一種新型電池驅(qū)動軌道平車在中小河流攔污柵橋清污中的應用

吳奎 萬鵬 向耕

摘 要：為解決某中小河流攔污柵橋采用雙向門式清污機清污效率低問題，結(jié)合長臂挖機在河流清污中高效特點，利用門機行走軌道設計一款新型電池驅(qū)動軌道平車，使挖機在平車上穩(wěn)定高效移動作業(yè)。此方案提高了該河流清污效率，保障了攔污柵橋汛期洪水過流通暢，對類似河流的清污工作具有借鑒作用。

關(guān)鍵詞：攔污柵橋;雙向門式清污機;電動平車;水草打撈

1 工程概況

該河流攔污柵橋如圖1所示位于倒虹吸上游河床上，距倒虹吸進口閘室約800m，倒虹吸設計流量為210m3/s（P=5%），攔污柵橋設計全長151m，橋頂高程為34.75m（1985黃海高程，下同），采用整板基礎(chǔ)，底板厚度為1.2m，下設10cm厚C10砼墊層，攔污柵橋底板頂面高程為27.15m，建基面高程為25.85m。攔污柵橋兩側(cè)采用空箱及連接箱涵，攔污柵橋單孔過流凈寬為4.9m，共22孔。攔污柵橋配置一臺2×250kN-16m雙向門式清污機，提柵額定荷載2×250kN，清污額定荷載2×160kN，起升高度16m，軌道型號QU80，軌距5m。

2 雙向門式清污機局限性

該河流水體營養(yǎng)豐富，水草生長迅猛，汛期大流量來水時，上游水草呈聚集式流動，在倒虹吸進口形成聚集，造成水位雍高，嚴重影響上游河堤安全?？紤]倒虹吸進口清污不便且安全隱患較大，設計在倒虹吸上游800米處新建攔污柵橋，將水草攔截在攔污柵上游，采用雙向門式清污機進行打撈。實際清污過程中發(fā)現(xiàn)，清污門機在作業(yè)孔洞抓完水草后，水草呈密實連結(jié)狀，不能隨即流入作業(yè)孔洞。此外，清污門機對孔耗時較長，熟練工完成一個工作流程（大車移位-對孔-下爪-上提-小車移位-卸污-小車歸位）需要5分鐘以上，清污效率較低，不能滿足汛期搶險需要。

3 解決措施

3.1 解決思路

根據(jù)當?shù)胤姥床块T多年實踐經(jīng)驗，一般采用長臂挖機（KOMATSU PC210）在中小河流進行水草打撈，考慮其操作方便快捷，工作循環(huán)每次約30秒，且能將密結(jié)水草拖拉到清污門機作業(yè)區(qū)），假設用長臂挖機在橋上行走打撈水草，便可與清污機進行聯(lián)合打撈作業(yè)。由于攔污柵橋未設計挖機作業(yè)平臺，結(jié)合門式清污機現(xiàn)有行走軌道，提出設計一款軌道平車，為挖機提供一個安全平穩(wěn)、移動靈活的作業(yè)平臺。經(jīng)專家會審，此改進方法具備可行性、高效性。

3.2 平車驅(qū)動方式對比

根據(jù)運行方式分為軌道平車系列和無軌平車系列;根據(jù)供電方式分為蓄電池平車系列、電纜卷筒平車系列。

軌道平車系列可分為蓄電池軌道平車、卷纜軌道平車、低壓軌道平車、軌道牽引車、電動軌道檢查車等等。

平車的載重常見的5噸到100噸，特殊的應用如船舶、航空等可達幾百噸甚至更高。幾種平車優(yōu)缺點對比見表1所示：

3.3 電動平車選型

根據(jù)本河流水域環(huán)境、工程的汛期搶險作業(yè)要求、實際特點及應用場景，經(jīng)過比選，采用蓄電池驅(qū)動軌道平車為挖機提供移動作業(yè)平臺，為本項目最佳的技術(shù)方案。

推薦采用KPX-40T蓄電池驅(qū)動軌道平車，充分運用機電一體化技術(shù)，采用遙控操作電動平車運行，嚴格保證電動平車運行的可靠性。并設有超限位保護、短路保護、電機超負荷過載保護等功能。通過平車上的接近開關(guān)和在軌道兩端預埋的感應裝置實現(xiàn)超限位保護;平車的兩端還設有聲光報警器。主要技術(shù)參數(shù)如下表2所示：

由于是橋面移動作業(yè)，還應考慮防傾覆設計，見圖2所示在軌道兩側(cè)安裝可調(diào)整及拆卸滾輪，可防止設備晃動產(chǎn)生重心偏移而導致的傾翻。

3.4 設備制造裝配方式

平車設備采用整體焊接，組成整體框架，并進行去應力退火，確保質(zhì)量和剛度。對零部件的表面處理如法蘭、鍍鉻、涂漆等按照圖紙要求和國家有關(guān)標準進行工藝過程控制，對顏色、厚度、光澤等嚴格按國家有關(guān)標準進行控制把關(guān)。按照產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)編制合理的設備裝配工藝流程，組裝時要按照先進行部件及中小總成進行組裝、尺寸檢驗和功能測試，確認無誤方可進入整體裝配。

4 應用實效

攔污柵橋門式清污機日均清污水草約200噸，新型蓄電池驅(qū)動軌道平車投入運行后，攔污柵橋日均清污水草能力達到450噸。電動平車操作簡單，運行平穩(wěn)、靈活便捷的特點，降低了清污作業(yè)難度，實現(xiàn)清污機與長臂挖機聯(lián)合作業(yè)，提高了水草打撈效率。在歷年汛期清污搶險作業(yè)中發(fā)揮了巨大功效。2020年6月，河流面臨大汛考驗，35天內(nèi)完成了首輪水草打撈任務，共計15692.18噸，單日最大打撈量達482噸。保障了河流行洪通暢，突顯出較大的應用價值，得到當?shù)胤姥粗笓]部的高度嘉獎。對類似河流的清污工作，具有良好的借鑒作用。

5 結(jié)語

通過對電動平車的選型及優(yōu)化設計，使其應用于各種移動作業(yè)平臺。經(jīng)實際生產(chǎn)運行驗證，此款新型電池驅(qū)動軌道平車設備平穩(wěn)可靠、操作方便、維護簡單，滿足工藝技術(shù)要求。同時，建議定期做好鋼軌、平車、驅(qū)動電機、行走機構(gòu)的檢修保養(yǎng)，保持軌道電動平車工況良好狀態(tài)，并配備應急電源，發(fā)揮更大的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

[1]丁長紅.電動平車供電方式改造[J].設備管理與維修，2009（06）：43-44.

[2]強常軍.電動平車設計技術(shù)方案研究[J].機電信息，2012（12）：150-151.

作者簡介：吳奎（1984— ），男，本科，水利電力工程師，研究方向：水利工程運行管理。