DCY900t运梁车穿越城际铁路隧道改造研究

丁文长

(中铁十四局集团第五工程有限公司，山东兖州 272117)

DCY900t运梁车穿越城际铁路隧道改造研究

丁文长

(中铁十四局集团第五工程有限公司，山东兖州 272117)

为满足城际铁路隧道运梁需要，对既有DCY900t运梁车进行改造。通过分析城际铁路隧道断面和运梁车运梁工况，采用减小运梁车轮胎直径、调整整机结构，箱梁翼缘每端截除900 mm等措施，使运梁车顺利通过隧道运梁，保证大吨位箱梁的安全架设，节省设备投资。

DCY900t运梁车;城际铁路；改造

1 概述

长株潭城际铁路为最高设计时速200 km的城际铁路，整个线路多山多隧道，施工工况复杂，整个线路有两种隧道断面，一种为加宽断面R6490 mm(图1)，一种为不加宽断面R6030 mm(图2)。需要运输的箱梁为长32.6 m和24.6 m，箱梁截面尺寸为：高2 628 mm，宽12 200 mm，自重714 t，其中驮运过R6030 mm隧道断面时箱梁需切翼缘900 mm。以往施工所用的常规900 t运梁车驮运箱梁不能满足此线路施工需要，如果采购新设备，周期至少需要3个月，设备投入需要上千万元，大大增加施工成本，另外对于旧设备的闲置更是一种浪费。

图1 隧道加宽断面(单位：mm)

图2 隧道不加宽断面(单位：mm)

目前公司闲置的1台DCY900t轮胎运梁车，整车升降行程±300 mm，整车重载时高度3 300 mm，轮胎规格26.5R25，轮胎直径1 750 mm[1-3]，见图3。按照长株潭城际铁路隧道和箱梁尺寸，整机驮运箱梁无法通过隧道。如何实现旧设备的再利用是目前施工单位遇到的重要问题，实现旧设备的再利用不仅可以节约成本，更有利于现有设备资源利用的可持续发展。因此决定对既有的DCY900t高铁运梁车进行改造，以满足该城际铁路穿隧道运梁的需要。

图3 改造前驮运箱梁断面(单位：mm)

2 长株潭项目运梁设备需求和工况分析

长株潭城际铁路多山多隧道，工况复杂，沿线R6490和R6030断面的隧道交替出现，而且隧道口距离桥台非常近，最近距离仅18 m，还伴随着隧道内路面与隧道口桥梁顶面高差达260 mm。运梁车驮运箱梁过隧道不仅要考虑隧道断面界限，更要考虑驮运箱梁进出隧道坡度的影响。如图4所示，即使运梁车行走路面隧道内外在一个水平面，当前运梁车至少需要降低368 mm理论上才能通过R6490 mm隧道，如果考虑到隧道口附近路面坡度差，整机高度需要降的更多，因此降低运梁车运梁高度是运梁车改造的关键。根据设备技术参数，通过改造，整机过隧道时运梁车高度最多可以降低到2 370 mm，改造后能否满足现场施工，需要对具体问题进行分析，以下为各工况分析。

图4 改造前过隧道核算断面(单位：mm)

(1)驮运32.6 m和24.6 m箱梁在水平路面的隧道中运行工况

驮运的箱梁宽度12 200 mm，翼缘板距梁底面高度2 628 mm， 接触网支柱预埋设置在距梁端8 m位置，预埋高度为607 mm，预埋螺栓边缘距翼缘板边115 mm，运梁车改造后箱梁过隧道时断面见图5，通过图5看出，过隧道时梁边缘距隧道壁162 mm，接触网支柱预埋螺栓外边缘距隧道壁96 mm。

图5 改造后驮梁过R6490隧道(单位：mm)

(2)驮运32.6 m箱梁在下坡过隧道各种状态分析

改造后驮运宽度12 200 mm高度2 628 mm箱梁过R6490 mm隧道时，隧道口坡度高差不大于260 mm，坡度长度16 m。

①箱梁进入隧道一半时，见图6，箱梁顶面距运梁路面为5 137 mm，此时梁边缘距隧道壁129 mm(图7)。

图6 纵向断面(单位：mm)

图7 横向断面(单位：mm)

②对于32.6 m箱梁接触网支柱预埋螺栓在过隧道时的工况

a)箱梁进入隧道8 m时(接触网支柱距箱梁前端8 m位置)，箱梁顶面距运梁路面为5 054 mm，此时梁边缘距隧道壁150 mm，接触网支座距隧道壁79 mm，如图8、图9所示。

图8 纵向断面(单位：mm)

图9 横向断面(单位：mm)

b)箱梁进入隧道24.6 m时(接触网支柱距箱梁后端8 m位置)，箱梁顶面距运梁路面为5 137 mm，此时梁边缘距隧道壁115 mm，接触网支座距隧道壁46 mm，见图10、图11。

图10 纵向断面(单位：mm)

图11 横向断面(单位：mm)

(3)驮运24.6 m箱梁在下坡过隧道各种状态分析

改造后驮运宽度12 200 mm高度2 628 mm箱梁过R6490 mm隧道时，隧道口坡度高差不大于260 mm，坡段长度16 m。

①箱梁进入隧道一半18.887 m时，箱梁顶面距运梁路面为5137 mm，此时梁边缘距隧道壁129 mm，见图12、图13。

图12 纵向断面(单位：mm)

图13 横向断面(单位：mm)

②24.6 m箱梁接触网支柱预埋螺栓位置过隧道的工况。

a)箱梁进入隧道8 m时(接触网支柱距箱梁前端8 m位置)，箱梁顶面距运梁路面为5 054 mm，此时梁边缘距隧道壁150 mm，接触网支座距隧道壁79 mm，如图14、图15所示。

图14 纵向断面(单位：mm)

图15 横向断面(单位：mm)

b)箱梁进入隧道16.6 m时(接触网支柱距箱梁后端8 m位置)，箱梁顶面距运梁路面为5 119 mm，此时梁边缘距隧道壁133 mm，接触网支座距隧道壁55 mm，如图16、图17所示。

图16 纵向断面(单位：mm)

图17 横向断面(单位：mm)

(4)R6030 mm隧道段内运梁工况

R6030 mm隧道段内隧道仰拱填充1 280 mm，采取切翼缘板的方式运梁，箱梁由原宽12 200 mm箱梁，梁边缘切翼900 mm，改造后驮运宽度10 400 mm，混凝土切过后边缘距梁底高度2 618 mm，翼缘板预埋钢筋按最大钢筋直径25 mm的10倍搭接长度预留，考虑271 mm，过隧道时工况见图18，由图18可以看出，此时梁边缘距隧道壁396 mm，翼缘板预埋钢筋距隧道壁137 mm。接触网支柱基础预埋钢筋按直径最大的25 mm钢筋预埋，预埋长度为250 mm，钢筋端点距隧道壁88 mm。

图18 运梁车改造后驮梁过R6030隧道(单位：mm)

根据以上各工况分析，在长株潭项目施工中900 t运梁车驮运箱梁时整机高度在2 370 mm时可以驮梁过隧道。

3 改造方案

根据该工程施工中驮梁过隧道需要，900 t运梁车整体需要降低高度到2 370 mm，主要是通过更换小直径轮胎和改变运梁过程中支撑箱梁方式等来实现。根据整车原始资料分析计算和工程实际需要[4]，在原车基础上进行如下改造。

(1)轮胎换为20.5R25轮胎，直径为1 490 mm，整车可降低高度130 mm。

(2)整机主梁增加2节1 200 mm节段，经计算按图19所示位置进行焊接补强，满足驮运混凝土箱梁结构要求。

图19 改造方案(单位：mm)

(3)增加2个液压支腿，包含液压油缸，牛腿等，与增加的1 200 mm节段螺栓连接，根据驮梁长度对安装位置进行调整(图5)。

(4)喂梁端增加2个固定支撑。

(5)增加1套自带动力(电机、减速机)的驮梁小车及其相应的电气控制系统。

(6)为适应曲线梁架设，驼梁小车上加装一套辅助转动的扁担梁及相应的泵站等(图20)[5]。

图20 驮梁小车曲线架梁改造

(7)主机发动机端部分连接架进行改造满足驮梁小车停放。

(8)车架顶面轨道需要加高，满足自带动力的驮梁小车运行。

(9)整机液压电气系统，仅根据改造需要，对改造部分单独加装1套电电气和液压控制系统，改造过程中需要截断部分管路及电气线路，进行原样恢复。

(10)车体裂缝进行补焊，加强。

(11)对改造部分进行补漆。

通过以上方案改造后整车高度降低为2 370 mm(图21)。驮运32.6 m和24.6 m箱梁支撑间距为30.35 m和20.85 m(图22)。

图21 改造后驮运箱量过隧道横断面(单位：mm)

3 轮胎承载核算

根据提供的原始资料显示，原车整车自重2 460 kN，改造后自重2 750 kN，驮运箱梁自重7 140 t。整车重载时总重9 890 kN，整车32个悬挂，驮运箱梁时单个悬挂承载310 kN，根据轮胎厂提供资料核算，20.5R25双胎承载可达320 kN，因此满足要求。

图22 改造后驮运32.6 m和24.6 m箱梁纵向视图(单位：mm)

4 改造后对整机参数的改变

轮胎变小，直径1 750 mm变为1 490 mm，不考虑变相的情况下，控制系统参数不变的情况下，速度可能降低，折减系数1 490/1 750=0.851。

另外，整车轮胎更换后轴载变小，原车额定载重会下降，改造后额定荷载不大于7 400 kN。

5 改造后设备在长株潭城际铁路项目中现场使用情况

通过对现有的900 t运梁车改造，满足现场施工要求。整机驮运箱梁安全顺利通过隧道，并完成配合桥机喂梁[6]，现场使用情况如图23所示。

图23 运梁车现场应用情况

6 结语

通过提出的改造方案对公司内现有的DCY900t运梁车的改造，满足了长株潭城际铁路项目施工运架梁的施工需要，经现场使用，效果良好，通过此次改造不仅为公司节省了新设备的购置成本，也使公司的旧设备得到了利用，避免了设备淘汰浪费，同时也为国内其他城际铁路工程建设提供参考。

致谢：论文的写作得到了郑州大方重工科技有限公司王书超工程师的大力支持，在此表示感谢。

[1] 陈浩，吴耀辉，张志华，等.铁路客运专线900 t箱梁提运架设备研究[J].铁道标准设计，2008(3)：1-5．

[2] 吴耀辉，陈浩，张志华，等.铁路客运专线DCY900型运梁车研制与应用[J].铁道标准设计，2008(3)：16-19.

[3] 陈浩.铁路客运专线900 t级运梁车研究[J].铁道标准设计，2008(3)： 5-10.

[4] 王书超.DCY900型轮胎式运梁车过隧道改造技术分析报告[R].郑州：郑州新大方重工科技有限公司，2011．

[5] 郭改成. 适应小曲率线路施工900 t运梁车的结构改造[J].工程机械，2010(3)：10-12．

[6] 代宇，陈德利，周治国，等.DF900型架桥机的研制与应用[J].建筑机械，2011(9)：94-97.

Refurbishment of DCY900t Transporter to Pass Tunnels

DING Wen-chang

(The Fifth Engineering Co.， Ltd. of 14thChina Railway Bureau Group， Yanzhou 2721172， China)

With the rapid development of domestic high-speed railway construction， the demand of transporting box beam through tunnels by transporters is increasing. Based on the analysis of Changsha-zhuzhou-Xiangtan interurban railway engineering， this paper studies the refurbishment of the 900T transporter to ensure successful transportation of box beams through tunnels and reduce cost by reducing the radius of wheel tie， adjusting overall structure and cutting-off 900mm of wing flange of the box beam．

900T transporter; Intercity railway; Refurbishment

2014-09-29；

2014-11-01

丁文长(1972—)，男，工程师，1993年毕业于西南交通大学检测专业，E-mail：805902645@.qq.com。

1004-2954(2015)07-0112-04

U238； U445.32

A

10.13238/j.issn.1004-2954.2015.07.025