁路客运专线DCY900型运梁车研制与应用[J].铁道标准设计，2008（3）：16-19. [4]陈浩.铁路客运专线900t级运梁车研究[J].铁道标准设计，2008（3）：13-15. |
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