盛寶安

(中鐵科工集團中鐵工程機械研究設計院,武漢 430066)

1 概述

隨著我國高速鐵路的發(fā)展,由于無砟軌道具有軌道平順性好,整體性強,縱向、橫向穩(wěn)定性好,結構高度低,幾何狀態(tài)持久,維修量低等優(yōu)點,無砟軌道結構形式已經(jīng)廣泛用于我國多條鐵路干線。我國客運專線一次性開工規(guī)模比較大,沿線的地形變化多,隧道、橋面、路基變化頻繁,軌枕及軌道板種類較多,施工組織復雜，傳統(tǒng)鋪設設備不能滿足上述要求。這就要求研制一種效率高、適應性好、通用性好的鋪設設備。

MH6型輪胎式無砟軌道鋪設門吊就是用于高速鐵路無砟軌道施工中布放軌枕、吊裝工具軌、拆裝模板、從橋下或路肩吊運軌枕垛以及兼顧施工現(xiàn)場的物流倒運等工作的施工裝備，與散枕器及軌道板專用吊具配套,可完成雙塊式軌枕及CRTSⅠ、CRTSⅡ型軌道板的布放。

2 總體構思

目前國外雙塊式無砟軌道一般采用修筑便道、利用挖掘機配套布枕裝置鋪設的方法。這種方式大大增加了線路修建成本,并且不適合我國線路地形現(xiàn)狀。因此,考慮鋪設高效、方便、實用等因素,提出了MH6型輪胎式無砟軌道鋪設門吊的總體設計方案。

(1)采用雙懸臂形式,加大設備的作業(yè)范圍,可完成線路兩側(cè)的工具軌、軌枕垛等的吊裝轉(zhuǎn)運；

(2)懸臂可折疊、輪組間距可變化,能夠滿足隧道、橋面、路基不同限界，不同線路環(huán)境的施工需要；

(3)采用“L”形支腿,增加通過能力,保證布枕吊具、軌枕垛、CRTSⅠ、CRTSⅡ型軌道板等能夠順利從兩邊轉(zhuǎn)運至線路中間；

(4)配制柴油發(fā)電機組作為動力,增加對整個線路施工的適應性；

(5)采用輪胎式走行方式,結構簡潔,無需鋪設走行軌,提高施工效率。

3 結構組成

MH6型輪胎式無砟軌道鋪設門吊主要由門架、走行系統(tǒng)(含轉(zhuǎn)向機構、均衡機構、變跨機構)、起升系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等部分組成。其主要結構組成如圖1所示。

圖1 MH6型輪胎式無砟軌道鋪設門吊結構組成

門架采用“L”形單主梁雙懸臂結構，由主梁、支腿、下橫梁、變跨機構等部件構成。

走行輪組共有4個,2個主動輪組,2個從動輪組。主動輪組的驅(qū)動形式采用變頻電機通過減速機帶動鏈條驅(qū)動。主動輪組不額外占用內(nèi)外凈空,保證了各種工況下內(nèi)外限界的要求。轉(zhuǎn)向機構可以使前后走行輪組進行±15°范圍內(nèi)的任意角度同步轉(zhuǎn)向。輪胎采用實心輪胎,具有耐磨、使用壽命長、滾動阻力小、能耗低、耐刺破、安全性能好等特點。

整機采用輪組擺動有級變跨方式,在控制轉(zhuǎn)向的回轉(zhuǎn)機構上設有與變跨位置相對應的插銷位置,變跨時,變跨油缸先動作,轉(zhuǎn)向油缸將輪組調(diào)正,人工操作插銷將輪組鎖定。

起升機構采用電動葫蘆,由于在曲線線路施工時路基有橫向高差,電動葫蘆走行坡度較大,所以選用特制加強型的電動葫蘆,葫蘆懸掛輪為分散驅(qū)動,提高了電動葫蘆的爬坡能力。

為了配合高速鐵路無砟軌道施工,增加設備的使用功能,設計了3種吊具：布枕吊具、機械式鋪板吊具、液壓式鋪板吊具。

采用柴油發(fā)電機組作為整機的動力源,直接為走行系統(tǒng)和起升系統(tǒng)提供電源,通過電機驅(qū)動液壓泵為各部分的液壓油缸提供動力。電氣系統(tǒng)主要由可編程控制器(PLC)控制。電機為變頻控制,啟動平穩(wěn)。

4 關鍵技術及創(chuàng)新點

(1)首次國內(nèi)成功研制適用于無砟軌道施工的多功能軌道鋪設設備,該設備機動、靈活。

(2)在門式起重機的基礎上采用了可折疊雙懸臂、輪組跨度可變結構,可用于隧道、橋面、路面等多種作業(yè)環(huán)境施工,適應性好。

(3)采用輪胎走行方式,鏈輪傳動,結構緊湊,配用多種專用吊具實現(xiàn)無砟軌道施工,作業(yè)效率高,作業(yè)范圍廣。

(4)可兼顧作業(yè)面上其他吊重作業(yè),實現(xiàn)工作面多種物流倒運,拓展功能多,簡化了無砟軌道的施工組織。

5 結論與應用

為滿足無砟軌道施工組織的要求,該設備經(jīng)過多次專家的評審,對具體結構進行了優(yōu)化,對樣機進行了工業(yè)性試驗(圖2),設備各項參數(shù)滿足設計和使用要求，在武廣高速鐵路無砟軌道的施工中得到了廣泛的應用,使用性能良好。正是該設備的成功研制,目前在其他高速鐵路干線無砟軌道的施工中,同類設備得到了大量的推廣和使用。該設備的成功研制對我國高速鐵路無砟軌道的施工具有重要的意義。

圖2 樣機工業(yè)性試驗

[1]張質(zhì)文.起重機設計手冊[M].北京：中國鐵道部出版社,1998.

[2]王文斌.機械設計手冊(1～5卷)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.

[3]唐經(jīng)世.工程機械底盤學[M].成都：西南交通大學出版社，2002.

[4]GB50017—2003，鋼結構設計規(guī)范[S].

[5]GB3811—83，起重機設計規(guī)范[S].

[6]JB5663.2—91，電動葫蘆門式起重機技術條件[S].