柏在刚
(北京公交有轨电车有限公司西郊线分公司,北京 100080)
随着大中城市的不断发展,城市公共交通特别是轨道交通对公众出行的作用愈发重要。由于经济条件、地理环境及人口规模等方面的影响,制约了地铁行业的发展,而地面现代有轨电车可有效解决这些难题,因此得以迅猛发展。
目前大多数城市采用100%低地板现代有轨电车,车辆底部距离轨面约300mm,在参考国内外现代有轨电车脱轨事故资料发现,车辆脱轨后车轮容易下陷,导致车辆底板基本与地面接触;受救援现场地面路基不平整以及草地路面、斜坡及轨道间的导电槽等复杂路况影响,以往的救援设备及复轨器具(复轨桥、滚盘滑车、多级式油缸)无法穿过现代有轨电车底部顶升支撑点,需要采取辅助设施,导致救援进度迟缓,耗费极大人力物力,救援时效性很差,给社会带来负面影响。为确保现代有轨电车脱轨事故发生后的快速有效处置,保障线路迅速恢复运营,尽可能避免造成社会负面影响,应用现代有轨电车吊复式救援设备是一个有效举措。
现代有轨电车通用救援设备目前多采用顶升原理,在车辆顶升点下部放置救援液压缸及滑板底座,通过向液压缸注入液压油,液压缸举升车体,车体带动转向架及车轮上升,当车轮高于钢轨面后,通过一只液压缸举升,另一只液压缸增压来完成现代有轨电车横移,使其车轮横移到钢轨踏面上方,在卸载举升镐的压力后,使车辆车轮下降到钢轨踏面上完成救援工作。
但由于100%低地板现代有轨电车车体底部救援支撑受力点低(脱轨后车体底部距轨面远小于300mm),在救援时需要多次作业(分别放置多种救援机具和液压设备)才能达到救援起复高度,费时、费力、费工,还不利于救援安全。现代有轨电车在草地、道岔、斜坡路段脱轨后,其转向架两侧齿轮箱和旁支撑粘着在地面,救援器具(复轨桥、滚盘滑车、多级式油缸)无法从车体底部穿过,救援支撑点的高度也无法满足液压缸的顶升条件,给救援增加了难度,对救援时效性产生极大影响。
如图1 所示,现代有轨电车吊复式救援设备主要包括两个地脚(4)、两个直线驱动装置(3)、T型吊具(1)、拉带(5)、吊带(2);救援设备的两个地脚分别设置于待救援车体的两侧地面上,救援设备的两个直线驱动装置底端分别设置于两个地脚顶部,直线驱动装置顶端与T 型吊具插拔连接,救援设备的吊带一端通过穿销固定在T 型吊具上,另一端绕过待救援车体底部用同一穿销与T 型吊具固定,T型吊具实物如图2 所示。救援设备的拉带与其两个地脚端部横向支撑杆连接。
图1 吊复式救援设备结构示意图
图2 T 型吊具实物图
救援设备两地脚的顶部设置有橫向支撑杆,横向支撑杆表面设置有第一限位部;救援设备直线驱动装置的底部设置有橫向连接杆,橫向连接杆底部设置有第二限位部,安装时第一限位部与第二限位部相匹配并耦合,以防救援设备在救援时直线驱动装置在地脚上滑动,造成安全隐患。地脚及直线驱动器横向连接杆限位部实物如图3 所示。
图3 地脚及直线驱动器横向连接杆限位部实物图
地脚横向支撑杆设计为圆形杆,直线驱动器底部横向连接杆为半圆杆,救援设备地脚横向支撑杆的外径与直线驱动器底部横向连接杆的内径大小尺寸相同,第一限位部为外螺纹,第二限位部为内螺纹,在设备安装时通过内外螺纹形成耦合接触面,使驱动装置在使用过程中不会在地脚上滑动,保障救援安全,救援设备各部结构设计保证其快速安装与拆卸。
直线驱动器采用轻量化设计,可满足45t 有轨电车在任何脱轨状态下起升、横移,具有足够的刚度和强度,保证任何状态下起升、横移后液压缸不变形、不漏油,直线驱动器二级伸缩最大行程1600mm,举升力150kN,并满足车体在液压力作用下一次性横移200-500mm,车辆在不同脱轨情况下一套直线驱动器的举升合力≤320kN,可以满足起复快速安装≤5min,复位操作≤10min,提高了救援恢复运营时效性。
吊复式救援设备的液压动力装置采用移动式液压站,电源为2 只DC12V 蓄电池,液压直流泵由2.5kW 直流电机驱动,液压系统额定压力为25MPa。高强度液压软管通过液压站换向阀分别与直线驱动器进/回油连接器相接,换向阀控制直线驱动器的举升与卸载复位。
救援设备使用时,打开待救援车体的车门,将两个地脚分别放置于待救援车体两侧地面上,将两根拉带分别设置在两地脚的横向支撑杆两端,以防止救援过程中两个地脚之间的距离拉大,并能防止由于直线驱动器的压力使地脚发生位移;两个直线驱动器底端的半圆横向连接杆分别与两个地脚圆形横向支撑杆匹配安装,通过半圆杆与圆形杆上的内螺纹和外螺纹密贴耦合,防止直线驱动装置在地脚支撑杆上滑动;两个直线驱动装置的顶部通过开启的车门伸入车体内与T 型吊具插拔连接,吊带一端通过穿销固定在T 型吊具上,另一端从车体底部穿过车体后与T 型吊具通过穿销连接。
液压系统驱动两个直线驱动装置伸长,救援车体和车轮高度随之上升,车轮高于钢轨后,卸载近钢轨中心线侧的直线驱动装置压力,卸压过程中,车体向该侧移动,当有轨电车中心与轨道中心重合后,两直线驱动装置同时泄压,使车轮下降到钢轨踏面上,完成救援工作。
图4 吊复式救援设备现场操作图片
新型吊复式救援设备很好地解决了现代有轨电车通用救援设备救援难点问题,新型吊复式救援设备采用三角形支撑原理,通过两根拉带连接,救援时更具稳定性。同时解决了复杂路况的救援需求,如遇落差、高低不平的地面,软连接方式可解决高低落差问题。
采用吊升后横移原理将脱线的有轨电车车轮恢复到轨道上,不需要多次起复作业,将顶升原理转变成现在的吊复原理,很好地解决了现代有轨电车低地板结构导致通用救援设备及复轨器具无法安装及顶升问题,既省时、省力,又提高工作效率。
吊复式救援设备解决了草地、斜坡、隧道、轨道导电槽,尤其是道岔、弯道等复杂路况的救援需求。同时保障现代有轨电车救援工作的安全性、时效性,避免或减少救援不及时给社会带来的负面影响,最大程度保证人员、财产安全,为现代有轨电车正线尽快达到运行条件提供了强有力的支持。吊复式救援设备的应用为国内同行业现代有轨电车救援提供了思路与技术支持,可供现代有轨电车运营保障工作参考与借鉴。