CN107988909B - 一种铁路便梁快速运输架设用拖车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种铁路便梁快速运输架设用拖车，包括悬吊部拖车、传送部拖车、悬吊部、传送部及预制便梁共五部分，其中悬吊部包含有控制部、吊挂部、动力牵引部及反力架四部分；传送部包含有水平传送机械及反力挡板两部分。悬吊部拖车底板加厚形成配重部；传送部拖车加设滑槽供反力挡板滑移。预制成品便梁由调车机头加挂所述拖车进行运输，由控制部协调吊索索力、挡板支反力及推送速率实现便梁安装过程自动化。待便梁平稳安装就位后，解除便梁上吊索，拖车沿既有线路撤场。本发明应用机械自动化技术，实现便梁架设过程自动化，增加了便梁施工的灵活性与适应性，也为既有线路加固、改造工程提供便利。
Description
技术领域
本发明涉及一种铁路便梁快速运输、架设用拖车，特别适用于既有线路的加固、改造工程。
背景技术
伴随着交通运输工程的发展，针对既有铁路线的加固、改造工程正日渐增多，且施工期间需确保铁路线路正常运营。吊轨梁法、横梁加固法、纵横梁加固法、工字钢束梁法为一些常见的线路加固方法。其中，尤以纵横梁加固法中的便梁应用较为广泛。施工便梁在不中断线路运营的情况下，通过两侧主梁承担列车荷载，可保证既有线路下方工程的正常施工。作为临时性结构，施工便梁在工厂内预制完成后，运至施工现场进行安装。移梁法、吊装法等现有便梁安装方法均需在施工场地搭建额外的便梁架设装置或布置重型吊机，成本较高、工期较长，且因铁路沿线交通闭塞，大型施工设备进场困难，故现有便梁安装方法存在较大的局限性。因此，开展施工便梁的运输、架设装置研发对推进现有便梁施工技术发展具有重要意义。
机械工程发展与土木工程施工息息相关，各类机械设备的巧妙应用极大的提升了土木工程施工效率。吊机、传送机等传统机械设备已广泛应用于土木工程建设的各个领域，如：房屋建设、桥梁建设、隧道开挖等，且发展相对成熟。针对特定施工条件对传统机械设备进行灵活改造，可使之充分满足土木工程建设需要。自动化技术于20世纪60、70年代发展迅猛，以状态变量概念为基础的现代控制理论的发展及微电子领域的技术突破，使得利用微处理器实现机械设备控制成为可能，数控技术发展日新月异。结合数控技术对传统机械设备加以改进，实现自动化控制可提升机械设备操控精度，高效完成复杂情况下作业。低成本、高效率自动化技术正引起越来越多学者、工程技术人员的重视，该技术领域势必日趋完善。
以上均为本发明所述一种铁路便梁快速运输架设用拖车的实现提供了强有力的技术支持。可以预见，一种铁路便梁快速运输架设用拖车将节约铁路便梁的运输及架设成本，提高施工效率缩短工期，为既有铁路线路加固、改造工程提供便利，并对便梁施工技术的发展具有指导意义。
发明内容
技术问题：现有便梁架设施工技术，如移梁法、吊装法等，均需在施工现场搭建便梁安装附加结构或布设多台大型起吊设备，成本高效率低，且施工现场常位于交通闭塞区域，便梁及大型施工设备进场存在困难，故现有便梁安装方案存在较大局限性。本发明的目的在于针对现有便梁运输、安装所存在不足，提供一种铁路便梁快速运输架设用拖车，为节约便梁的运输、安装成本，提高便梁施工效率提供条件。
技术方案：本发明为解决技术问题所采用技术方案是：该铁路便梁快速运架用拖车包括：悬吊部拖车、传送部拖车、悬吊部、传送部及预制便梁共五部分；其中，悬吊部主要由控制部、吊挂部、动力牵引部及反力架组成；传送部主要由水平传送机械及反力挡板组成，悬吊部与传送部分别安置于悬吊部拖车及传送部拖车上。其中，悬吊部拖车底板加厚形成配重部以增加便梁悬吊时拖车体系整体稳定性，传送部拖车加设滑槽以便反力挡板滑动，便梁底部1/4与3/4点处加焊耳板并打孔方便吊索安装，铁路调车机头与悬吊部拖车由挂钩连接，反力挡板与水平传送机械有效固接经水平传送机械带动提供便梁水平向支反力。便梁安装时，由调车机头加挂所述拖车并搭载预制成品便梁驶往施工现场，待所述拖车停靠至指定位置后，拆除既有线路段并架设便梁。悬吊部与传送部均由控制部进行控制，便梁安装过程实现自动化。因便梁通过既有铁路线运输，解决了交通闭塞区域便梁进场的困难，增大了便梁施工的灵活性与适应性。
便梁吊装作业时要求悬吊部与传送部相互配合，便梁由传送部推出后至下放前，要求悬臂段始终保持水平，该过程索力控制公式如下：
(1)
其中
c= c 0 +vt+ Δ（c 0≤c≤c 0 +l+Δ） (2)
式（1）、（2）中，F 1为前吊索的索力；F 2为后吊索的索力；M为便梁总质量；l为便梁长度；h为悬吊部反力架高度；c为反力架与便梁间水平最短距离；c 0为反力架与便梁间初始水平最短距离；v表示水平传送机械推送速率；Δ表示吊装误差。同时，反力挡板所提供反力为：
（3）
式（3）中，F N 表示传送部挡板支反力，其余符号意义同式（1）、（2）。控制部通过调整动力牵引部输出功率实现前、后索的索力调整，并由式（1）至（3）协调与传送速率v、挡板反力F N 间关系，实现便梁水平传送吊装。待便梁水平推送至指定位置后，保持后索的索力不变，逐步降低前索的索力，将便梁前端下放于支座；而后，逐步降低后索的索力，使便梁平稳安装就位。解除便梁上吊索后，拖车沿既有线路撤场，并解除既有线路封锁。
有益效果：本发明主要适用于便梁结构的临时搭架，适用于既有线路的加固、改造工程。该便梁运架用拖车应用机械自动化技术，可实现便梁架设过程自动化，大大提高便梁架设效率，节约施工成本。与现有便梁施工方法相比，本发明所述拖车增加了便梁施工的灵活性与适应性，并可为既有线路加固、改造工程提供便利。可以预见，该铁路便梁快速运架用拖车必将在未来的铁路既有线路加固、改造工程中得到广泛应用，产生显著的社会和经济效益。
附图说明
图1是本发明实施例的铁路便梁快速运架拖车的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是图2的A-A剖面图；
图4是图1中拖车本体的结构示意图；
图5是图1中悬吊部的结构示意图；
图6是图5的俯视图；
图7是图1中传送部的结构示意图；
图8是图7的右视图；
图9是预制便梁的结构示意图；
图10是便梁吊挂状态示意图。
图中：控制部1；吊挂部2；动力牵引部3；反力架4；配重部5；悬吊部拖车6；传送部拖车7；水平传送机械8；预制便梁9；前吊索10；后吊索11；便梁带孔耳板12；拖车连接挂钩13；反力挡板14；反力挡板滑槽15；悬吊部16；传送部17。
具体实施方式
本实施例的铁路便梁快速运输架设用拖车如图1-图3所示，包括：悬吊部拖车6、传送部拖车7、悬吊部16、传送部17及预制便梁9。其中，控制部1、吊挂部2、动力牵引部3及反力架4共同组成悬吊部16；水平传送机械8及反力挡板14共同组成传送部17，悬吊部16与传送部17分别安置于悬吊部拖车6及传送部拖车7上。
如图4-图10所示，加厚10-15公分悬吊部拖车6底板形成配重部5以增加悬吊预制便梁9时拖车体系整体稳定性。传送部拖车7加设反力挡板滑槽15以便反力挡板14滑动。于预制便梁9底部1/4与3/4点处加焊便梁带孔耳板12方便吊索安装。拖车连接挂钩13设置于悬吊部拖车6前端，由铁路调机机头实现拖车牵引。反力挡板14与水平传送机械8由机械连接措施有效固接，经水平传送机械8带动提供预制便梁9水平向支反力。
安装前，由调车机头加挂所述拖车并搭载预制便梁9驶往施工现场，待拖车通过待拆除既有线路段并停靠后，刹车锁死拖车及调车全部车轮，拆除既有线路段并架设预制便梁9。悬吊部16与传送部17均由控制部1进行控制，预制便梁9安装过程实现自动化。通过控制部1对水平传送机械8推送速率、反力挡板14支反力及前吊索10、后吊索11的索力进行控制，可实现便梁由传送部17推出后至下放前悬臂段始终水平。
待预制便梁9水平推送至指定位置后，保持后吊索11的索力不变，逐步降低前吊索10的索力，将预制便梁9前端下放于支座并采取临时固定措施；而后，逐步降低后吊索11的索力，使预制便梁9平稳安装就位。索力释放过程由控制部1自动完成，荷载释放采用“斜坡”减载方式，索力卸载速率不超过10-15 kg/min。卸载完成后，解除预制便梁9上套索后，拖车沿既有线路撤场，并解除既有线路封锁。悬吊部16及传送部17自带油箱，可为预制便梁9架设全过程提供所需能源。本发明所述拖车，其设计遵照《铁路车辆设备设计规范 TB/10005-98》进行。
Claims (7)
1.一种铁路便梁快速运输架设用拖车，包括拖车本体，其特征在于：在拖车本体上安装有悬吊部和传送部，所述悬吊部包括控制部、吊挂部、动力牵引部及反力架，所述传送部包含有水平传送机械与反力挡板，所述悬吊部用于平衡预制便梁的重力，所述反力挡板用于推送预制便梁，所述拖车本体包括悬吊部拖车和传送部拖车，所述悬吊部安装于悬吊部拖车上，所述传送部安装于传送部拖车上，所述反力架设置在悬吊部拖车上，所述水平传送机械设置在传送部拖车上，所述预制便梁放置于传送部拖车的上部。
2.根据权利要求1所述的一种铁路便梁快速运输架设用拖车，其特征在于：所述悬吊部拖车底板加厚形成配重部，用于增加悬吊预制便梁时拖车整体稳定性，底板的厚度为10-15公分。
3.根据权利要求1所述的一种铁路便梁快速运输架设用拖车，其特征在于：所述传送部拖车上具有用于导引反力挡板滑动的反力挡板滑槽。
4.根据权利要求1所述的一种铁路便梁快速运输架设用拖车，其特征在于：悬吊部和传送部均与控制部控制连接，在预制便梁由传送部推出后至下放前，控制索力为：
其中c＝c0+vt+Δ(c0≤c≤c0+l+Δ)
式中，F1为前吊索的索力；F2为后吊索的索力；M为预制便梁总质量；l为预制便梁长度；h为反力架高度；c为反力架与预制便梁间水平最短距离；c0为反力架与预制便梁间初始水平最短距离；v为水平传送机械推送速率；Δ为吊装误差。
5.根据权利要求4所述的一种铁路便梁快速运输架设用拖车，其特征在于：反力挡板与水平传送机械由机械连接措施有效固接，经水平传送机械带动提供预制便梁水平向支反力：
式中，FN表示反力挡板水平支反力。
6.根据权利要求4所述的一种铁路便梁快速运输架设用拖车，其特征在于：待预制便梁水平推送至指定位置后，保持后吊索的索力不变，逐步降低前吊索的索力，将预制便梁前端下放于支座并采取临时固定措施；而后，逐步降低后吊索的索力，使预制便梁平稳安装就位。
7.根据权利要求6所述的一种铁路便梁快速运输架设用拖车，其特征在于：索力释放过程由控制部自动完成，荷载释放采用斜坡减载方式，索力卸载速率不超过10-15kg/min。
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