適用于曲線鋼軌的便梁縱移人力推車

摘 要：常見的便梁縱移人力推車只能運行于直線段的鋼軌上，對于曲線段鐵軌無法使用，給施工帶來極大不便。提出一種適用于曲線鋼軌的便梁縱移人力推車，負重輪上方焊接一個旋轉(zhuǎn)部，旋轉(zhuǎn)部由鋼槽、鋼封環(huán)、旋轉(zhuǎn)板、豎向鋼板和頂板構(gòu)成，組裝時，鋼槽內(nèi)部布滿鋼珠、旋轉(zhuǎn)板置于鋼槽內(nèi)部并壓在鋼珠上、再把鋼封環(huán)焊接于鋼槽的敞口上。旋轉(zhuǎn)板與鋼槽之間非常容易發(fā)生相對旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)車架與負重輪的自由旋轉(zhuǎn)。所提推車設(shè)備簡單、行走速度快、綜合造價低廉，解決曲線鋼軌區(qū)域的便梁縱移問題，為鐵路工程施工提供簡便實用設(shè)備。

關(guān)鍵詞：D型便梁；人力推車；旋轉(zhuǎn)；曲線鋼軌；鐵路工程

中圖分類號：TU473 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2024）27-0135-04

Abstract： The common manual trolley with longitudinal movement of the beam can only run on the rail of the straight line section， and the rail of the curve section can not be used， which brings great inconvenience to the construction. In this paper， a kind of longitudinally moving manual trolley suitable for curved rail is proposed. A rotating part is welded above the load wheel， which is composed of steel groove， steel sealing ring， rotary plate， vertical steel plate and roof plate. Steel groove is covered with steel balls， the rotating plate is placed inside the steel groove and pressed on the steel ball， and then the steel sealing ring is welded to the open of the steel groove. The relative rotation between the rotating plate and the steel groove is very easy to realize the free rotation between the frame and the weight-bearing wheel. The trolley has the advantages of simple equipment， fast walking speed and low comprehensive cost， which solves the problem of longitudinal displacement of convenient beam in curved rail area， and provides simple and practical equipment for railway engineering construction.

Keywords： D-type convenient beam; manual trolley; rotation; curved rail; railway engineering

在城市道路與普通鐵路相互交叉位置，往往城市道路以下穿方式穿過普速鐵路，交叉口城市道路通常以框架橋形式進行頂進施工。在框架橋下穿既有鐵路營業(yè)線工程的頂進施工中[1-4]，通常先施工支撐基礎(chǔ)，D型便梁兩端搭在支撐基礎(chǔ)上，用D型便梁加固既有鐵軌后，方可開挖鐵軌加固段下方的鐵路路基進行頂進作業(yè)。在多孔框架橋施工時，便梁需進行多次轉(zhuǎn)移與架設(shè)，即D型便梁需在施工范圍內(nèi)來回多次縱移[5-9]。

通?？捎萌肆Ρ懔和栖噥韺崿F(xiàn)D型便梁在鐵軌上的縱向移動[10-13]。但常用的人力便梁推車只能在直線鐵軌上移動，目前尚未見能在曲線段鐵軌行走與移動的人力便梁推車，給曲線段框架橋頂進過程中D型便梁的轉(zhuǎn)換與移動施工帶來極大不便。

因此，有必要發(fā)展適用于曲線鋼軌的便梁縱移推車，解決曲線鋼軌區(qū)域的便梁縱移問題。

1 傳統(tǒng)人力推車

常見的人力便梁推車如圖1—圖5所示，其由車架與4個負重輪構(gòu)成，可卡在平行的鋼軌上。負重輪焊接、固定于車架下方。負重輪由鋼輪、旋轉(zhuǎn)軸、豎向承力板和水平鋼板構(gòu)成，鋼輪里側(cè)帶防脫凸緣。

使用時，左右兩側(cè)2片D型便梁前后用輔助橫抬梁組裝連接，用千斤頂把橫抬梁抬高，再把便梁推車塞入橫抬梁下方，最終使橫抬梁壓在便梁推車上，前后共用2輛便梁推車，基于人力推動，即可實現(xiàn)D型便梁的移動，具有設(shè)備簡單、成本低、速度快的施工特點。

如圖1—圖5所示的常用便梁推車，負重輪焊接、固定于車架下方，負重輪無法旋轉(zhuǎn)與拐彎，其只能運行于直線段的鋼軌上。對于曲線段鐵軌，上述便梁推車無法使用，給施工帶來極大不便。

2 新型人力推車的設(shè)計

一種適用于曲線鋼軌的便梁縱移人力推車，包括車架與負重輪；負重輪上方焊接一個旋轉(zhuǎn)部；旋轉(zhuǎn)部由鋼槽、鋼封環(huán)、旋轉(zhuǎn)板、豎向鋼板、頂板構(gòu)成，鋼封環(huán)焊接于鋼槽的敞口處，豎向鋼板兩端分別與旋轉(zhuǎn)板、頂板焊接相連；組裝時，鋼槽內(nèi)部布滿鋼珠，旋轉(zhuǎn)板置于鋼槽內(nèi)部并壓在鋼珠上，再把鋼封環(huán)焊接于鋼槽的敞口上；旋轉(zhuǎn)部的頂板與車架底部焊接相連；旋轉(zhuǎn)部的鋼槽底部與負重輪的頂部水平鋼板頂部焊接相連。

所提新型便梁縱移推車如圖6—圖12所示，其與傳統(tǒng)推車的區(qū)別在于：車架與負重輪之間加焊一個構(gòu)件——旋轉(zhuǎn)部。連接方法為旋轉(zhuǎn)部的頂板與車架底部焊接相連，旋轉(zhuǎn)部的鋼槽底部與負重輪的水平鋼板頂部焊接相連。

旋轉(zhuǎn)部可發(fā)生轉(zhuǎn)向與旋轉(zhuǎn)，其由鋼槽、鋼封環(huán)、旋轉(zhuǎn)板、豎向鋼板和頂板構(gòu)成，鋼封環(huán)焊接于鋼槽的敞口處，豎向鋼板兩端分別與旋轉(zhuǎn)板、頂板焊接相連，如圖9—圖11所示。

旋轉(zhuǎn)部組裝時，鋼槽內(nèi)部布滿鋼珠，旋轉(zhuǎn)板置于鋼槽內(nèi)部并壓在鋼珠上后，再把鋼封環(huán)焊接于鋼槽的敞口上。旋轉(zhuǎn)板被鋼封環(huán)限制于鋼槽內(nèi)部，旋轉(zhuǎn)板相對于鋼槽可發(fā)生旋轉(zhuǎn)，但無法脫離、拔出鋼槽。旋轉(zhuǎn)板的外徑小于鋼槽中空內(nèi)徑，旋轉(zhuǎn)板的四周呈圓弧形狀。旋轉(zhuǎn)板的四周呈圓弧形狀，使其在鋼槽內(nèi)部旋轉(zhuǎn)時，與四壁的接觸面面積非常小，摩擦力非常小，便于負重輪的旋轉(zhuǎn)與拐彎。鋼封環(huán)的外徑與鋼槽的外徑相等，鋼封環(huán)的內(nèi)徑小于旋轉(zhuǎn)板的外徑，使旋轉(zhuǎn)板無法脫離、拔出鋼槽，具有穩(wěn)定性與可靠性，如圖12所示。

豎向鋼板成十字形狀，豎向鋼板下方對稱的焊接在旋轉(zhuǎn)板上，豎向鋼板上方對稱的焊接在頂板上。十字形狀的豎向鋼板能承受較大豎向荷載，能把豎向荷載有效向下傳遞，相當于發(fā)揮旋轉(zhuǎn)軸的功能與作用。旋轉(zhuǎn)板被鋼封環(huán)限制于鋼槽內(nèi)部后，旋轉(zhuǎn)板發(fā)生旋轉(zhuǎn)時其上部的豎向鋼板不與鋼封環(huán)發(fā)生碰撞與刮擦。即旋轉(zhuǎn)板發(fā)生旋轉(zhuǎn)時，豎向鋼板外輪廓不會與鋼封環(huán)發(fā)生碰撞。

旋轉(zhuǎn)部的鋼槽內(nèi)部及鋼珠四周涂抹固體潤滑劑，減少旋轉(zhuǎn)板的旋轉(zhuǎn)摩阻力。鋼珠位于旋轉(zhuǎn)板底部，其功能是把上部豎向荷載傳遞給負重輪，如圖12所示。

當上部車架在曲線鋼軌上移動時，由于鋼軌的曲線約束使得推車承受了一定的扭矩偏轉(zhuǎn)力。該偏轉(zhuǎn)力傳遞給旋轉(zhuǎn)板時，旋轉(zhuǎn)板與下方（或四周）結(jié)構(gòu)之間無固定連接、其底部為鋼珠，偏轉(zhuǎn)力導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)板與鋼珠之間發(fā)生滾動摩擦，使旋轉(zhuǎn)板與下方鋼槽發(fā)生了相對旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)推車的整體自動拐彎與偏轉(zhuǎn)，能運動自如的在曲線軌道上移動。

3 新型人力推車的使用方法

所提適用于曲線鋼軌的便梁縱移推車的使用方法如下。

1）對擬移動的位于鋼軌兩側(cè)的成對D型便梁，在靠近D型便梁兩端位置用橫抬梁進行連接與固定。通過角件、扣件與螺栓，可實現(xiàn)橫抬梁與左右D型便梁的連接。橫抬梁與左右D型便梁之間的連接應(yīng)具有足夠的剛度，前后橫抬梁應(yīng)能夠懸空挑起左右D型便梁的重量。若連接剛度不足，左右D型便梁之間還可以加裝多個臨時橫抬梁。

2）用千斤頂把一端的橫抬梁頂起，使橫抬梁與鋼軌之間凈空足夠設(shè)置所提便梁縱移推車，再把便梁縱移推車卡在左右鋼軌上，移動至橫抬梁正下方，再回縮千斤頂，使橫抬梁直接壓在推車的車架上。推車卡在左右鋼軌上的示意圖如圖13所示。

3）用上述同樣方法，把另一輛推車置于D型便梁另一端橫抬梁之下，使橫抬梁直接壓在推車的車架上，如圖14所示。

4）確認D型便梁壓在前后2輛縱移推車上的穩(wěn)定性、平整度、安全性滿足要求時，基于人工平穩(wěn)推動D型便梁與橫抬梁，即可實現(xiàn)縱移推車的行走與移動。通常須多人同步推動，且前后、左右推力均勻，行走過程中需維持D型便梁的平衡，若發(fā)生異常應(yīng)及時停止推車移動，確認安全后方可推動。移動過程中嚴防D型便梁發(fā)生傾斜與傾覆，通常D型便梁兩側(cè)一定范圍內(nèi)不應(yīng)站人。

當推車在曲線鋼軌上移動時，鋼軌的曲線約束使得推車承受了一定的扭矩偏轉(zhuǎn)力，該偏轉(zhuǎn)力導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)板與鋼珠之間發(fā)生滾動摩擦，使旋轉(zhuǎn)板與下方鋼槽發(fā)生了相對旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)推車的整體自動拐彎與偏轉(zhuǎn)。

5）當D型便梁縱移至指定位置后，用千斤頂把一端的橫抬梁頂起，移除推車，再撤除千斤頂；同樣方法移除另一輛推車。后續(xù)再對D型便梁進行相關(guān)施工作業(yè)即可。

上述施工方法設(shè)備簡單、行走速度快、綜合造價低廉，解決了曲線鋼軌區(qū)域的便梁縱移問題，為鐵路工程施工提供了簡便實用設(shè)備?，F(xiàn)場施工如圖15所示。

4 結(jié)束語

通常可用人力便梁推車來實現(xiàn)D型便梁在鐵軌上的縱向移動，常用便梁推車負重輪焊接、固定于車架下方，負重輪無法旋轉(zhuǎn)與拐彎，其只能運行于直線段的鋼軌上。對于曲線段鐵軌，上述便梁推車無法使用，給施工帶來極大不便。

本文提出了一種適用于曲線鋼軌的便梁縱移推車，主要由車架與負重輪組裝而成，車架與負重輪之間加焊一個旋轉(zhuǎn)部（由鋼槽內(nèi)部的鋼珠誘發(fā)自由旋轉(zhuǎn)），旋轉(zhuǎn)部的頂板與車架底部焊接相連。所提推車可實現(xiàn)車架與負重輪的自由旋轉(zhuǎn)，能方便地在曲線軌道上移動，解決了曲線鋼軌區(qū)域的D型便梁縱移問題，為工程施工提供了實用工具。

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