浮橋?qū)Ｓ贸┭b置的開發(fā)與研制

曹芳鳴+孫志偉+孫文濱

摘 要：目前在浮橋管理中，常用的除雪方式采用人工撒布融雪劑進(jìn)行除雪，不僅需要投入較多的人員和車輛，作業(yè)過程中容易造成撒布不均勻，既浪費(fèi)融雪劑，且大量人員夜晚上路作業(yè)存在非常大的安全隱患。本裝置經(jīng)過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)論證，能夠形成霧狀噴灑、通過設(shè)計(jì)可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向噴頭能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)浮橋承壓舟和大橋的人行道等狹小區(qū)域無死角的噴灑，應(yīng)用到浮橋及黃河大橋的除雪作業(yè)中取得了非常好的效果。

關(guān)鍵詞：浮橋?qū)Ｓ?除雪裝置;開發(fā)與研制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.234

1 研制背景

目前，在我國特別是北方地區(qū)，冬季除雪問題是一個(gè)比較重要的問題，特別是在跨越黃河的各類橋梁中（黃河浮橋、黃河大橋等），冬季冰凍時(shí)間較長，降雪較多，如何快速有效應(yīng)對(duì)冰凍雨雪天氣、保障道路安全暢通，成為橋梁管養(yǎng)單位面臨的一道難題，尤其黃河浮橋行業(yè)因鐵質(zhì)橋面及大橋混凝鋼筋結(jié)構(gòu)對(duì)冬季融雪措施要求極高。目前在這些浮橋管理企業(yè)較多采用傳統(tǒng)的人工撒布融雪劑方式進(jìn)行除雪，該方式不僅需要投入較多的人員和車輛，且由于是人工作業(yè)，作業(yè)過程中容易造成撒布不均勻，造成融雪劑的極大浪費(fèi)，同時(shí)大量人員夜晚上路作業(yè)存在非常大的安全隱患。以常用的人工拋灑為例，由于降雪是不間斷、連續(xù)的，當(dāng)一次大的降雪發(fā)生時(shí)，需要進(jìn)行4-5拋灑作業(yè)，每次人工撒鹽作業(yè)至少需要6人，作業(yè)長度按3公里計(jì)算，每次需拋灑融雪劑1.5噸，且由于人工拋灑不均勻，對(duì)橋面特別是浮橋的鐵質(zhì)橋面及大橋混凝鋼筋造成嚴(yán)重的腐蝕，大大減少了浮橋和大橋的使用壽命。

還有一種除雪方式是購買專業(yè)的除雪設(shè)備，一般為大型路橋管理企業(yè)所采用，這種除雪方式機(jī)械化程度較高，效率較高，但是設(shè)備投資太大，需四五十萬元以上，而且由于自動(dòng)化程度高，需要配備專職人員進(jìn)行管理、操作，由于除雪的特殊情況，每年僅集中在冬季使用且使用次數(shù)較少，設(shè)備閑置時(shí)間較長，造成了極大的資源浪費(fèi)。

黃河浮橋在融雪方面特點(diǎn)：一是浮橋橋體為鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)，易受到融雪劑腐蝕，減少了浮橋承壓舟的使用壽命。二是浮橋承壓舟的人行道較窄，且行車道和人行道之間有護(hù)欄隔開，狹小區(qū)域人工及專業(yè)設(shè)備均施展不開，存在工作死角。三是浮橋除雪作業(yè)面相較于城市道路或者高速路除雪作業(yè)面較小。因此跨河交通企業(yè)迫切需要開發(fā)一種專業(yè)的除雪設(shè)備，既能在作業(yè)過程中提高效率，減小對(duì)橋面的腐蝕，又能降低成本，節(jié)約投資，提高設(shè)備的使用效率，避免造成大的資源浪費(fèi)。

2 研制的技術(shù)方案

目前我國現(xiàn)常用的融雪劑顆粒較大，直接拋灑在浮橋上不易揮發(fā)，存在時(shí)間過長容易造成鐵質(zhì)橋面腐蝕嚴(yán)重，大大減短了浮橋承壓舟的使用壽命。為克服這一難題，經(jīng)過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)論證，研制一種浮橋?qū)Ｓ萌谘﹦┤霾紮C(jī)，通過該裝置能夠達(dá)到噴灑顆粒大小為50微米呈霧狀的效果，同時(shí)設(shè)置可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向噴頭，既能起到融雪效果、減輕腐蝕，又能實(shí)現(xiàn)對(duì)浮橋承壓舟和大橋的人行道等狹小區(qū)域的作業(yè)面無死角噴灑。

（1）工作原理。浮橋?qū)Ｓ萌谘﹦┤霾紮C(jī)主要工作原理是：由直流蓄電池組作為主電源，驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)工作，直流電機(jī)帶動(dòng)離心式風(fēng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)，將從送料料斗倒入的大顆粒融雪劑（進(jìn)料調(diào)節(jié)器可調(diào)節(jié)噴灑量）高速旋轉(zhuǎn)碰撞粉碎進(jìn)行霧化后并從噴嘴處噴灑出去，出料口采用可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向噴頭，達(dá)到實(shí)現(xiàn)對(duì)浮橋承壓舟和大橋的人行道等狹小區(qū)域的無死角噴灑作業(yè)。

（2）技術(shù)參數(shù)。設(shè)計(jì)有牽引架的小車組平臺(tái)，平臺(tái)可采用任意機(jī)動(dòng)車輛進(jìn)行牽引。1）小車組平臺(tái)的尺寸為： 總 長：3835毫米; ? 總 寬：1500毫米;總高：2418毫米;2）動(dòng)力源：2.2KW直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)由置于平臺(tái)上的6組電瓶進(jìn)行供電;3）撒布設(shè)備進(jìn)料口：500毫米×600毫米口徑梯形漏斗裝置，出料噴灑口：采用6組30毫米口徑裝置;4）作業(yè)面寬度：3-7米。

（3）操作要點(diǎn)。1）檢查撒布機(jī)各部件及電瓶（提前充好電）是否處于正常使用狀態(tài);2）將車輛和撒布機(jī)掛鉤連接好，備好融雪劑;3）啟動(dòng)設(shè)備主開關(guān)，設(shè)備開始運(yùn)行，將融雪劑根據(jù)用量倒入料斗（送料口調(diào)節(jié)器可調(diào)節(jié)進(jìn)料量），離心風(fēng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)將大顆粒融雪劑發(fā)生碰撞粉碎霧化噴灑出去，出料口可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向噴頭實(shí)現(xiàn)對(duì)浮橋承壓舟和大橋的人行道等狹小區(qū)域的無死角噴灑作業(yè);4）工作人員時(shí)刻注意人身安全，防止滑倒，打開警燈，做好其它作業(yè)警示標(biāo)志;5）設(shè)備使用完畢后，拆下電池放好，從送料料斗處用水沖洗離心電機(jī)設(shè)備后晾干，用篷布蓋好。

3 產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益

3.1 使用該撒鹽機(jī)同人工拋灑方式相比

使用撒鹽機(jī)一次作業(yè)需要2人，融雪劑0.5噸，人工費(fèi)200元，融雪劑350元，共計(jì)550元。人工浮橋撒鹽作業(yè)需要至少6人，融雪劑1.5噸，人工費(fèi)600元，融雪劑1050元，共計(jì)1650元。

由于降雪是不間斷、連續(xù)的，當(dāng)一次大的降雪發(fā)生時(shí)，需要進(jìn)行4-5拋灑作業(yè)，按每年5次降雪計(jì)算，需進(jìn)行25次撒鹽作業(yè)，通過以上對(duì)比，使用撒鹽機(jī)一次作業(yè)能夠比人工作業(yè)節(jié)省1100元，則每年能夠直接節(jié)約資金2.75萬元。同時(shí)采用該裝置融雪效果良好，道路通行條件大大改善，使得車流量大增，可增加大量的收費(fèi)。

3.2 該裝置與大型專用融雪設(shè)備對(duì)比分析

與大型專用融雪設(shè)備相比：在融雪運(yùn)行中撒鹽人工費(fèi)、融雪劑費(fèi)用基本持平;但購買大型融雪設(shè)備的投資50余萬元，前期資金投入巨大，設(shè)備閑置時(shí)間較長。而且由于自動(dòng)化程度高，需要配備專職人員進(jìn)行管理、操作，由于除雪的特殊情況，每年僅集中在冬季使用且使用次數(shù)數(shù)較少，設(shè)備閑置時(shí)間較長，造成了極大的資源浪費(fèi)。

4 主要優(yōu)點(diǎn)

（1）浮橋?qū)Ｓ萌谘﹦┤霾紮C(jī)通過設(shè)計(jì)可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向噴頭能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)浮橋承壓舟人行道等狹小區(qū)域的作業(yè)面的噴灑，實(shí)現(xiàn)作業(yè)面撒布無死角;（2）噴灑顆粒大小為50微米呈霧狀，大大減少了浮橋鐵質(zhì)橋面和大橋混凝鋼筋的腐蝕;（3）通過直流電機(jī)帶動(dòng)撒布離心機(jī)高速旋轉(zhuǎn)將融雪劑拋灑出去，拋灑作業(yè)面最寬處達(dá)7米，拋灑均勻，作業(yè)效率明顯提高。

5 結(jié)束語

浮橋?qū)Ｓ萌谘﹦┤霾紮C(jī)主要針對(duì)浮橋特點(diǎn)進(jìn)行的設(shè)計(jì)，經(jīng)過實(shí)踐證明，該裝置造價(jià)低，操作簡單，移動(dòng)方便，效果非常理想。目前在黃河下游有六十多座黃河浮橋和10余座大橋正在運(yùn)營，其良好的工作性能得到了浮橋和大橋管理企業(yè)的高度認(rèn)可，使得該項(xiàng)目具有了廣闊的市場應(yīng)用前景。

作者簡介：曹芳鳴（1974-），男，山東濟(jì)南人，工程師，研究方向：工程技術(shù)。endprint