一種齒輪齒條伸縮過墩的橋梁檢修車

方杰

【摘 要】大型橋梁由于橋墩拱腳的存在，傳統(tǒng)橋梁檢修車由于不具備過墩功能而不能對(duì)橋梁進(jìn)行全方位的檢修。本文介紹一種通過齒輪齒條傳動(dòng)進(jìn)行伸縮過墩的橋梁檢修車。

【關(guān)鍵詞】橋墩拱腳；橋梁檢修車；齒輪齒條傳動(dòng)；伸縮過墩

一、引言

橋梁建設(shè)是國家重要的基礎(chǔ)建設(shè)之一，是關(guān)系社會(huì)和經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的生命線工程。為確保橋梁長期使用過程中的安全可靠，需要設(shè)計(jì)橋梁檢修車對(duì)橋梁設(shè)施進(jìn)行檢測(cè)和維護(hù)。瑞安市飛云江五橋主橋?yàn)槲蹇邕B續(xù)鋼桁系桿拱橋，其主橋下部共有4個(gè)主橋墩拱腳孔，由于這些橋墩拱腳孔的限制，傳統(tǒng)的檢修車因不能通過橋墩拱腳孔而不能對(duì)橋梁進(jìn)行全方位檢修，因此急需研發(fā)一種新穎的橋梁檢修車，能夠既快速安全通過橋墩拱腳孔，又能對(duì)橋梁進(jìn)行全面的檢修維護(hù)。

二、總體結(jié)構(gòu)介紹

飛云江檢修車是根據(jù)飛云江五橋橋梁結(jié)構(gòu)形式而設(shè)計(jì)具有伸縮功能的橋梁檢修車，全橋共設(shè)1臺(tái)檢修車，通過伸縮功能順利通過橋墩拱腳孔后可實(shí)現(xiàn)對(duì)全橋底部各個(gè)部位進(jìn)行檢修和維護(hù)，滿足該橋梁維護(hù)的使用要求。

如圖1所示：飛云江檢修車由主車架、伸縮車架、龍門架、伸縮機(jī)構(gòu)、走行機(jī)構(gòu)、電氣控制系統(tǒng)等部分組成。走行機(jī)構(gòu)通過鋼輪倒置在工字鋼軌道上走行，主車架嵌套在龍門架中與走行機(jī)構(gòu)相連，通過電氣控制系統(tǒng)控制走行機(jī)構(gòu)帶動(dòng)檢修車順橋向走行；同時(shí)，電氣控制系統(tǒng)可以控制伸縮機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)伸縮車架在主車架中伸展或者收縮。

三、伸縮過墩工作原理

如圖2所示，主車架由左車籠和右車籠組成，每個(gè)車籠底部和頂部設(shè)置導(dǎo)向輪和支撐輪，兩側(cè)各裝有一臺(tái)三合一伸縮減速機(jī)，減速機(jī)軸端自帶齒輪和反滾輪。主車架每個(gè)車籠各對(duì)應(yīng)有一臺(tái)伸縮車架，每臺(tái)伸縮車架兩側(cè)均布置一條齒條；伸縮車架每側(cè)的齒條跟對(duì)應(yīng)主車架車籠兩側(cè)的伸縮減速機(jī)的軸端齒輪進(jìn)行嚙合配合，同時(shí)通過車籠設(shè)置的的支撐輪和導(dǎo)向輪，對(duì)伸縮車架進(jìn)行支撐和導(dǎo)向作用。

當(dāng)需要進(jìn)行過橋墩拱腳孔時(shí)，電氣控制系統(tǒng)啟動(dòng)伸縮減速機(jī)，通過齒輪齒條傳動(dòng)，帶動(dòng)左右伸縮車架收縮到主車架車籠中，使整車達(dá)到過橋墩拱腳孔的最小極限狀態(tài)尺寸。

反之，控制伸縮減速機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，通過齒輪齒條傳動(dòng)，帶動(dòng)左右伸縮車架伸出到最大極限狀態(tài)，從而方便檢修人員對(duì)橋梁進(jìn)行全方位的檢修。

四、檢修車全橋檢修

本檢修車全橋檢修的所有動(dòng)作均由電氣控制系統(tǒng)控制完成，全橋檢修整體可分為橋梁跨中檢修和伸縮過墩檢修。

（一）整車橋梁跨中檢修

當(dāng)檢修車進(jìn)行橋梁跨中檢修時(shí)，啟動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行供電，電氣控制系統(tǒng)控制伸縮機(jī)構(gòu)通過齒輪齒條傳動(dòng)來驅(qū)動(dòng)伸縮車架從主車架車籠中伸出，達(dá)到最大極限狀態(tài)尺寸。關(guān)閉伸縮按鈕后，電氣控制系統(tǒng)控制4套走行電機(jī)同步前進(jìn)或同步后退，帶動(dòng)檢修車在軌道上順橋向走行，從而對(duì)橋梁跨中進(jìn)行檢修。檢修車橋梁跨中運(yùn)行狀態(tài)如圖3所示。

（二）整車過橋墩拱腳孔檢修

當(dāng)檢修車在跨中檢修完畢后，將檢修車開至橋墩拱腳附近后，關(guān)閉走行按鈕，停止檢修車走行。然后控制伸縮機(jī)構(gòu)通過齒輪齒條傳動(dòng)來驅(qū)動(dòng)伸縮車架收縮進(jìn)主車架車籠中，達(dá)到最小極限狀態(tài)尺寸。關(guān)閉伸縮按鈕后，電氣控制系統(tǒng)控制4套走行電機(jī)同步前進(jìn)，帶動(dòng)檢修車順利通過橋墩拱腳孔，如圖4所示：

待檢修車順利通過橋墩拱腳孔后，走行電機(jī)停止；啟動(dòng)伸縮模式，電氣控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)伸縮車架從主車架車籠中伸出，達(dá)到最大極限狀態(tài)，關(guān)閉伸縮按鈕，電氣控制系統(tǒng)控制4套走行電機(jī)同步前進(jìn)，繼續(xù)下一跨橋梁跨中的檢修操作。

五、齒輪齒條傳動(dòng)式伸縮過墩優(yōu)點(diǎn)

1、本檢修車采用三合一減速器驅(qū)動(dòng)齒輪齒條傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)檢修車伸縮過墩，操作便捷，工作效率得極高。

2、具備伸縮平穩(wěn)、動(dòng)力強(qiáng)，安全性高。

3、這種伸縮過墩方式為大型橋梁檢修領(lǐng)域樹立了新的標(biāo)桿。

六、結(jié)束語

大型橋梁由于橋墩拱腳的存在，傳統(tǒng)橋梁檢修車由于不具備過墩功能而不能對(duì)橋梁進(jìn)行全方位的檢修。飛云江五橋檢修車，首次將齒輪齒條傳動(dòng)作為一種伸縮方式用于大型過墩橋梁檢修領(lǐng)域，該檢修車具備伸縮速度快、平穩(wěn)、安全性高等優(yōu)點(diǎn)，解決過墩慢且安全性差的難題；為大型橋梁檢修領(lǐng)域樹立了新的標(biāo)桿，為國內(nèi)外首創(chuàng)。

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