轮胎式U型梁运输车应用探讨

刘元宝

(中铁十四局集团 第五工程有限公司，山东 兖州 272000 )

轮胎式U型梁运输车应用探讨

刘元宝

(中铁十四局集团 第五工程有限公司，山东 兖州 272000 )

针对 U 型梁的设计特点，研究开发一种应用于城市轨道交通的新型轮胎式 U 型梁运输车。阐述轮胎式 U 型梁运输车的结构及性能参数，分别从运行灵活高效、重载行驶稳定、坡道运输安全可靠、施工效率提高 4 个方面分析其主要技术特点，为我国城市轨道交通混凝土桥梁运输提供技术手段。

U 型梁；混凝土桥梁运输车；技术特点；施工

1 概述

随着我国城市轨道交通的大力发展，城市轨道交通系统的设计水平、施工方法和集成能力已经取得显著提高和改进，轨道交通的高架桥结构由原来的板梁、箱梁、T 形梁等传统结构形式逐渐向系杆拱、槽型梁等新型结构演化[1]。其中，U 型梁作为一种新型槽型梁，已经在上海、南京等大城市广泛应用，并且逐渐成为新建城市轨道交通高架线路项目的首选结构[2]。与 T型梁和箱梁相比，U 型梁在运输中三向受力复杂，抗扭刚度较差，对运输技术的要求很高，不如 T 型梁或箱梁在运输过程中稳定性好。因此，U 型梁的运输安全性一直备受关注，先进的运输技术在建设项目中显得格外重要[3]。

针对以上问题，轮胎式 U 型梁运输车作为一种新型 U 型梁运输技术应运而生，目前已经投入使用。以青岛轨道 R1 线的应用为例，该项目施工起点为苗岭路和深圳路交口处，终点为即墨大桥盐场，线路全长 59.2 km，设车站 22 座。因车站设置密集，致使桥梁架设较为分散，该标段共有 9 个提梁点，架梁1 218 片；最大的连续架设桥梁孔跨数为 91 孔，期间要进行架桥机组、龙门吊等设备的转场 8 次。

U 型梁是新型的预制混凝土桥梁，它由底板、腹板及横梁等部分组成，属于下承式预应力混凝土梁，30 米 U 型梁质量为 197 t。传统的 U 型梁运输与架设方式是将 U 型梁从工厂经公路运输到提梁点，然后用2 台 120 t 龙门吊将梁片吊装到轮轨运梁车上。再由轮轨运梁车运送至架桥机尾部进行喂梁、架梁作业[4]。

新型轮胎式运梁车替代轮轨式运梁车之后，消除了铺装、拆卸桥面钢轨的工序[5]。

2 轮胎式U型梁运输车的结构及性能参数

轮胎式 U 型梁运输车的结构由前车架、前承载横梁、车桥、液压悬挂、制动系统、转向机构、后承载横梁、后车架、液压控制系统、电控系统、动力系统等部分组成[6-8]。轮胎式 U 型梁运输车的性能参数如表 1 所示。

表1 轮胎式U型梁运输车性能参数

3 轮胎式U型梁运输车的主要特点

3.1 运行灵活高效

轮胎式 U 型梁运输车驱动桥全部位于后车，前后车左右两侧的液压悬挂油缸分几组串联到一起，前后车的转向连杆分别成八字和倒八字布置，能够实现双向行驶。整车采用全液压转向，液压悬挂架为“L”型结构，液压悬挂下方安装有单个轮胎。全车包含 8 个主动轮，12 个从动轮，20 个走行车轮。整车转向灵活，场地适应性强，配置传感设备，拥有自动驾驶功能，能够在梁面的预埋钢筋中间安全行驶。轮胎式U 型梁运输车的梁面走行断面图如图 1 所示。

图1 轮胎式U型梁运输车的梁面走行断面图

3.2 重载行驶稳定

每个与液压悬挂相连的驱动桥上连接有单个轮胎，每个轮胎分别配置 1 台驱动液压马达和减速机，驱动马达为并联设置。液压悬挂的主要功能是承载、行驶、转向和升降，尤其是当路面凹凸不平时，悬挂油缸会自动提供补偿调节，以适应路面工况，从而避免车架由于不均衡受力而产生的变形。各液压悬挂油缸通过高压管道相互联接，车辆行驶中，按照地面工况自动调整，使所有轮胎均匀承载，液压悬挂可以使整车平台整升整降，也可实现单点升降，调整范围为100 mm。液压悬挂油缸设置有双管路防爆阀，当其中一根油管爆裂后，另一根油管仍然能满足正常行驶的要求，避免出现整车失稳，保证运行安全。

3.3 坡道运输安全可靠

整车配置有液压制动和气压制动，制动平稳可靠。具有行车制动、驻车制动和紧急制动功能。其中行车过程中的制动主要通过控制驱动液压系统实现，当司机释放油门按钮时，变量驱动泵排量逐渐降低，车速也随之降低，当制动手柄完全松开时，变量泵排量变为 0，在液压阻尼的作用下车速降为0，实现行

车制动。驻车制动为气压制动，通过手刹来实现。行车过程中，在紧急情况下，司机先松开前进的油门按钮，驱动系统停止供油，运输车在液压阻尼作用下减速，然后按下制动按钮，使压缩空气从储气罐通过控制阀直接供给隔膜式制动气室，系统快速制动并且实现停车。

3.4 施工效率提高

轮胎式U型梁运输车省去了钢轨铺设、焊接，钢轨回收等工序环节，提高了施工效率，降低了成本。据测算，相同的时间，用传统轨道运梁车运梁，单班配合完成架梁 3 至4 片，采用轮胎式运梁车后单班配合完成架梁 4 至5 片，工效提高 20%；传统轮轨式运梁车需要铺设钢轨配合运梁，钢轨使用量大。以某铁路工程局运架梁施工为例，最大的架梁区间需要购置 50 钢轨 270 t、夹板 870 块、螺栓 1 700 套。新型轮胎式 U 型梁运输车的应用可大幅缩减钢轨及夹板、螺栓的购置费用，以及钢轨和夹板的进出场等运输费用，有效降低施工单位成本。

4 结束语

新型轮胎式U型梁运输车的设计与应用解决了城市轨道交通施工上的难题，该设备的成功应用不仅降低了人工劳动强度，减少了材料消耗，同时提高了施工效率，为施工单位带来了可观的经济效益。2016 年5 月，新型轮胎式 U 型梁运输车正式获得国家专利，在青岛 R1 线项目中已经配合运输架梁 900 多片，设备转场 7 次，经济效益初显。轮胎式 U 型梁运输车的成功应用，为我国城市轨道交通建设提供了全新的技术手段，对铁路运输混凝土预应力梁技术发展起到一定的推动作用。

[1] 王彬力.城市轨道交通 U 型梁系统结构受力行为研究[D].成都：西南交通大学，2012.WANG Bin-li.Research on U-girder System Structure Subjected to Force in Urban Rail Transit[D].Chengdu：Southwest Jiaotong University，2012.

[2] 倪 军.轨道 U 型梁运输工艺与关键技术研究[J].建设机械技术与管理，2009(4)：87-89. NI Jun. Research on Key Technology and Transportation Plan of U-shaped Girder for Rail[J].Construction Machinery Technology & Management，2009(4)：87-89.

[3] 周 敏.城市轨道 U 型梁提运架综合施工技术[J].铁道建筑技术， 2015(8)：1-4.ZHOU Min.Comprehensive Construction Technology of the U-shaped Beam Hoisting，Carrying and Erecting for City Rail[J].Railway Construction Technology，2015(8)：1-4.

[4] 陈 凯，张 忠.DL1型大吨位预制梁运输专用车组的运用[J].铁道货运， 2012，30(8)：48-53.CHEN Kai，ZHANG Zhong.Utilization of DL1Type Precast Beam Transport Dedicated Train Unit with Large Tonnage [J].Railway Freight Transport，2012，30(8)：48-53.

[5] 赵宝利.大吨位提速梁运输效率优化设计的思考[J].铁道运输与经济， 2012， 34(6)：25-29，33.ZHAO Bao-li.Thoughts on Design of Transport Efficiency Optimization for Large-tonnage Speed Accelerated Beam[J].Railway Transport and Economy，2012，34(6)：25-29，33.

[6] 中华人民共和国建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.钢结构设计规范：GB 50017—2003[S].北京：中国标准出版社，2003：16-22.Ministry of Housing and Urban-Rural Development of the People’s Republic of China，General Administration of Quality Supervision，Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China.Code for Design of Steel Structure：GB 50017—2003[S].Beijing：Standard Press of China，2003：16-22.

[7] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.液压系统通用技术条件：GB/T 3766—2001[S].北京：中国标准出版社，2001：1-6.General Administration of Quality Supervision，Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China. Hydraulic Fluid Power——General Rules for the Application of Equipment to Transmission and System：GB/T 3766—2001[S].Beijing：Standard Press of China，2001：1-6.

[8] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.架桥机安全规程：GB 26469—2011[S].北京：中国标准出版社，2011：13-14.General Administration of Quality Supervision，Inspection

and Quarantine of the People’s Republic of China，Standardization Administration of the People’s Republic of China. Safety Code for Launching Machine：GB 26469— 2011[S].Beijing：Standard Press of China，2011：13-14.

（责任编辑 冯姗姗）

Discussion on Application of Wheel-Type U-Shaped Beam Transport Vehicle

LIU Yuan-bao
(The Fifth Project Co., Ltd., China Railway Bureau 14 Group, Yanzhou 272000, Shandong, China)

In view of the design characteristics of urban rail U-shaped beam, a new wheel-type U-shaped beam transport vehicle applicable to construction of has been developed. This paper expounds the structure and performance parameters of the vehicle, and analyzes its main technical characteristics from four aspects including flexible and high-efficient operation, stable heavy haul operation, safe and reliable ramp transportation and high construction efficiency, which make it fit for trnnsportation of concrete beam.

U-Shaped Beam; Concrete Beam Transport Vehicle; Technical Characteristics; Construction

1004-2024(2016)07-0057-04

U215.7；U294.6

B

10.16669/j.cnki.issn.1004-2024.2016.07.12

2016-06-13

刘元宝 (1983—)，男，山东蒙阴人，大学本科。

中国铁路总公司科技研究开发计划课题 (2012X007)，中国铁道科学研究院科研项目(1351YJ0804)