仙進(jìn)兵

（中鐵十四局集團(tuán)五公司架梁分公司，山東 兗州 272000）

1 概述

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)各大施工企業(yè)在第一、二代傳統(tǒng)高鐵搬提運(yùn)架設(shè)備上的保有量非常巨大，就建筑系統(tǒng)施工企業(yè)數(shù)據(jù)顯示，900t/32m高鐵搬提運(yùn)架設(shè)備保有量約900臺(tái)，設(shè)備總資產(chǎn)超100億元。隨著1000t/40m梁的發(fā)展，900t/32m梁搬提運(yùn)架設(shè)備因技術(shù)性能無(wú)法滿足要求，勢(shì)必會(huì)淘汰，造成極大的資源浪費(fèi)。

目前，國(guó)內(nèi)在建或已完工的900t/40m箱梁項(xiàng)目有南沿江、鄭濟(jì)、福廈、杭衢、杭紹臺(tái)、昌景黃、滬蘇湖、雄商等高速鐵路，均需配置1000t/40m梁設(shè)備。據(jù)了解，目前，采購(gòu)1臺(tái)40m梁架橋機(jī)約需1400萬(wàn)元、1臺(tái)40m梁運(yùn)梁車約需1500萬(wàn)元，1臺(tái)40m梁搬運(yùn)梁機(jī)約需1400萬(wàn)元，2臺(tái)40m梁跨線提約需1400萬(wàn)元，整套設(shè)備總采購(gòu)額約需5700萬(wàn)元，一次性投入大，會(huì)給企業(yè)運(yùn)營(yíng)造成較大影響。那么，能否采購(gòu)部分1000t/40m梁設(shè)備，同時(shí)對(duì)部分900t/32m梁設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造，在避免既有設(shè)備閑置的同時(shí)，完成40m梁運(yùn)架施工任務(wù)。本文重點(diǎn)闡述900t/32m運(yùn)梁車升級(jí)1000t/40m運(yùn)梁車改造技術(shù)。

2 改造技術(shù)介紹

2.1 待改造運(yùn)梁車選型

經(jīng)調(diào)研中鐵十一局漢江重工、中鐵科工、鄭州新大方等單位，1000t/40m是第三代高鐵架橋機(jī)，能適應(yīng)各種工況，因此設(shè)備整機(jī)高度低，出梁高度在5.25m左右（圖1），因此，與其配套的運(yùn)梁車高度不易過(guò)高。

圖1

目前國(guó)內(nèi)第一代900t高位運(yùn)梁車中位馱梁高度3.5m左右（圖2），車輛可升降30cm，最低馱梁高度3.2m。車輛有16軸線，采用輪胎規(guī)格為26.5，車輛總長(zhǎng)度為37.45m；第二代900t低位運(yùn)梁車馱梁高度在2.95m左右（圖3），車輛可升降30cm，最低馱梁高度2.65m。車輛有20軸線，采用輪胎規(guī)格為20.5，車輛長(zhǎng)度為43.9m。為確保運(yùn)梁車能與架橋機(jī)配合架梁，運(yùn)梁車宜選擇第二代900t低位運(yùn)梁車，同時(shí)，需給第三代1000t/40m架橋機(jī)安裝60cm加高節(jié)。

圖2 900t高位運(yùn)梁車

圖3 900t低位運(yùn)梁車

2.2 運(yùn)梁車改造技術(shù)方案

根據(jù)運(yùn)梁車改造選型要求，采用第二代900t低位運(yùn)梁車，改造為可以滿足1000t/40m梁運(yùn)輸和架設(shè)的運(yùn)梁車。改造總體思路為整機(jī)通過(guò)增加2軸線，額定承載達(dá)到1000t，可配合1000t架橋機(jī)架設(shè)40m箱梁。具體改造方案如下。

（1）整機(jī)增加2軸線（圖4），增加位置為原車主梁1、2號(hào)梁分節(jié)處。新制1根主梁（3.6m節(jié)）、4個(gè)牛腿、4套從動(dòng)懸掛、4套轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、配套的液壓電氣管線。

圖4

（2）主梁按照1000t荷載計(jì)算強(qiáng)度和剛度，通過(guò)計(jì)算對(duì)原有車架進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)（圖5），補(bǔ)強(qiáng)對(duì)應(yīng)位置進(jìn)行防腐。

圖5 主梁補(bǔ)強(qiáng)位置

（3）主梁接頭（圖6）補(bǔ)強(qiáng)，節(jié)點(diǎn)板更換、連接螺栓更換。

圖6

（4）液壓系統(tǒng)。增加兩軸線懸掛和轉(zhuǎn)向機(jī)相應(yīng)管路，并按照新的軸線布置并進(jìn)行編組。

（5）電氣系統(tǒng)。增加兩軸線轉(zhuǎn)向控制，增加相應(yīng)的電纜線及控制柜，按新方案重新編寫(xiě)控制程序，更新程序。

（6）空氣制動(dòng)系統(tǒng)。增加節(jié)段氣路管路增加。

（7）馱梁系統(tǒng)。新制一套馱梁小車，增加電纜線并更新控制程序。

（8）架橋機(jī)馱運(yùn)支架。新制1套馱運(yùn)支架。馱運(yùn)支架滿足馱運(yùn)通聯(lián)900t架橋機(jī)和1000t架橋機(jī)。滿足高位馱運(yùn)和低位過(guò)隧道馱運(yùn)。低位馱運(yùn)過(guò)隧道，隧道底面需下挖500mm，R6650隧道。

2.3 改造后運(yùn)梁車參數(shù)

（1）整機(jī)22軸線，44個(gè)懸掛，驅(qū)動(dòng)12個(gè)、制動(dòng)16個(gè)、從動(dòng)16個(gè)；（2）車速：空車8km/h，重車4km/h；（3）爬坡：縱坡3%；（4）自重380t，額定承載1000t；（5）運(yùn)梁支撐方案：馱梁小車+馱梁小車；（6）喂梁方式：拖拉喂梁；（7）整車外形尺寸長(zhǎng)寬高為：47.5m×6.5m×2.95m。懸掛行程為±30cm。

2.4 改造后車架受力分析

（1）結(jié)構(gòu)力學(xué)求解器建模分析。改造后的1000t運(yùn)梁車整車全長(zhǎng)47.5m、寬6.5m、高2.95m，擁有22個(gè)軸線，每軸線2個(gè)短軸，每短軸安裝4個(gè)輪胎，車架全長(zhǎng)45.3m、寬5.9m，運(yùn)梁小車長(zhǎng)3.62m、寬2.44m，滑道間距1.85m。作用在運(yùn)梁車車架上的荷載包括車架自重（336t）和1000t箱梁重量。

重載運(yùn)輸時(shí)，整車重量1336t，整機(jī)分組11+11，整機(jī)軸載建模如圖7。

圖7 車架受力模型

箱梁按照1000t計(jì)算，作用在運(yùn)梁車22組懸掛上作用力荷載如表1。

加載計(jì)算：承載1000t箱梁后，車輛懸掛、軸載如表2，馱運(yùn)荷載（圖8）及彎矩（圖9）模擬情況如下。

表2

圖8 馱運(yùn)荷載圖

經(jīng)計(jì)算，最大彎矩32536462NM，最大應(yīng)力：32536462/132119412.8780×1000=246MPa。

（2）建立三維模型（圖10），對(duì)整機(jī)受力進(jìn)行分析。經(jīng)受力分析，設(shè)備升級(jí)改造后能，車體鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足1000t/40m箱梁運(yùn)輸要求。

圖11 改造后1000t運(yùn)梁車車架三維模型圖

圖12 導(dǎo)入ANSYS

圖13 受力加載 (22＊227272.7N+22＊227272.7N)

圖14 應(yīng)力（整體在 250Mpa 以下）

圖15 主梁變形(最大 0.124m)

3 設(shè)備改造后的優(yōu)勢(shì)

將現(xiàn)有900t運(yùn)梁車整機(jī)改造成1000t運(yùn)梁車，改造后適應(yīng)40m、32、24m、20m及不大于1000t（40m）非標(biāo)梁運(yùn)輸，并配合1000t架橋機(jī)架設(shè)箱梁。具備以下特點(diǎn)：

（1）設(shè)備應(yīng)用范圍廣，改造后適應(yīng)40m、32、24m、20m及不大于1000t（40m）非標(biāo)梁運(yùn)輸，并配合1000t架橋機(jī)架設(shè)箱梁。（2）方便拆裝，具備32m和40m架梁工況的轉(zhuǎn)換。1000t40m梁施工可以采用22軸線模式。900t/32m梁施工可以采用20軸線模式。（3）通過(guò)對(duì)現(xiàn)有設(shè)備改造，花較少的費(fèi)用，可增加一套滿足40m運(yùn)架的運(yùn)梁設(shè)備，能滿足與新型1000t架橋機(jī)匹配（注：馱運(yùn)箱梁過(guò)隧道僅考慮32m及以下箱梁，R6650隧道，仰拱填充需預(yù)留500mm）。在施工大干需配備兩套運(yùn)梁設(shè)備時(shí)，避免設(shè)備外租，減少設(shè)備租賃費(fèi)用。（4）新制一套馱運(yùn)支架，滿足馱運(yùn)900t和1000t架橋機(jī)，還能輔助運(yùn)架一體機(jī)的主梁拆裝，減少吊車費(fèi)用。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)既有設(shè)備的升級(jí)改造，既能滿足1000t/40m箱梁架設(shè)施工需要，同時(shí)能有效避免現(xiàn)有第二代900t低位運(yùn)梁的閑置，在減輕企業(yè)資產(chǎn)負(fù)債的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了大型設(shè)備的迭代配套應(yīng)用，盤活大型機(jī)械設(shè)備，為公司降本增效，提質(zhì)發(fā)展發(fā)揮重要作用。該技術(shù)可在全國(guó)同行業(yè)內(nèi)推廣應(yīng)用，助推高鐵大型運(yùn)架設(shè)備換發(fā)新活力。