一种齿轮齿条伸缩过墩的桥梁检修车

方杰

【摘 要】大型桥梁由于桥墩拱脚的存在，传统桥梁检修车由于不具备过墩功能而不能对桥梁进行全方位的检修。本文介绍一种通过齿轮齿条传动进行伸缩过墩的桥梁检修车。

【关键词】桥墩拱脚；桥梁检修车；齿轮齿条传动；伸缩过墩

一、引言

桥梁建设是国家重要的基础建设之一，是关系社会和经济协调发展的生命线工程。为确保桥梁长期使用过程中的安全可靠，需要设计桥梁检修车对桥梁设施进行检测和维护。瑞安市飞云江五桥主桥为五跨连续钢桁系杆拱桥，其主桥下部共有4个主桥墩拱脚孔，由于这些桥墩拱脚孔的限制，传统的检修车因不能通过桥墩拱脚孔而不能对桥梁进行全方位检修，因此急需研发一种新颖的桥梁检修车，能够既快速安全通过桥墩拱脚孔，又能对桥梁进行全面的检修维护。

二、总体结构介绍

飞云江检修车是根据飞云江五桥桥梁结构形式而设计具有伸缩功能的桥梁检修车，全桥共设1台检修车，通过伸缩功能顺利通过桥墩拱脚孔后可实现对全桥底部各个部位进行检修和维护，满足该桥梁维护的使用要求。

如图1所示：飞云江检修车由主车架、伸缩车架、龙门架、伸缩机构、走行机构、电气控制系统等部分组成。走行机构通过钢轮倒置在工字钢轨道上走行，主车架嵌套在龙门架中与走行机构相连，通过电气控制系统控制走行机构带动检修车顺桥向走行；同时，电气控制系统可以控制伸缩机构，驱动伸缩车架在主车架中伸展或者收缩。

三、伸缩过墩工作原理

如图2所示，主车架由左车笼和右车笼组成，每个车笼底部和顶部设置导向轮和支撑轮，两侧各装有一台三合一伸缩减速机，减速机轴端自带齿轮和反滚轮。主车架每个车笼各对应有一台伸缩车架，每台伸缩车架两侧均布置一条齿条；伸缩车架每侧的齿条跟对应主车架车笼两侧的伸缩减速机的轴端齿轮进行啮合配合，同时通过车笼设置的的支撑轮和导向轮，对伸缩车架进行支撑和导向作用。

当需要进行过桥墩拱脚孔时，电气控制系统启动伸缩减速机，通过齿轮齿条传动，带动左右伸缩车架收缩到主车架车笼中，使整车达到过桥墩拱脚孔的最小极限状态尺寸。

反之，控制伸缩减速机的转动方向，通过齿轮齿条传动，带动左右伸缩车架伸出到最大极限状态，从而方便检修人员对桥梁进行全方位的检修。

四、检修车全桥检修

本检修车全桥检修的所有动作均由电气控制系统控制完成，全桥检修整体可分为桥梁跨中检修和伸缩过墩检修。

（一）整车桥梁跨中检修

当检修车进行桥梁跨中检修时，启动发电机进行供电，电气控制系统控制伸缩机构通过齿轮齿条传动来驱动伸缩车架从主车架车笼中伸出，达到最大极限状态尺寸。关闭伸缩按钮后，电气控制系统控制4套走行电机同步前进或同步后退，带动检修车在轨道上顺桥向走行，从而对桥梁跨中进行检修。检修车桥梁跨中运行状态如图3所示。

（二）整车过桥墩拱脚孔检修

当检修车在跨中检修完毕后，将检修车开至桥墩拱脚附近后，关闭走行按钮，停止检修车走行。然后控制伸缩机构通过齒轮齿条传动来驱动伸缩车架收缩进主车架车笼中，达到最小极限状态尺寸。关闭伸缩按钮后，电气控制系统控制4套走行电机同步前进，带动检修车顺利通过桥墩拱脚孔，如图4所示：

待检修车顺利通过桥墩拱脚孔后，走行电机停止；启动伸缩模式，电气控制系统驱动伸缩车架从主车架车笼中伸出，达到最大极限状态，关闭伸缩按钮，电气控制系统控制4套走行电机同步前进，继续下一跨桥梁跨中的检修操作。

五、齿轮齿条传动式伸缩过墩优点

1、本检修车采用三合一减速器驱动齿轮齿条传动来实现检修车伸缩过墩，操作便捷，工作效率得极高。

2、具备伸缩平稳、动力强，安全性高。

3、这种伸缩过墩方式为大型桥梁检修领域树立了新的标杆。

六、结束语

大型桥梁由于桥墩拱脚的存在，传统桥梁检修车由于不具备过墩功能而不能对桥梁进行全方位的检修。飞云江五桥检修车，首次将齿轮齿条传动作为一种伸缩方式用于大型过墩桥梁检修领域，该检修车具备伸缩速度快、平稳、安全性高等优点，解决过墩慢且安全性差的难题；为大型桥梁检修领域树立了新的标杆，为国内外首创。

【参考文献】

[1]机械设计手册编委会.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，2004.

[2]张俊平，姚玲森.桥梁检测[M].北京：人民交通出版社，2005.