900t运梁车升级1000t运梁车改造技术研究

仙进兵

（中铁十四局集团五公司架梁分公司，山东 兖州 272000）

1 概述

据统计，目前国内各大施工企业在第一、二代传统高铁搬提运架设备上的保有量非常巨大，就建筑系统施工企业数据显示，900t/32m高铁搬提运架设备保有量约900台，设备总资产超100亿元。随着1000t/40m梁的发展，900t/32m梁搬提运架设备因技术性能无法满足要求，势必会淘汰，造成极大的资源浪费。

目前，国内在建或已完工的900t/40m箱梁项目有南沿江、郑济、福厦、杭衢、杭绍台、昌景黄、沪苏湖、雄商等高速铁路，均需配置1000t/40m梁设备。据了解，目前，采购1台40m梁架桥机约需1400万元、1台40m梁运梁车约需1500万元，1台40m梁搬运梁机约需1400万元，2台40m梁跨线提约需1400万元，整套设备总采购额约需5700万元，一次性投入大，会给企业运营造成较大影响。那么，能否采购部分1000t/40m梁设备，同时对部分900t/32m梁设备进行升级改造，在避免既有设备闲置的同时，完成40m梁运架施工任务。本文重点阐述900t/32m运梁车升级1000t/40m运梁车改造技术。

2 改造技术介绍

2.1 待改造运梁车选型

经调研中铁十一局汉江重工、中铁科工、郑州新大方等单位，1000t/40m是第三代高铁架桥机，能适应各种工况，因此设备整机高度低，出梁高度在5.25m左右（图1），因此，与其配套的运梁车高度不易过高。

图1

目前国内第一代900t高位运梁车中位驮梁高度3.5m左右（图2），车辆可升降30cm，最低驮梁高度3.2m。车辆有16轴线，采用轮胎规格为26.5，车辆总长度为37.45m；第二代900t低位运梁车驮梁高度在2.95m左右（图3），车辆可升降30cm，最低驮梁高度2.65m。车辆有20轴线，采用轮胎规格为20.5，车辆长度为43.9m。为确保运梁车能与架桥机配合架梁，运梁车宜选择第二代900t低位运梁车，同时，需给第三代1000t/40m架桥机安装60cm加高节。

图2 900t高位运梁车

图3 900t低位运梁车

2.2 运梁车改造技术方案

根据运梁车改造选型要求，采用第二代900t低位运梁车，改造为可以满足1000t/40m梁运输和架设的运梁车。改造总体思路为整机通过增加2轴线，额定承载达到1000t，可配合1000t架桥机架设40m箱梁。具体改造方案如下。

（1）整机增加2轴线（图4），增加位置为原车主梁1、2号梁分节处。新制1根主梁（3.6m节）、4个牛腿、4套从动悬挂、4套转向机构、配套的液压电气管线。

图4

（2）主梁按照1000t荷载计算强度和刚度，通过计算对原有车架进行补强（图5），补强对应位置进行防腐。

图5 主梁补强位置

（3）主梁接头（图6）补强，节点板更换、连接螺栓更换。

图6

（4）液压系统。增加两轴线悬挂和转向机相应管路，并按照新的轴线布置并进行编组。

（5）电气系统。增加两轴线转向控制，增加相应的电缆线及控制柜，按新方案重新编写控制程序，更新程序。

（6）空气制动系统。增加节段气路管路增加。

（7）驮梁系统。新制一套驮梁小车，增加电缆线并更新控制程序。

（8）架桥机驮运支架。新制1套驮运支架。驮运支架满足驮运通联900t架桥机和1000t架桥机。满足高位驮运和低位过隧道驮运。低位驮运过隧道，隧道底面需下挖500mm，R6650隧道。

2.3 改造后运梁车参数

（1）整机22轴线，44个悬挂，驱动12个、制动16个、从动16个；（2）车速：空车8km/h，重车4km/h；（3）爬坡：纵坡3%；（4）自重380t，额定承载1000t；（5）运梁支撑方案：驮梁小车+驮梁小车；（6）喂梁方式：拖拉喂梁；（7）整车外形尺寸长宽高为：47.5m×6.5m×2.95m。悬挂行程为±30cm。

2.4 改造后车架受力分析

（1）结构力学求解器建模分析。改造后的1000t运梁车整车全长47.5m、宽6.5m、高2.95m，拥有22个轴线，每轴线2个短轴，每短轴安装4个轮胎，车架全长45.3m、宽5.9m，运梁小车长3.62m、宽2.44m，滑道间距1.85m。作用在运梁车车架上的荷载包括车架自重（336t）和1000t箱梁重量。

重载运输时，整车重量1336t，整机分组11+11，整机轴载建模如图7。

图7 车架受力模型

箱梁按照1000t计算，作用在运梁车22组悬挂上作用力荷载如表1。

加载计算：承载1000t箱梁后，车辆悬挂、轴载如表2，驮运荷载（图8）及弯矩（图9）模拟情况如下。

表2

图8 驮运荷载图

经计算，最大弯矩32536462NM，最大应力：32536462/132119412.8780×1000=246MPa。

（2）建立三维模型（图10），对整机受力进行分析。经受力分析，设备升级改造后能，车体钢结构强度满足1000t/40m箱梁运输要求。

图11 改造后1000t运梁车车架三维模型图

图12 导入ANSYS

图13 受力加载 (22＊227272.7N+22＊227272.7N)

图14 应力（整体在 250Mpa 以下）

图15 主梁变形(最大 0.124m)

3 设备改造后的优势

将现有900t运梁车整机改造成1000t运梁车，改造后适应40m、32、24m、20m及不大于1000t（40m）非标梁运输，并配合1000t架桥机架设箱梁。具备以下特点：

（1）设备应用范围广，改造后适应40m、32、24m、20m及不大于1000t（40m）非标梁运输，并配合1000t架桥机架设箱梁。（2）方便拆装，具备32m和40m架梁工况的转换。1000t40m梁施工可以采用22轴线模式。900t/32m梁施工可以采用20轴线模式。（3）通过对现有设备改造，花较少的费用，可增加一套满足40m运架的运梁设备，能满足与新型1000t架桥机匹配（注：驮运箱梁过隧道仅考虑32m及以下箱梁，R6650隧道，仰拱填充需预留500mm）。在施工大干需配备两套运梁设备时，避免设备外租，减少设备租赁费用。（4）新制一套驮运支架，满足驮运900t和1000t架桥机，还能辅助运架一体机的主梁拆装，减少吊车费用。

4 结语

通过对既有设备的升级改造，既能满足1000t/40m箱梁架设施工需要，同时能有效避免现有第二代900t低位运梁的闲置，在减轻企业资产负债的同时，实现了大型设备的迭代配套应用，盘活大型机械设备，为公司降本增效，提质发展发挥重要作用。该技术可在全国同行业内推广应用，助推高铁大型运架设备换发新活力。