高速鐵路專用新型橋梁檢測維修車的研制

李 淮,陳 浩

(鄭州大方橋梁機械有限公司,鄭州 450064)

1 課題提出

國內高速鐵路建設如火如荼,客運專線大量采用高架橋的結構形式,橋梁長度超過線路長度的 50%,橋梁維護問題是從修建高速鐵路一開始就需要考慮的問題,橋梁維護設備具有潛在的市場。

目前,國內高速鐵路檢修主要借鑒法國高鐵檢修模式,即采用橋面行走的形式,其主要代表廠家為法國MOOG公司。但在高速鐵路橋面寬由 13.6 m減為12.2～12.4m后,橋面已經沒有允許檢測車輛行走的空間,因此必須設計全新橋梁檢測維修車(以下簡稱橋檢車),以滿足橋梁檢測的需要。

2 新型橋檢車關鍵技術

2.1 技術背景

新型橋檢車擬用于錢江鐵路新橋。錢江鐵路新橋在錢江二橋上游,是錢塘江上建設的第三座鐵路橋梁,位于錢江二橋上游,南北跨越錢塘江。新橋北接改建后的杭州東站,南連待建的杭州南站(蕭山站),是滬杭甬客運專線和杭長(沙)客運專線控制工程。

錢江鐵路新橋為客運專線,電力牽引,設計時速250 km,新橋全長2226m,其中正橋長1296.55m,主橋跨一聯 18孔、橋面四線。拱梁為單箱三室截面,梁寬 21.7 m、箱梁立面最大截面高度為 6.5m,最小截面高度為 3 m。第一、第二孔立面見圖1(注:箱梁立面及平面第 4～9孔情況與第 3孔相同,第 10～18孔情況與第 1～9孔對稱)。橋墩截面示意如圖2所示。

圖1 錢江鐵路新橋第一孔、第二孔立面(單位:mm)

圖2 橋墩截面示意(單位:mm)

2.2 關鍵技術

對該橋梁進行維護的總體原則是:在維護過程中所使用的橋梁檢測維護設備不能影響正常的列車運行,同時能適應不同箱形梁體截面的要求,還能具有通過橋墩的能力。

在該設計原則的指導下,提出以下關鍵技術。

(1)橋梁側面預埋結構件,使其滿足后期軌道安裝要求。

(2)提高整機傾覆穩定性系數,使橋檢車在自行走與正常工作狀態保持良好的平衡性能。

(3)設計新型橋檢車伸縮架,使該伸縮架結構滿足對 3～6.5m不同高度箱梁立面的檢測,同時該伸縮架實現了橋檢車通過橋墩的功能。

(4)大深度、可回轉行走走道,使單個走道長度達到 8.5m,并可進行 90°旋轉,滿足大跨度箱形梁底部檢測需要。

(5)安裝雙行走動力源,使整機既可手動人工行走,也能電動行走。

(6)并機使用功能,由于橋檢車在箱梁梁側對稱布置,使用并機功能,2臺橋檢車能連成一體進行箱梁檢測。

3 橋檢車功能及結構介紹

3.1 橋檢車功能要求

依據錢江鐵路新橋實際情況,并根據設計院具體要求,擬設置的橋檢車具有如下功能。

(1)整機實現對橋墩頂部、箱梁底部側部的檢測維修。

(2)整機行走使用雙動力源驅動:電動機、手動行走。

(3)整機適應坡度:＜1%。

(4)整機額定載荷:≥2 kN。

3.2 橋檢車布置方式

主要組成部件包括:采用箱梁下掛方式,其中在箱梁腹板中布置預埋件,在預埋件上焊接軌道支撐件,并安置軌道。橋檢車在軌道上行走。軌道在箱梁兩側布置,該橋同時由 2臺橋檢車負責維護。

3.3 橋檢車結構及主要參數介紹

根據以上功能要求,設計出型號為 DQJ95/21型橋檢車。新型橋梁檢測車結構組成如圖3所示。

(1)軌道系統:箱梁預埋件與軌道支承組成的軌道系統。

(2)行走系統:包括電動行走和手動行走系統。

(3)升降系統:由主框架與伸縮架組成的升降系統。

(4)工作平臺及回轉系統。

圖3 DQJ95/21型橋檢車結構組成

其主要技術參數見表1。

3.4 橋檢車工作及過墩過程介紹

檢測維修車處于正常工作狀態,即:伸縮架完全伸出,工作平臺處于與橋梁底面相平行狀態(圖4)。此時工作人員可通過走道和主框架,完成對橋墩頂部、箱梁底部和側部的檢測維修。此時橋檢車可同時緩慢進行行走作業。

表1 DQJ 95/21型橋檢車主要技術參數

圖4 橋檢車正常工作狀態

當橋檢車需要過橋墩時,工作人員通過操作回轉機構使工作平臺旋轉 90°(圖5);同時將伸縮架收起,并向前行進,通過橋墩(圖6)。過墩后,可繼續進行檢修作業。

圖5 橋檢車平臺旋轉

圖6 橋檢車通過橋墩

4 結語

該型橋檢車與傳統橋檢車相比結構小巧,為高速鐵路專用橋檢車。其典型的伸縮架結構,使其適應箱梁立面截面高度變化,并具有通過橋墩的能力。同時,該橋檢車在工作時并不影響高速鐵路的正常運營,具有潛在的市場和經濟效益。隨著高速鐵路建設的推進,該型橋檢車必將會越來越多地出現在高速鐵路檢修設備中,并發揮自己的作用。

[1]張質文,等.起重機設計手冊[M].北京:中國鐵道出版社,1998.

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