橋式車組掛帶橫梁的適載改裝

2022-12-19 02:21:34胡洪

運輸經理世界 2022年24期

胡洪

（中國外運大件物流有限公司如皋分公司，江蘇如皋 226500）

1 橋式承載梁的配套工裝

1.1 裝載形式

大件貨物在設計階段會綜合考慮制造、運輸、安裝等環節。由于各方面的條件，制造廠家可能沒有專門針對橋式運輸方式設計肩座。因此，橋式承載梁在裝載貨物時，一般采用配套的掛帶橫梁工裝。此裝載方式利用橋式承載主梁、掛帶、橫梁將貨物“包裹”裝載（見圖1）。

圖1 橋式承載梁汽車列車裝載示意圖

如圖1 所示，平行的2 片主梁將貨物夾在中間，每片主梁上設置2 根掛帶，掛帶下部通過銷軸與橫梁連接，橫梁將貨物底部兩端托起，荷載通過掛帶傳遞至橋式承載梁，最終分載至汽車列車的2 個支撐車組。

1.2 工裝使用參數

現有配套掛帶橫梁，銷孔中心距5400mm，單根橫梁寬度1500mm，長度5600mm，厚度200mm，配置在2片主梁上使用。掛帶橫梁設計強度滿足500t 裝載要求。

2 工裝的適載改裝

2.1 工裝的適用性

現有待裝的不可解體貨物，長寬高為13100mm×5110mm×4380mm，運輸重量391t。貨物的長度、高度、重量皆滿足車輛裝載要求，唯有寬度超過裝載面110mm，公式（1）如下：

式（1）中：L 為橫梁銷孔中心距；W1為主梁寬度（見圖2）。

圖2 掛帶橫梁工裝示意圖

W＜5110mm。L 為固定值，決定了有效裝載寬度的限值。因此，現有配套工裝無法滿足貨物裝載要求。

2.2 工裝的改裝設計

2.2.1 設計原因

因現有橫梁不滿足貨物寬度的裝載，可以考慮新造2 根適合寬度的橫梁來解決，但受到成本、周期、效率等諸多因素限制。在此情況下，貨物的裝載力求以最簡單的技術辦法來解決問題。所以，將現有橫梁改裝設計以滿足貨物裝載不失為最好的辦法。

2.2.2 設計要求

主梁間的內檔寬度是有效的裝載寬度。根據貨物寬度，內檔寬度設計應大于5110mm，同時考慮貨物與主梁之間應留有合適間隙。過大的裝載寬度，一方面增加了設計難度，另一方面也致使整車輪廓寬度增大，不利于車輛運行安全。因此，將內檔寬度設計為5200mm，既滿足了貨物裝載，又留有890mm 的合適間隙。

2.2.3 改裝設計

現有橫梁的銷孔中心距滿足最大5000mm 裝載寬度，需設計的裝載寬度為5200mm。因此，可以考慮在掛帶與橫梁中間增加擴大寬度的轉換接頭。但直接擴用后，轉換接頭與掛帶連接銷和橫梁連接銷存在100mm 的偏距。在載荷作用下，掛帶連接銷上有一個向內的分力，使掛帶向內彎曲，同時使主梁下翼向內，造成在豎直方向上形成非垂直受力，容易失穩（見圖3）。所以，如采用轉換接頭，在設計上必須消除上述偏心力。為了擴大寬裝載寬度并消除偏心力，轉換接頭可以利用掛帶銷孔、橫梁銷孔及新做輔助銷孔連接，形成豎直方向的三角受力模型[1]（見圖4）。

圖3 掛帶橫梁擴大寬度連接偏距示意圖

圖4 橫梁改裝及增設轉換連接示意圖

通過在橫梁上加焊銷控耳板，增加連接組件，達到了擴大裝載寬度的目的。但還需對增加組件進行強度校核。

2.3 強度校核

基于圖4 的模型，加焊耳板、轉換接頭的材料規格與布置形式與原設計保持一致，以保證上銷軸銷孔與右下銷軸銷孔的連接強度。橫梁上的加焊耳板的右下銷孔略大，是預留的安裝孔，不與銷軸配合。橫梁上的加焊耳板的左下銷軸銷孔連接是增加部分，也是平衡偏心力矩的主受力點。因此，需將加焊耳板的左下銷軸銷孔配合進行校核[4]。

2.3.1 銷孔拉板的荷載

銷軸與銷孔為間隙配合，受豎直方向集中荷載P。與單側銷軸配合的有上部1 塊耳板與下部2 塊規格材料一樣的耳板，校核選取荷載較大的上部耳板作為研究對象，計算中偏于保守可忽略耳板左側的加強護板（見圖5）。