陳永祥

1 概述

900 t運(yùn)梁車是客運(yùn)專線預(yù)制箱梁運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵設(shè)備之一。TE900-16型運(yùn)梁車集機(jī)、電、液、智能控制技術(shù)于一體，整體設(shè)計合理，能夠把用于鐵路客運(yùn)專線20 m，24 m，32 m雙線整孔預(yù)應(yīng)力箱形混凝土箱梁從預(yù)制場地通過便道、鐵路路基、橋梁(包括剛構(gòu)連續(xù)梁、鋼混結(jié)合連續(xù)梁等)運(yùn)至架梁工位，運(yùn)梁車的有關(guān)參數(shù)和要求滿足相應(yīng)架橋機(jī)的要求，協(xié)助架橋機(jī)完成相應(yīng)的架梁作業(yè)，并且該運(yùn)梁車能馱運(yùn)架橋設(shè)備實(shí)現(xiàn)橋間短途運(yùn)輸。

2 構(gòu)造組成

該運(yùn)梁車如圖1所示，主要由車架及懸掛系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、液壓驅(qū)動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、馱梁小車、安全與報警裝置等組成[1，2]。

2.1 車架及懸掛系統(tǒng)

運(yùn)梁車車架主梁是由三節(jié)箱梁鋼結(jié)構(gòu)拼接而成的單箱梁式結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為Q345，除滿足主梁的剛度、強(qiáng)度外，還要滿足運(yùn)梁車的寬度及輪胎作用力于已架設(shè)箱梁適合位置。主梁中心線垂直方向上平行分布16條軸線，每條軸線上有兩個翼梁分別與主梁連接，共32個翼梁，翼梁通過回轉(zhuǎn)軸承連接輪胎支架，每個輪胎支架上有一個緩沖油缸和一根輪軸，構(gòu)成32套液壓懸掛系統(tǒng)。

液壓懸掛系統(tǒng)相對車架按三點(diǎn)支撐編組連接，對箱梁實(shí)現(xiàn)三點(diǎn)平衡支撐。在16軸線64只輪胎中，第⑨軸線～第[14]軸線的每個輪組件內(nèi)裝有液壓制動器、行星減速機(jī)和液壓行走馬達(dá)，通過液壓閉式回路驅(qū)動運(yùn)梁車走行，形成6軸線驅(qū)動。

2.2 動力系統(tǒng)

運(yùn)梁車動力系統(tǒng)位于車的尾部，包括兩臺419 kW的道依茨柴油發(fā)動機(jī)，每臺發(fā)動機(jī)各驅(qū)動一臺三聯(lián)串泵(REXROTH/A4VG250+REXROTH/A4VG125雙向變量泵+REXROTH/A11V0190變量泵)，兩臺用于控制系統(tǒng)的齒輪泵，由此構(gòu)成的液壓系統(tǒng)，為液壓馬達(dá)A6VE80提供動力。A4VG250和A4VG125的液壓泵提供行走動液壓動力，A11V0190的液壓泵為液壓轉(zhuǎn)向、液壓緩沖、輔助支撐油缸提供動力;兩臺齒輪泵分別為液壓制動器和緩沖油缸的液控單向閥提供液壓油源。

2.3 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)采用全輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，液壓油缸推動轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)動，最大轉(zhuǎn)向角為±30°。五種轉(zhuǎn)向模式由駕駛員在操作室選擇:常規(guī)前轉(zhuǎn)向、常規(guī)后轉(zhuǎn)向、弧形轉(zhuǎn)向、斜行轉(zhuǎn)向、停車轉(zhuǎn)向。常規(guī)轉(zhuǎn)向和普通汽車轉(zhuǎn)向類似，一端不動而另一端轉(zhuǎn)向;弧形轉(zhuǎn)向是前后兩端向相反的方向轉(zhuǎn)向，整個車的輪胎沿弧線行駛;斜行轉(zhuǎn)向是所有輪胎向同一方向轉(zhuǎn)動相同角度，可使車在行駛時前后同時向一個方向平移;停車轉(zhuǎn)向是指在停車時，輪胎交錯向不同方向轉(zhuǎn)動一個角度，保證停車穩(wěn)固。為實(shí)現(xiàn)這五種轉(zhuǎn)向模式，需將32輪軸分成16組，并且每組通過一根轉(zhuǎn)向拉桿連接實(shí)現(xiàn)聯(lián)動，每組備有轉(zhuǎn)向油缸、轉(zhuǎn)向角度傳感器、單獨(dú)的液壓閥各1個;根據(jù)操作人員的指令，PLC對各輪組的狀態(tài)進(jìn)行計算后向各液壓閥發(fā)出相應(yīng)的信號，每組單獨(dú)運(yùn)行，轉(zhuǎn)向角度傳感器適時向PLC傳送各輪組狀態(tài)信息，若達(dá)到操作者目的則自動停止。

2.4 制動系統(tǒng)

走行行星減速機(jī)自身內(nèi)部含有液壓制動器，在司機(jī)操縱運(yùn)梁車正常行駛時，如果司機(jī)松開操縱桿，隨著操縱桿回位，運(yùn)梁車進(jìn)行均勻制動，不會造成任何振動。

2.5 液壓系統(tǒng)

液壓回路是一個封密的靜壓傳動回路，由PLC集成控制，行走液壓泵通過液壓管路直接與液壓馬達(dá)相連，其行走速度由發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和液壓馬達(dá)斜盤角度來控制，前進(jìn)后退由PLC指令改變雙向液壓泵高壓油輸出方向來控制。運(yùn)梁車可以通過改變柴油發(fā)動機(jī)的速度或者控制走行泵的控制電流，在整個速度范圍內(nèi)進(jìn)行操作。液壓泵組和液壓馬達(dá)組根據(jù)載荷自動調(diào)整，可以保證運(yùn)梁車在兩個方向上非常精確、靈敏的進(jìn)行操縱。為保證大型箱梁不受扭曲，梁的支撐點(diǎn)必須實(shí)現(xiàn)三點(diǎn)平衡。液壓系統(tǒng)輪組的平衡油缸按以下方式布置:1)后部左側(cè)8個緩沖油缸組相連;2)后部右側(cè)8個緩沖油缸組相連;3)前部左、右側(cè)的16個緩沖油缸組相連。在前后各兩組輪組支架上的緩沖油缸都有高度傳感器，當(dāng)液壓管路發(fā)生意外破裂時，液壓油外泄，該組緩沖油缸一起快速下降，此時，高度感應(yīng)器將信號傳至PLC，PLC立即發(fā)送指令將緩沖油缸的液壓鎖關(guān)閉，阻止其繼續(xù)下降，使整車不至于傾斜太大而造成混凝土箱梁滑移等不良后果。運(yùn)梁車的四角分布4個支撐油缸，在與架橋機(jī)對接喂梁時，4個支撐油缸伸出作用于地面，承受約40%的載荷，減小了輪胎的承載力，且也增加車體的剛度;同時也增大了與地面的接觸面積，有良好的制動作用。

2.6 電氣系統(tǒng)

控制電壓均為DC24 V的安全電壓，并且采用防雨和防爆的電氣控制板、電氣柜。采用阻燃型抗油污侵蝕的電纜，并有電纜槽保護(hù)。運(yùn)梁車兩端各設(shè)置一個駕駛室，兩駕駛室完全相同，可在任意一端操作駕駛，兩個操作室有互鎖。在駕駛室中可以方便完成運(yùn)梁車的操控工作。駕駛室內(nèi)裝有控制和顯示裝置，并裝有視頻監(jiān)視器，以顯示車輛前端和后端的視頻畫面。駕駛室里安裝了發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速表、溫度表、油壓表以及燃油表等儀表，顯示終端可以顯示運(yùn)行和診斷數(shù)據(jù)，操縱桿可控制行駛、剎車、手動轉(zhuǎn)向、升降液壓支腿模式選擇開關(guān)。

2.7 馱梁小車

馱梁小車動力由架橋機(jī)提供，并由架橋機(jī)主控板上的變頻控制器控制。馱梁小車的支撐座為兩個球面支墊，支撐橫梁可水平偏轉(zhuǎn)一個小角度，當(dāng)架橋機(jī)的第一個吊梁小車(前吊梁小車)吊起混凝土梁前端與馱梁小車馱運(yùn)混凝土箱梁向前同步前行時，箱梁可能有一定隨動量，整個混凝土箱梁不僅處于“三點(diǎn)”平衡受力狀態(tài)，而且適應(yīng)架橋機(jī)吊梁角度和擺動，確保梁體不受損壞。

2.8 安全與報警裝置

通過PLC實(shí)時監(jiān)控各部位運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)一個動作進(jìn)行時，將其他動作自動鎖定;在操作人員發(fā)出未達(dá)到該動作執(zhí)行狀態(tài)指令時，程序不予響應(yīng)，而是提示什么部位未達(dá)到應(yīng)有狀態(tài)或報警。該車還有8個緊急制動按鈕，車的前、中、后左右各1個，前后駕駛室各1個;在任何緊急情況下，按下任一個，將立即停車以保證行車安全。運(yùn)梁車每個動作都有限位裝置:壓力閥(如負(fù)載限位、油缸限位)或電子機(jī)械限位。當(dāng)限位裝置作用時，相應(yīng)的動作就會停止，直至限位解除。

3 運(yùn)輸技術(shù)

1)準(zhǔn)備。對運(yùn)梁車的技術(shù)狀況及需要安裝的箱梁進(jìn)行檢查，按照預(yù)定的位置停車等待裝梁。2)裝梁。首先保證在箱梁不和運(yùn)梁車的部件發(fā)生干擾，在喂梁的狀態(tài)下也不干擾情況下，使混凝土箱梁的中心線和運(yùn)梁車的中心線最大程度的重合或平行;其次是箱梁前后位置應(yīng)根據(jù)箱梁的支承要求(距梁端2.5 m之內(nèi))調(diào)整馱梁小車的位置。由于馱梁小車在車上相對固定，通過前后移動整車或提梁機(jī)吊具縱移來實(shí)現(xiàn)梁與車的快速對位。此時，運(yùn)梁車上的前后監(jiān)視人員負(fù)責(zé)梁與車的前后左右相對位置監(jiān)視，地面監(jiān)視人員負(fù)責(zé)車與提梁機(jī)相對位置的監(jiān)視。只有位置正確時方可落梁。3)運(yùn)梁。提前對運(yùn)梁通道進(jìn)行檢查，消除運(yùn)輸安全隱患;運(yùn)梁時注意路況的觀察，駕駛員隨時與監(jiān)視人員保持聯(lián)系，及時了解行車狀況;尤其是監(jiān)視人員要及時通報駕駛室所在位置另一側(cè)路況和運(yùn)梁車與其他物品的空間距離情況。駕駛員根據(jù)坡度情況調(diào)整緩沖油缸高度，使得車體水平，保證箱梁受力良好。4)喂梁。運(yùn)梁車司機(jī)在指揮員的指揮和前后左右監(jiān)視人員的監(jiān)視下，沿著運(yùn)梁車預(yù)先劃好的線路行駛，車的中心線與架橋機(jī)中心線盡量重合。運(yùn)梁車低速前行，使車最前端距架橋機(jī)后支腿間距為150 mm～200 mm，用三角木掩實(shí)輪胎，緩沖油缸降到100 mm～200 mm，以保證支撐油缸伸出作用于橋面。此時應(yīng)注意根據(jù)橋面的坡度來調(diào)整緩沖油缸的各組數(shù)值，車體接近水平或水平為原則。將連接電纜連好，拔掉馱梁小車固定銷，制動開關(guān)置于“on”位。向前移動梁時注意馱梁小車電機(jī)及鏈條運(yùn)轉(zhuǎn)情況的監(jiān)視，喂梁完畢將馱梁小車退回原位。5)返空。注意行駛前將車恢復(fù)到行駛狀態(tài)，如收支撐油缸，調(diào)整緩沖油缸的高度等，切換后駕駛室操作。此外，運(yùn)梁車還可馱運(yùn)架橋機(jī)進(jìn)行短途運(yùn)輸，如圖2所示，其運(yùn)輸技術(shù)略。

4 設(shè)計參數(shù)[3]

4.1 適用條件

梁長:32.6 m/24.6 m/20.8 m;梁重:900 t/700 t/560 t;梁的最大尺寸:32.6 m×13.4 m×4.6 m;最大坡度:±5%;最大橫向坡度:±4%。

4.2 技術(shù)參數(shù)

空載運(yùn)行速度:12 km/h;重載運(yùn)行速度:6 km/h;蠕動速度:0 km/h～1 km/h;運(yùn)梁車凈重:250 t;軸數(shù):16;輪胎總數(shù):64;軸距:2 100 mm;總寬度:7 250 mm;總長度(駕駛室位于縱向/橫向位置):41 350/37 500 mm;空載運(yùn)梁車高度(含馱梁小車支撐座):3 450 mm;垂直軸線補(bǔ)償:±250 mm;最大行走轉(zhuǎn)向角:±30°;驅(qū)動馬達(dá)數(shù)量:24;行走減速機(jī):24;轉(zhuǎn)向輪對數(shù):32;輪胎型號:26.5R25;發(fā)動機(jī):道依茨BF8M 1015CP;總安裝功率:419 kW×2。

5 應(yīng)用情況

中鐵十六局集團(tuán)公司武廣項(xiàng)目部承擔(dān)560榀900 t大型箱梁的預(yù)制、運(yùn)輸和架設(shè)任務(wù)，自 2007年4月～2008年10月從上水口山梁場向南北兩個方向先后架設(shè)，向廣州方向運(yùn)輸距離為25 km，架設(shè)337榀;向武漢方向18 km，架設(shè)箱梁 223榀。其中，實(shí)現(xiàn)單機(jī)月架梁84孔，日架梁7孔的成績。并安全完成架橋機(jī)馱運(yùn)，三次馱運(yùn)總里程達(dá)96 km。該車運(yùn)行安全可靠、使用維護(hù)簡便，較好的完成了900 t大型箱梁架設(shè)任務(wù)。

[1] 張志華，章元端.高速鐵路整孔箱梁DCY850型輪胎式運(yùn)梁車設(shè)計方案探討[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2003(10):5-7.

[2] 劉祥志.節(jié)段拼裝多功能運(yùn)梁車研究[J].國防交通工程與技術(shù)，2009，7(4):66-68.

[3] 陳龍劍.900 t輪胎式運(yùn)梁車技術(shù)參數(shù)研究[J].建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理，2005，18(4):32-34.