900t運梁車升級1000t運梁車改造技術研究

仙進兵

（中鐵十四局集團五公司架梁分公司，山東 兗州 272000）

1 概述

據統計，目前國內各大施工企業在第一、二代傳統高鐵搬提運架設備上的保有量非常巨大，就建筑系統施工企業數據顯示，900t/32m高鐵搬提運架設備保有量約900臺，設備總資產超100億元。隨著1000t/40m梁的發展，900t/32m梁搬提運架設備因技術性能無法滿足要求，勢必會淘汰，造成極大的資源浪費。

目前，國內在建或已完工的900t/40m箱梁項目有南沿江、鄭濟、福廈、杭衢、杭紹臺、昌景黃、滬蘇湖、雄商等高速鐵路，均需配置1000t/40m梁設備。據了解，目前，采購1臺40m梁架橋機約需1400萬元、1臺40m梁運梁車約需1500萬元，1臺40m梁搬運梁機約需1400萬元，2臺40m梁跨線提約需1400萬元，整套設備總采購額約需5700萬元，一次性投入大，會給企業運營造成較大影響。那么，能否采購部分1000t/40m梁設備，同時對部分900t/32m梁設備進行升級改造，在避免既有設備閑置的同時，完成40m梁運架施工任務。本文重點闡述900t/32m運梁車升級1000t/40m運梁車改造技術。

2 改造技術介紹

2.1 待改造運梁車選型

經調研中鐵十一局漢江重工、中鐵科工、鄭州新大方等單位，1000t/40m是第三代高鐵架橋機，能適應各種工況，因此設備整機高度低，出梁高度在5.25m左右（圖1），因此，與其配套的運梁車高度不易過高。

圖1

目前國內第一代900t高位運梁車中位馱梁高度3.5m左右（圖2），車輛可升降30cm，最低馱梁高度3.2m。車輛有16軸線，采用輪胎規格為26.5，車輛總長度為37.45m；第二代900t低位運梁車馱梁高度在2.95m左右（圖3），車輛可升降30cm，最低馱梁高度2.65m。車輛有20軸線，采用輪胎規格為20.5，車輛長度為43.9m。為確保運梁車能與架橋機配合架梁，運梁車宜選擇第二代900t低位運梁車，同時，需給第三代1000t/40m架橋機安裝60cm加高節。

圖2 900t高位運梁車

圖3 900t低位運梁車

2.2 運梁車改造技術方案

根據運梁車改造選型要求，采用第二代900t低位運梁車，改造為可以滿足1000t/40m梁運輸和架設的運梁車。改造總體思路為整機通過增加2軸線，額定承載達到1000t，可配合1000t架橋機架設40m箱梁。具體改造方案如下。

（1）整機增加2軸線（圖4），增加位置為原車主梁1、2號梁分節處。新制1根主梁（3.6m節）、4個牛腿、4套從動懸掛、4套轉向機構、配套的液壓電氣管線。

圖4

（2）主梁按照1000t荷載計算強度和剛度，通過計算對原有車架進行補強（圖5），補強對應位置進行防腐。

圖5 主梁補強位置

（3）主梁接頭（圖6）補強，節點板更換、連接螺栓更換。

圖6

（4）液壓系統。增加兩軸線懸掛和轉向機相應管路，并按照新的軸線布置并進行編組。

（5）電氣系統。增加兩軸線轉向控制，增加相應的電纜線及控制柜，按新方案重新編寫控制程序，更新程序。

（6）空氣制動系統。增加節段氣路管路增加。

（7）馱梁系統。新制一套馱梁小車，增加電纜線并更新控制程序。

（8）架橋機馱運支架。新制1套馱運支架。馱運支架滿足馱運通聯900t架橋機和1000t架橋機。滿足高位馱運和低位過隧道馱運。低位馱運過隧道，隧道底面需下挖500mm，R6650隧道。

2.3 改造后運梁車參數

（1）整機22軸線，44個懸掛，驅動12個、制動16個、從動16個；（2）車速：空車8km/h，重車4km/h；（3）爬坡：縱坡3%；（4）自重380t，額定承載1000t；（5）運梁支撐方案：馱梁小車+馱梁小車；（6）喂梁方式：拖拉喂梁；（7）整車外形尺寸長寬高為：47.5m×6.5m×2.95m。懸掛行程為±30cm。

2.4 改造后車架受力分析

（1）結構力學求解器建模分析。改造后的1000t運梁車整車全長47.5m、寬6.5m、高2.95m，擁有22個軸線，每軸線2個短軸，每短軸安裝4個輪胎，車架全長45.3m、寬5.9m，運梁小車長3.62m、寬2.44m，滑道間距1.85m。作用在運梁車車架上的荷載包括車架自重（336t）和1000t箱梁重量。

重載運輸時，整車重量1336t，整機分組11+11，整機軸載建模如圖7。

圖7 車架受力模型

箱梁按照1000t計算，作用在運梁車22組懸掛上作用力荷載如表1。

加載計算：承載1000t箱梁后，車輛懸掛、軸載如表2，馱運荷載（圖8）及彎矩（圖9）模擬情況如下。

表2

圖8 馱運荷載圖

經計算，最大彎矩32536462NM，最大應力：32536462/132119412.8780×1000=246MPa。

（2）建立三維模型（圖10），對整機受力進行分析。經受力分析，設備升級改造后能，車體鋼結構強度滿足1000t/40m箱梁運輸要求。

圖11 改造后1000t運梁車車架三維模型圖

圖12 導入ANSYS

圖13 受力加載 (22＊227272.7N+22＊227272.7N)

圖14 應力（整體在 250Mpa 以下）

圖15 主梁變形(最大 0.124m)

3 設備改造后的優勢

將現有900t運梁車整機改造成1000t運梁車，改造后適應40m、32、24m、20m及不大于1000t（40m）非標梁運輸，并配合1000t架橋機架設箱梁。具備以下特點：

（1）設備應用范圍廣，改造后適應40m、32、24m、20m及不大于1000t（40m）非標梁運輸，并配合1000t架橋機架設箱梁。（2）方便拆裝，具備32m和40m架梁工況的轉換。1000t40m梁施工可以采用22軸線模式。900t/32m梁施工可以采用20軸線模式。（3）通過對現有設備改造，花較少的費用，可增加一套滿足40m運架的運梁設備，能滿足與新型1000t架橋機匹配（注：馱運箱梁過隧道僅考慮32m及以下箱梁，R6650隧道，仰拱填充需預留500mm）。在施工大干需配備兩套運梁設備時，避免設備外租，減少設備租賃費用。（4）新制一套馱運支架，滿足馱運900t和1000t架橋機，還能輔助運架一體機的主梁拆裝，減少吊車費用。

4 結語

通過對既有設備的升級改造，既能滿足1000t/40m箱梁架設施工需要，同時能有效避免現有第二代900t低位運梁的閑置，在減輕企業資產負債的同時，實現了大型設備的迭代配套應用，盤活大型機械設備，為公司降本增效，提質發展發揮重要作用。該技術可在全國同行業內推廣應用，助推高鐵大型運架設備換發新活力。