TE900-16型運(yùn)梁車結(jié)構(gòu)組成與運(yùn)輸技術(shù)分析

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(jì)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(chǎng)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(dòng)力系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、馱梁小車、安全與報(bào)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(gè)翼梁分別與主梁連接，共32個(gè)翼梁，翼梁通過回轉(zhuǎn)軸承連接輪胎支架，每個(gè)輪胎支架上有一個(gè)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(duì)車架按三點(diǎn)支撐編組連接，對(duì)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(gè)輪組件內(nèi)裝有液壓制動(dòng)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(dòng)運(yùn)梁車走行，形成6軸線驅(qū)動(dòng)。

2.2 動(dòng)力系統(tǒng)

運(yùn)梁車動(dòng)力系統(tǒng)位于車的尾部，包括兩臺(tái)419 kW的道依茨柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)各驅(qū)動(dòng)一臺(tái)三聯(lián)串泵(REXROTH/A4VG250+REXROTH/A4VG125雙向變量泵+REXROTH/A11V0190變量泵)，兩臺(tái)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(dòng)力。A4VG250和A4VG125的液壓泵提供行走動(dòng)液壓動(dòng)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(dòng)力;兩臺(tái)齒輪泵分別為液壓制動(dòng)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(dòng)轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)動(dòng)，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(dòng)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(gè)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(dòng)相同角度，可使車在行駛時(shí)前后同時(shí)向一個(gè)方向平移;停車轉(zhuǎn)向是指在停車時(shí)，輪胎交錯(cuò)向不同方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)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(dòng)，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(gè);根據(jù)操作人員的指令，PLC對(duì)各輪組的狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算后向各液壓閥發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)，每組單獨(dú)運(yùn)行，轉(zhuǎn)向角度傳感器適時(shí)向PLC傳送各輪組狀態(tài)信息，若達(dá)到操作者目的則自動(dòng)停止。

2.4 制動(dòng)系統(tǒng)

走行行星減速機(jī)自身內(nèi)部含有液壓制動(dòng)器，在司機(jī)操縱運(yùn)梁車正常行駛時(shí)，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(dòng)，不會(huì)造成任何振動(dòng)。

2.5 液壓系統(tǒng)

液壓回路是一個(gè)封密的靜壓傳動(dòng)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(dòng)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(dòng)機(jī)的速度或者控制走行泵的控制電流，在整個(gè)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(dòng)調(diào)整，可以保證運(yùn)梁車在兩個(gè)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(gè)緩沖油缸組相連;2)后部右側(cè)8個(gè)緩沖油缸組相連;3)前部左、右側(cè)的16個(gè)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(shí)，液壓油外泄，該組緩沖油缸一起快速下降，此時(shí)，高度感應(yīng)器將信號(hào)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(gè)支撐油缸，在與架橋機(jī)對(duì)接喂梁時(shí)，4個(gè)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(shí)也增大了與地面的接觸面積，有良好的制動(dòng)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(gè)駕駛室，兩駕駛室完全相同，可在任意一端操作駕駛，兩個(gè)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(gè)球面支墊，支撐橫梁可水平偏轉(zhuǎn)一個(gè)小角度，當(dāng)架橋機(jī)的第一個(gè)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(shí)，箱梁可能有一定隨動(dòng)量，整個(gè)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(dòng)，確保梁體不受損壞。

2.8 安全與報(bào)警裝置

通過PLC實(shí)時(shí)監(jiān)控各部位運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)一個(gè)動(dòng)作進(jìn)行時(shí)，將其他動(dòng)作自動(dòng)鎖定;在操作人員發(fā)出未達(dá)到該動(dòng)作執(zhí)行狀態(tài)指令時(shí)，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(bào)警。該車還有8個(gè)緊急制動(dòng)按鈕，車的前、中、后左右各1個(gè)，前后駕駛室各1個(gè);在任何緊急情況下，按下任一個(gè)，將立即停車以保證行車安全。運(yùn)梁車每個(gè)動(dòng)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(shí)，相應(yīng)的動(dòng)作就會(huì)停止，直至限位解除。

3 運(yùn)輸技術(shù)

1)準(zhǔn)備。對(duì)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(duì)固定，通過前后移動(dòng)整車或提梁機(jī)吊具縱移來實(shí)現(xiàn)梁與車的快速對(duì)位。此時(shí)，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(duì)位置監(jiān)視，地面監(jiān)視人員負(fù)責(zé)車與提梁機(jī)相對(duì)位置的監(jiān)視。只有位置正確時(shí)方可落梁。3)運(yùn)梁。提前對(duì)運(yùn)梁通道進(jìn)行檢查，消除運(yùn)輸安全隱患;運(yùn)梁時(shí)注意路況的觀察，駕駛員隨時(shí)與監(jiān)視人員保持聯(lián)系，及時(shí)了解行車狀況;尤其是監(jiān)視人員要及時(shí)通報(bào)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(shí)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(dòng)開關(guān)置于“on”位。向前移動(dòng)梁時(shí)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(jì)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(dòng)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(dòng)馬達(dá)數(shù)量:24;行走減速機(jī):24;轉(zhuǎn)向輪對(duì)數(shù):32;輪胎型號(hào):26.5R25;發(fā)動(dòng)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(chǎng)向南北兩個(gè)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(jiǎn)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(jì)方案探討[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，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.