輪胎式U型梁運輸車應(yīng)用探討

劉元寶

(中鐵十四局集團 第五工程有限公司，山東 兗州 272000 )

輪胎式U型梁運輸車應(yīng)用探討

劉元寶

(中鐵十四局集團 第五工程有限公司，山東 兗州 272000 )

針對 U 型梁的設(shè)計特點，研究開發(fā)一種應(yīng)用于城市軌道交通的新型輪胎式 U 型梁運輸車。闡述輪胎式 U 型梁運輸車的結(jié)構(gòu)及性能參數(shù)，分別從運行靈活高效、重載行駛穩(wěn)定、坡道運輸安全可靠、施工效率提高 4 個方面分析其主要技術(shù)特點，為我國城市軌道交通混凝土橋梁運輸提供技術(shù)手段。

U 型梁；混凝土橋梁運輸車；技術(shù)特點；施工

1 概述

隨著我國城市軌道交通的大力發(fā)展，城市軌道交通系統(tǒng)的設(shè)計水平、施工方法和集成能力已經(jīng)取得顯著提高和改進，軌道交通的高架橋結(jié)構(gòu)由原來的板梁、箱梁、T 形梁等傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式逐漸向系桿拱、槽型梁等新型結(jié)構(gòu)演化[1]。其中，U 型梁作為一種新型槽型梁，已經(jīng)在上海、南京等大城市廣泛應(yīng)用，并且逐漸成為新建城市軌道交通高架線路項目的首選結(jié)構(gòu)[2]。與 T型梁和箱梁相比，U 型梁在運輸中三向受力復(fù)雜，抗扭剛度較差，對運輸技術(shù)的要求很高，不如 T 型梁或箱梁在運輸過程中穩(wěn)定性好。因此，U 型梁的運輸安全性一直備受關(guān)注，先進的運輸技術(shù)在建設(shè)項目中顯得格外重要[3]。

針對以上問題，輪胎式 U 型梁運輸車作為一種新型 U 型梁運輸技術(shù)應(yīng)運而生，目前已經(jīng)投入使用。以青島軌道 R1 線的應(yīng)用為例，該項目施工起點為苗嶺路和深圳路交口處，終點為即墨大橋鹽場，線路全長 59.2 km，設(shè)車站 22 座。因車站設(shè)置密集，致使橋梁架設(shè)較為分散，該標(biāo)段共有 9 個提梁點，架梁1 218 片；最大的連續(xù)架設(shè)橋梁孔跨數(shù)為 91 孔，期間要進行架橋機組、龍門吊等設(shè)備的轉(zhuǎn)場 8 次。

U 型梁是新型的預(yù)制混凝土橋梁，它由底板、腹板及橫梁等部分組成，屬于下承式預(yù)應(yīng)力混凝土梁，30 米 U 型梁質(zhì)量為 197 t。傳統(tǒng)的 U 型梁運輸與架設(shè)方式是將 U 型梁從工廠經(jīng)公路運輸?shù)教崃狐c，然后用2 臺 120 t 龍門吊將梁片吊裝到輪軌運梁車上。再由輪軌運梁車運送至架橋機尾部進行喂梁、架梁作業(yè)[4]。

新型輪胎式運梁車替代輪軌式運梁車之后，消除了鋪裝、拆卸橋面鋼軌的工序[5]。

2 輪胎式U型梁運輸車的結(jié)構(gòu)及性能參數(shù)

輪胎式 U 型梁運輸車的結(jié)構(gòu)由前車架、前承載橫梁、車橋、液壓懸掛、制動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向機構(gòu)、后承載橫梁、后車架、液壓控制系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、動力系統(tǒng)等部分組成[6-8]。輪胎式 U 型梁運輸車的性能參數(shù)如表 1 所示。

表1 輪胎式U型梁運輸車性能參數(shù)

3 輪胎式U型梁運輸車的主要特點

3.1 運行靈活高效

輪胎式 U 型梁運輸車驅(qū)動橋全部位于后車，前后車左右兩側(cè)的液壓懸掛油缸分幾組串聯(lián)到一起，前后車的轉(zhuǎn)向連桿分別成八字和倒八字布置，能夠?qū)崿F(xiàn)雙向行駛。整車采用全液壓轉(zhuǎn)向，液壓懸掛架為“L”型結(jié)構(gòu)，液壓懸掛下方安裝有單個輪胎。全車包含 8 個主動輪，12 個從動輪，20 個走行車輪。整車轉(zhuǎn)向靈活，場地適應(yīng)性強，配置傳感設(shè)備，擁有自動駕駛功能，能夠在梁面的預(yù)埋鋼筋中間安全行駛。輪胎式U 型梁運輸車的梁面走行斷面圖如圖 1 所示。

圖1 輪胎式U型梁運輸車的梁面走行斷面圖

3.2 重載行駛穩(wěn)定

每個與液壓懸掛相連的驅(qū)動橋上連接有單個輪胎，每個輪胎分別配置 1 臺驅(qū)動液壓馬達和減速機，驅(qū)動馬達為并聯(lián)設(shè)置。液壓懸掛的主要功能是承載、行駛、轉(zhuǎn)向和升降，尤其是當(dāng)路面凹凸不平時，懸掛油缸會自動提供補償調(diào)節(jié)，以適應(yīng)路面工況，從而避免車架由于不均衡受力而產(chǎn)生的變形。各液壓懸掛油缸通過高壓管道相互聯(lián)接，車輛行駛中，按照地面工況自動調(diào)整，使所有輪胎均勻承載，液壓懸掛可以使整車平臺整升整降，也可實現(xiàn)單點升降，調(diào)整范圍為100 mm。液壓懸掛油缸設(shè)置有雙管路防爆閥，當(dāng)其中一根油管爆裂后，另一根油管仍然能滿足正常行駛的要求，避免出現(xiàn)整車失穩(wěn)，保證運行安全。

3.3 坡道運輸安全可靠

整車配置有液壓制動和氣壓制動，制動平穩(wěn)可靠。具有行車制動、駐車制動和緊急制動功能。其中行車過程中的制動主要通過控制驅(qū)動液壓系統(tǒng)實現(xiàn)，當(dāng)司機釋放油門按鈕時，變量驅(qū)動泵排量逐漸降低，車速也隨之降低，當(dāng)制動手柄完全松開時，變量泵排量變?yōu)?0，在液壓阻尼的作用下車速降為0，實現(xiàn)行

車制動。駐車制動為氣壓制動，通過手剎來實現(xiàn)。行車過程中，在緊急情況下，司機先松開前進的油門按鈕，驅(qū)動系統(tǒng)停止供油，運輸車在液壓阻尼作用下減速，然后按下制動按鈕，使壓縮空氣從儲氣罐通過控制閥直接供給隔膜式制動氣室，系統(tǒng)快速制動并且實現(xiàn)停車。

3.4 施工效率提高

輪胎式U型梁運輸車省去了鋼軌鋪設(shè)、焊接，鋼軌回收等工序環(huán)節(jié)，提高了施工效率，降低了成本。據(jù)測算，相同的時間，用傳統(tǒng)軌道運梁車運梁，單班配合完成架梁 3 至4 片，采用輪胎式運梁車后單班配合完成架梁 4 至5 片，工效提高 20%；傳統(tǒng)輪軌式運梁車需要鋪設(shè)鋼軌配合運梁，鋼軌使用量大。以某鐵路工程局運架梁施工為例，最大的架梁區(qū)間需要購置 50 鋼軌 270 t、夾板 870 塊、螺栓 1 700 套。新型輪胎式 U 型梁運輸車的應(yīng)用可大幅縮減鋼軌及夾板、螺栓的購置費用，以及鋼軌和夾板的進出場等運輸費用，有效降低施工單位成本。

4 結(jié)束語

新型輪胎式U型梁運輸車的設(shè)計與應(yīng)用解決了城市軌道交通施工上的難題，該設(shè)備的成功應(yīng)用不僅降低了人工勞動強度，減少了材料消耗，同時提高了施工效率，為施工單位帶來了可觀的經(jīng)濟效益。2016 年5 月，新型輪胎式 U 型梁運輸車正式獲得國家專利，在青島 R1 線項目中已經(jīng)配合運輸架梁 900 多片，設(shè)備轉(zhuǎn)場 7 次，經(jīng)濟效益初顯。輪胎式 U 型梁運輸車的成功應(yīng)用，為我國城市軌道交通建設(shè)提供了全新的技術(shù)手段，對鐵路運輸混凝土預(yù)應(yīng)力梁技術(shù)發(fā)展起到一定的推動作用。

[1] 王彬力.城市軌道交通 U 型梁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)受力行為研究[D].成都：西南交通大學(xué)，2012.WANG Bin-li.Research on U-girder System Structure Subjected to Force in Urban Rail Transit[D].Chengdu：Southwest Jiaotong University，2012.

[2] 倪 軍.軌道 U 型梁運輸工藝與關(guān)鍵技術(shù)研究[J].建設(shè)機械技術(shù)與管理，2009(4)：87-89. NI Jun. Research on Key Technology and Transportation Plan of U-shaped Girder for Rail[J].Construction Machinery Technology & Management，2009(4)：87-89.

[3] 周 敏.城市軌道 U 型梁提運架綜合施工技術(shù)[J].鐵道建筑技術(shù)， 2015(8)：1-4.ZHOU Min.Comprehensive Construction Technology of the U-shaped Beam Hoisting，Carrying and Erecting for City Rail[J].Railway Construction Technology，2015(8)：1-4.

[4] 陳 凱，張 忠.DL1型大噸位預(yù)制梁運輸專用車組的運用[J].鐵道貨運， 2012，30(8)：48-53.CHEN Kai，ZHANG Zhong.Utilization of DL1Type Precast Beam Transport Dedicated Train Unit with Large Tonnage [J].Railway Freight Transport，2012，30(8)：48-53.

[5] 趙寶利.大噸位提速梁運輸效率優(yōu)化設(shè)計的思考[J].鐵道運輸與經(jīng)濟， 2012， 34(6)：25-29，33.ZHAO Bao-li.Thoughts on Design of Transport Efficiency Optimization for Large-tonnage Speed Accelerated Beam[J].Railway Transport and Economy，2012，34(6)：25-29，33.

[6] 中華人民共和國建設(shè)部，中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范：GB 50017—2003[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2003：16-22.Ministry of Housing and Urban-Rural Development of the People’s Republic of China，General Administration of Quality Supervision，Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China.Code for Design of Steel Structure：GB 50017—2003[S].Beijing：Standard Press of China，2003：16-22.

[7] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.液壓系統(tǒng)通用技術(shù)條件：GB/T 3766—2001[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2001：1-6.General Administration of Quality Supervision，Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China. Hydraulic Fluid Power——General Rules for the Application of Equipment to Transmission and System：GB/T 3766—2001[S].Beijing：Standard Press of China，2001：1-6.

[8] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.架橋機安全規(guī)程：GB 26469—2011[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2011：13-14.General Administration of Quality Supervision，Inspection

and Quarantine of the People’s Republic of China，Standardization Administration of the People’s Republic of China. Safety Code for Launching Machine：GB 26469— 2011[S].Beijing：Standard Press of China，2011：13-14.

（責(zé)任編輯 馮姍姍）

Discussion on Application of Wheel-Type U-Shaped Beam Transport Vehicle

LIU Yuan-bao
(The Fifth Project Co., Ltd., China Railway Bureau 14 Group, Yanzhou 272000, Shandong, China)

In view of the design characteristics of urban rail U-shaped beam, a new wheel-type U-shaped beam transport vehicle applicable to construction of has been developed. This paper expounds the structure and performance parameters of the vehicle, and analyzes its main technical characteristics from four aspects including flexible and high-efficient operation, stable heavy haul operation, safe and reliable ramp transportation and high construction efficiency, which make it fit for trnnsportation of concrete beam.

U-Shaped Beam; Concrete Beam Transport Vehicle; Technical Characteristics; Construction

1004-2024(2016)07-0057-04

U215.7；U294.6

B

10.16669/j.cnki.issn.1004-2024.2016.07.12

2016-06-13

劉元寶 (1983—)，男，山東蒙陰人，大學(xué)本科。

中國鐵路總公司科技研究開發(fā)計劃課題 (2012X007)，中國鐵道科學(xué)研究院科研項目(1351YJ0804)