高速铁路专用新型桥梁检测维修车的研制

李 淮,陈 浩

(郑州大方桥梁机械有限公司,郑州 450064)

1 课题提出

国内高速铁路建设如火如荼,客运专线大量采用高架桥的结构形式,桥梁长度超过线路长度的 50%,桥梁维护问题是从修建高速铁路一开始就需要考虑的问题,桥梁维护设备具有潜在的市场。

目前,国内高速铁路检修主要借鉴法国高铁检修模式,即采用桥面行走的形式,其主要代表厂家为法国MOOG公司。但在高速铁路桥面宽由 13.6 m减为12.2～12.4m后,桥面已经没有允许检测车辆行走的空间,因此必须设计全新桥梁检测维修车(以下简称桥检车),以满足桥梁检测的需要。

2 新型桥检车关键技术

2.1 技术背景

新型桥检车拟用于钱江铁路新桥。钱江铁路新桥在钱江二桥上游,是钱塘江上建设的第三座铁路桥梁,位于钱江二桥上游,南北跨越钱塘江。新桥北接改建后的杭州东站,南连待建的杭州南站(萧山站),是沪杭甬客运专线和杭长(沙)客运专线控制工程。

钱江铁路新桥为客运专线,电力牵引,设计时速250 km,新桥全长2226m,其中正桥长1296.55m,主桥跨一联 18孔、桥面四线。拱梁为单箱三室截面,梁宽 21.7 m、箱梁立面最大截面高度为 6.5m,最小截面高度为 3 m。第一、第二孔立面见图1(注:箱梁立面及平面第 4～9孔情况与第 3孔相同,第 10～18孔情况与第 1～9孔对称)。桥墩截面示意如图2所示。

图1 钱江铁路新桥第一孔、第二孔立面(单位:mm)

图2 桥墩截面示意(单位:mm)

2.2 关键技术

对该桥梁进行维护的总体原则是:在维护过程中所使用的桥梁检测维护设备不能影响正常的列车运行,同时能适应不同箱形梁体截面的要求,还能具有通过桥墩的能力。

在该设计原则的指导下,提出以下关键技术。

(1)桥梁侧面预埋结构件,使其满足后期轨道安装要求。

(2)提高整机倾覆稳定性系数,使桥检车在自行走与正常工作状态保持良好的平衡性能。

(3)设计新型桥检车伸缩架,使该伸缩架结构满足对 3～6.5m不同高度箱梁立面的检测,同时该伸缩架实现了桥检车通过桥墩的功能。

(4)大深度、可回转行走走道,使单个走道长度达到 8.5m,并可进行 90°旋转,满足大跨度箱形梁底部检测需要。

(5)安装双行走动力源,使整机既可手动人工行走,也能电动行走。

(6)并机使用功能,由于桥检车在箱梁梁侧对称布置,使用并机功能,2台桥检车能连成一体进行箱梁检测。

3 桥检车功能及结构介绍

3.1 桥检车功能要求

依据钱江铁路新桥实际情况,并根据设计院具体要求,拟设置的桥检车具有如下功能。

(1)整机实现对桥墩顶部、箱梁底部侧部的检测维修。

(2)整机行走使用双动力源驱动:电动机、手动行走。

(3)整机适应坡度:＜1%。

(4)整机额定载荷:≥2 kN。

3.2 桥检车布置方式

主要组成部件包括:采用箱梁下挂方式,其中在箱梁腹板中布置预埋件,在预埋件上焊接轨道支撑件,并安置轨道。桥检车在轨道上行走。轨道在箱梁两侧布置,该桥同时由 2台桥检车负责维护。

3.3 桥检车结构及主要参数介绍

根据以上功能要求,设计出型号为 DQJ95/21型桥检车。新型桥梁检测车结构组成如图3所示。

(1)轨道系统:箱梁预埋件与轨道支承组成的轨道系统。

(2)行走系统:包括电动行走和手动行走系统。

(3)升降系统:由主框架与伸缩架组成的升降系统。

(4)工作平台及回转系统。

图3 DQJ95/21型桥检车结构组成

其主要技术参数见表1。

3.4 桥检车工作及过墩过程介绍

检测维修车处于正常工作状态,即:伸缩架完全伸出,工作平台处于与桥梁底面相平行状态(图4)。此时工作人员可通过走道和主框架,完成对桥墩顶部、箱梁底部和侧部的检测维修。此时桥检车可同时缓慢进行行走作业。

表1 DQJ 95/21型桥检车主要技术参数

图4 桥检车正常工作状态

当桥检车需要过桥墩时,工作人员通过操作回转机构使工作平台旋转 90°(图5);同时将伸缩架收起,并向前行进,通过桥墩(图6)。过墩后,可继续进行检修作业。

图5 桥检车平台旋转

图6 桥检车通过桥墩

4 结语

该型桥检车与传统桥检车相比结构小巧,为高速铁路专用桥检车。其典型的伸缩架结构,使其适应箱梁立面截面高度变化,并具有通过桥墩的能力。同时,该桥检车在工作时并不影响高速铁路的正常运营,具有潜在的市场和经济效益。随着高速铁路建设的推进,该型桥检车必将会越来越多地出现在高速铁路检修设备中,并发挥自己的作用。

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