梅濤　戚中勇　張偉　文彬　徐宏英

摘 要：輸液管線(xiàn)穿越裝置屬于道路穿越防護(hù)裝置技術(shù)領(lǐng)域，作為一種新型消防、救災(zāi)輔助裝備，在中、遠(yuǎn)程輸液作業(yè)中可以起到保障救災(zāi)與道路暢通的雙重作用。本裝置采用折疊式設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、操作方便、承載大，相較以往的穿越裝置大大提高了性能。采用模塊化設(shè)計(jì)，將裝置主體分為小斜塊板、中斜塊板、大斜塊板、單通蓋板等4個(gè)單元，呈對(duì)稱(chēng)式分布，各模塊單元間采用可脫卸連接，并通過(guò)重型車(chē)輛的多次反復(fù)承壓試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了本裝置符合各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)。

關(guān)鍵詞：輸液管線(xiàn)穿越裝置；機(jī)械設(shè)計(jì)

為滿(mǎn)足極端天氣下抗旱排澇和消防供水的需求，應(yīng)用遠(yuǎn)程供排水裝備將水源從幾公里甚至幾十公里外輸送到指定地點(diǎn)。由于輸液管線(xiàn)口徑大且鋪設(shè)距離較長(zhǎng)，一方面要增加自身防護(hù)性能，使輸液管線(xiàn)穿越道路而可避免被汽車(chē)通過(guò)時(shí)破壞；另一方面要盡量減少對(duì)道路交通的影響，避免干擾后續(xù)救援裝備的運(yùn)輸、對(duì)應(yīng)急搶險(xiǎn)工作帶來(lái)不利影響。

本文研究的輸液管線(xiàn)穿越裝置屬于道路穿越防護(hù)裝置技術(shù)領(lǐng)域，該裝置采用折疊式設(shè)計(jì)，在備用狀態(tài)下可收合于應(yīng)急供排水裝備上、免去了廂體空間的占用，使用時(shí)通過(guò)將過(guò)往車(chē)輛騰空于道路、從而對(duì)輸液管線(xiàn)實(shí)施保護(hù)；此外，采用鏤空狀構(gòu)造實(shí)現(xiàn)輕量化，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在縮減裝置體積、增強(qiáng)連接牢固度的同時(shí)，提高了承載能力，有效提升了遠(yuǎn)程供排水裝備整體的經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性，可在滿(mǎn)負(fù)荷工作狀態(tài)下有效保證過(guò)往車(chē)輛通行、提高應(yīng)急轉(zhuǎn)場(chǎng)效率，從而發(fā)揮保障搶險(xiǎn)救援與道路暢通的雙重作用。

1 折疊式輸液管線(xiàn)道路穿越裝置系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.1 主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)基本原則：

（1）遠(yuǎn)程供排水裝備自身及一般車(chē)輛的前橋、后橋在上、下橋時(shí)不會(huì)與裝置發(fā)生接觸并保有安全距離；

（2）遠(yuǎn)程供排水裝備自身及一般車(chē)輛的底盤(pán)在通過(guò)裝置最高點(diǎn)時(shí)不會(huì)與裝置發(fā)生接觸并保有安全距離；

（3）允許軸荷不小于30t的載重汽車(chē)來(lái)回通過(guò)的次數(shù)應(yīng)不小于50次，穿越裝置不得出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)、永久變形、破損等現(xiàn)象，管線(xiàn)不得出現(xiàn)損壞；

（4）在滿(mǎn)足輸液管線(xiàn)鋪設(shè)的前提下盡量減小裝置長(zhǎng)度，以降低成本、減小搬運(yùn)難度。

遠(yuǎn)程供排水裝備基本參數(shù)：車(chē)身長(zhǎng)度11.950m；車(chē)身寬度2.496m；軸距6300mm+1350mm；前懸/后懸1.511mm/2.569mm；底盤(pán)最小離地高度280mm；總質(zhì)量30t；輪胎規(guī)格315/65R22.5；輪胎數(shù)10個(gè)。

依據(jù)上述原則，采用模塊化設(shè)計(jì)，本折疊式輸液管線(xiàn)道路穿越裝置由左防護(hù)單元和右防護(hù)單元構(gòu)成，左防護(hù)單元、右防護(hù)單元均可分解為4個(gè)模塊：小斜塊板、中斜塊板、大斜塊板、單通蓋板。

1.2 小斜塊板設(shè)計(jì)

小斜塊板的坡架上升角為11.5°。小斜塊板由若干花紋鋼板焊接構(gòu)成：沿坡架上升方向，縱向排列完全相同的4塊小側(cè)板以及2塊大側(cè)板，橫向排列5塊大小遞增的立板，立板上開(kāi)有便于側(cè)板嵌入并進(jìn)行焊接的凹槽，兩側(cè)開(kāi)有便于作業(yè)人員搬運(yùn)的抬孔，抬孔上附有抬孔護(hù)手膠條。與中斜塊板連接的位置焊接有縱梁掛鉤。

1.3 中斜塊板設(shè)計(jì)

中斜塊板的坡架上升角為4°。中斜塊板由上梁總成、左支腿總成、右支腿總成、支腿銷(xiāo)軸、拉伸彈簧、軸套、墊圈以及開(kāi)口銷(xiāo)組成：左、右支腿總成與上梁總成通過(guò)支腿銷(xiāo)軸連接，支腿銷(xiāo)軸上裝有軸套，以限制支腿總成的縱向滑移并減小支腿銷(xiāo)軸由軸向載荷帶來(lái)的撓曲；支腿銷(xiāo)軸大端為凸臺(tái)，凸臺(tái)與上梁總成接觸處裝有墊圈，支腿銷(xiāo)軸小端有徑向通孔，用于加裝開(kāi)口銷(xiāo)以實(shí)現(xiàn)支腿銷(xiāo)軸與上梁總成的相對(duì)固定連接；支腿總成與上梁總成間裝有拉伸彈簧，便于支腿總成的收回和展開(kāi)，也可防止在搬運(yùn)時(shí)支腿總成由于作業(yè)人員操作不當(dāng)受重力落下。

1.4 大斜塊板設(shè)計(jì)

大斜塊板的結(jié)構(gòu)形式與中斜塊板相同，主要區(qū)別為大斜塊板的兩支腿總成高度不同。

1.5 單通蓋板設(shè)計(jì)

單通蓋板由L板、縱隔板、面板、橫隔板、拱板、平槽型板、抬孔護(hù)手膠條以及加強(qiáng)筋板組成。沿坡架上升方向兩側(cè)開(kāi)有便于作業(yè)人員搬運(yùn)的抬孔，抬孔上附有抬孔護(hù)手膠條。拱板沿坡架上升方向有一Φ340 半圓拱，用以輔助輸液管線(xiàn)通過(guò)。L板縱隔板、橫隔板、平槽型板垂直焊接于拱板四周；兩塊面板分別對(duì)應(yīng)焊接在拱板上方。

1.6 模塊間的連接方式

小斜塊板與中斜塊板之間、中斜塊板與大斜塊板之間、大斜塊板與單通蓋板之間均經(jīng)掛鉤脫卸連接，左防護(hù)單元的單通蓋板與右防護(hù)單元的單通蓋板經(jīng)榫卯結(jié)構(gòu)連接。

1.7 標(biāo)準(zhǔn)件及材料選用

穿越裝置中選用的標(biāo)準(zhǔn)件有：開(kāi)口銷(xiāo)GB/T91-2000、墊圈GB T 97.2-1985 A級(jí)倒角型平墊圈；選用的材料有：花紋鋼板Q235-GB/T700、普通碳素?zé)彳埍′摪錛235-A、結(jié)構(gòu)用冷彎空心矩型熱鍍鋅方管Q235AF和碳素彈簧鋼絲65Mn。

1.8 工藝和工序過(guò)程

（1）成型工藝采用熱鍍鋅方管焊接。

（2）防腐工藝采用噴涂雙組份環(huán)氧防腐面漆或噴涂專(zhuān)用防腐裝甲。

（3）工序過(guò)程：拋丸或噴砂→噴涂雙組份環(huán)氧富鋅底漆→干燥→噴涂雙組份環(huán)氧中間漆→干燥→噴涂專(zhuān)用防腐裝甲噴涂雙組份環(huán)氧防腐面漆→干燥。

2 折疊式輸液管線(xiàn)道路穿越裝置先進(jìn)性說(shuō)明

（1）采用折疊式設(shè)計(jì)，在中斜塊板、大斜塊板設(shè)置了支腿總成，在備用狀態(tài)下可將整體部件收合于遠(yuǎn)程供排水裝備上，節(jié)省了對(duì)器材車(chē)的空間占用，相較絎架式護(hù)橋結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)度和寬度一致時(shí)，折疊式每套體積縮小49%。

（2）根據(jù)GB7956.1規(guī)范5.1.5條軸荷限值的規(guī)定，以往的護(hù)橋設(shè)計(jì)均在15噸以?xún)?nèi)?，F(xiàn)有護(hù)橋的承載能力無(wú)法滿(mǎn)足超過(guò)25噸的超重型以及更重的車(chē)型，局限性較大。中斜塊板、大斜塊板中格柵橫梁和支腿總成之間增加了軸套，將支腿連結(jié)條與支腿總成焊接成一體，通過(guò)開(kāi)口銷(xiāo)、支腿連結(jié)條和拉伸彈簧限位的設(shè)計(jì)，有效減少了串動(dòng)、磨損，大大提高了整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性。經(jīng)過(guò)斯堪尼亞、重汽汕德卡等重型車(chē)輛在不同路面現(xiàn)場(chǎng)前進(jìn)、后退，快速、慢速的多次反復(fù)承壓試驗(yàn)，沒(méi)有出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形和損壞，滿(mǎn)足30噸的超重型車(chē)輛通過(guò)要求。

（3）更加合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了裝置的適應(yīng)性。如斯堪尼亞R620，6×4，軸距6300mm+3500mm。最小離地間隙（燃油箱底部與地面）僅250mm，以往的穿越結(jié)構(gòu)形式根本無(wú)法使車(chē)輛通過(guò)。而本穿越裝置可滿(mǎn)足底盤(pán)較低的車(chē)輛快速通過(guò)。

（4）以往的結(jié)構(gòu)基本都是單根管線(xiàn)，現(xiàn)擴(kuò)展為兩根，增強(qiáng)了裝置的實(shí)用性。

（5）以往的輸液管線(xiàn)道路穿越裝置連接的牢固程度不足，質(zhì)量輕與結(jié)構(gòu)牢固較難同時(shí)做到。而本穿越裝置坡架面的鏤空格柵狀構(gòu)造可顯著減輕重量、節(jié)省制造耗材并且降低操作人員移運(yùn)作業(yè)的強(qiáng)度；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)練，連接牢固度高，拆分后可以給操作人員分別攜帶，拿取方便。

3 結(jié)語(yǔ)

本裝置結(jié)構(gòu)新穎，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)練，連接牢固度高，對(duì)輸液管線(xiàn)防護(hù)效果好，并可根據(jù)輸液管線(xiàn)長(zhǎng)度沿橫向進(jìn)行拓展；在備用狀態(tài)下收合于器材車(chē)上，節(jié)省對(duì)器材車(chē)的占用空間；拆分后可以給操作人員分別攜帶，拿取方便，大大降低了作業(yè)強(qiáng)度?？梢詫?shí)現(xiàn)保障救災(zāi)與道路暢通的雙重作用，是一種實(shí)用的應(yīng)急供排水裝備輸液管線(xiàn)穿越裝置。

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