關于大跨度輕量化橋梁檢測車的研究

夏杰 郭佳鵬 文藝 蔣瑞鋒

摘 要：橋梁檢測車是在二類底盤基礎上加裝專用裝置的特殊專用車輛，用于橋梁的檢測及加固時提供作業平臺。受GB/1859車輛總重的要求，車輛不能超重，同時要滿足雙向八車道及十車道的寬度要求以及人行道較寬的要求，估開發了輕量化大跨度22m橋梁檢測車。

關鍵詞：橋梁檢測車;輕量化：大跨度

中圖分類號：U472 ?文獻標識碼：A ?文章編號：1671-7988（2020）06-59-03

Abstract： Bridge Detection Vehicle is a special vehicle equipped with special device on the basis of secondary chassis， and used for bridge detection and reinforcement. Subject to GB/1859 gross vehicle weight requirement， vehicles must not be overweight， and it should also meet the requirements of two-way eight-lane and ten-lane and wide sidewalks， so the lightweight and long-span 22m bridge detection vehicle was developed.

Keywords： Bridge Detection Vehicle; Lightweight; Long-span

CLC NO.： U472 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）06-59-03

前言

橋是一種架空的人造通道，是道路的一部分。中國橋梁的歷史非常悠久，古代有趙州橋，近代有錢塘江大橋。隨著中國經濟的發展，越來越多的橋梁出現，僅宜賓以下的長江干流上，就達130多座。目前世界知名前十座橋梁，中國占據5座，包括世界上最長的跨海大橋-珠港澳跨海大橋。橋梁的驗收、使用過程的檢測及橋梁的加固等等工作，依靠傳統的方式無法完成，這就需要提供一個平臺的一種特殊的工程車輛供使用。

經過引進、消化、吸收在借鑒國外的基礎上，國內有徐工、宇通、杭州專汽等廠家進行橋梁檢測車的生產，設計出更符合中國操作習慣的車輛。由于城市內雙向八車道及十車道的橋梁人行道的寬度較大，正常的作業車輛跨寬3米無法滿足需求，有的增加配重來滿足跨寬的要求，出現超重不符合法規要求。

基于此種情況，陜汽集團開發跨寬3.7米，水平作業范圍達22米橋梁檢測車，來滿足雙向八車道或十車道的橋梁檢測。陜汽大跨度（3.7米）22米轉臺橋梁檢測車是國內獨一家整車生產的廠家。底盤采用陜汽新M3000國六底盤，配備低頂駕駛室;采用黃金搭配：濰柴發動機（P7，350馬力）+法斯特變速箱（九檔）+漢德車橋，來保證底盤可靠性;由陜汽大同專用汽車有限公司完成上裝的結構件的焊接、機加工與整車裝配工作。

1 整車及工作狀態參數

1.1 整車基本參數見表1

1.2 工作狀態基本參數見表2

2 工作過程簡述

此車停靠在橋邊，橋面平整結實，再觀察人行道的寬度及聲屏障的高度是否在此參數范圍內。駕駛人員按下取力器按鈕，啟動定量泵，操作人員操作下車手柄，按順序分別推動后橋穩定器、行走輪油缸、配重伸到極限，放下行走輪的安全卡。駕駛人員可松手剎且油路切換到上車，旋轉第二旋轉體，使上裝專用部分脫離支架，根據人行道的寬度和護欄來調整主臂的變幅，及升降梯的角度。這三個動作可交叉及同步進行，最終第二回轉體到90°，升降梯豎直;下一步把工作平臺放置水平位置。工作人員通過爬梯到達作業平臺，操作第一回轉體處多路閥，根據橋的厚度使升降梯下放，旋轉第一旋轉體，及伸縮工作平臺，使到達合適位置，需要整車移動時，可操作此處的液壓手柄，使行走輪工作，帶動整車移動。

3 分系統組成及特點

SX5321JQJ橋梁檢測車工作狀況和外形如圖1所示。

3.1 底盤部分

橋梁檢測車的底盤采用黃金供應鏈即維柴發動機（國六發動機）+法斯特九檔變速箱+漢德車橋。排氣管、氣包電瓶支架燃油箱，根據上裝布置要求進行合理固定;大梁的后懸長度根據總長的需要一次裝配到位，省去二次改裝時麻煩，體現整車一體化設計的優點。后橋采用空氣懸掛系統，減震利于保護上裝裝置。變速箱自帶內花鍵取力器，可用定量泵直接連接;自帶車載互聯網系統，利于車輛的管理，用手機下載對應的軟件，可以看到車輛油耗狀況，工作時長等。

3.2 上裝專用部件

此車的專用裝置主要由上裝部件、液壓、電器組成。上裝部件含：工作平臺、第一旋轉體、升降臂、導軌、主臂、第二旋轉體、副車架、副車架連接、輔助箱體等。

3.2.1 工作平臺

工作平臺機構主要由油缸、伸縮馬達、鏈條、滑塊、一伸縮臂、二伸臂等組成。油缸控制工作平臺的角度，工作平臺在工作狀態的角度是±3°;二伸臂的伸縮是由伸縮馬達控制，根據工作需要，可伸縮二伸臂，使工作范圍達到22米，鏈條采用三排10A-3，有效提高安全性，防止斷裂。兩節臂體伸縮采用7系列航空鋁材質，利于整車的輕量化。

3.2.2 第一旋轉體

第一旋轉體主要由回轉減速器、液壓馬達、回轉支承、第一旋轉體結構件、螺栓等部件組成。回轉支承采用定制，單排比常規的厚度減少30mm，即滿足人員通過，又能減輕重量，起到減重的效果。通過此處多路閥控制進入液壓馬達液壓油的方向，實現第一旋轉體順、逆時針回轉，即可控制作業平臺擺動，旋轉范圍0°～180°。

3.2.3 升降臂

升降臂總成主要是調節工作平臺的高低位置，便于達到橋下合適的高度，通過升降梯的兩個油缸伸縮沿著連接架的方向運動。內置爬梯，工作人員通過爬梯到達工作平臺。

3.2.4 導軌

導軌由垂直伸縮油缸、滑塊及連接架結構件組成。油缸底座固定于連接架上，杠桿固定于升降梯的連接耳處，通過油缸的伸縮帶動作業平臺上下移動。此處設有滑塊，減少升降臂與導軌之間的摩擦力。

3.2.5 主臂

主臂主要由主臂結構件及液壓油缸組成。通過控制主臂油缸活塞桿的伸縮來調整主臂結構件的仰角，調節跨越人行道的寬度及跨越人行道的高度。跨越人行道的寬度取決于主臂的長度，長度愈長跨越的人行道越寬。

3.2.6 第二旋轉體

第二旋轉體主要由回轉減速機、回轉支承、主臂液壓油缸及回轉結構件等組成。回轉結構件位于車架結構件右邊緣，通過上車多路閥控制進入回轉減速機來控制回轉結構件逆時針回轉，回轉90°時有機械限位。

3.2.7 副車架

副車架是由車架結構件、行走輪總成、穩定器總成、配重總成、箱體罩、主副連接板等部件組成。車架結構件與汽車底盤通過連接板及U型螺栓連接。右側兩組行走輪的四個連接座焊接于車架結構件的大梁上;四組后橋穩定器的底板用螺栓連接在車架結構件的大梁側面，在作業時通過多路閥控制后橋穩定的油缸伸出，油缸的缸桿支撐在車橋上面，使車架結構件與地面形成相對的剛性接觸，從而減少整車作業狀態的晃動性。配重總成主要包括配重體、液壓油缸、油缸支座等零部件。在工作狀態下需要把配重推到左側，增加工作狀態的穩定性。

3.3 液壓系統

液壓系統主要由馬達、回轉/行走減速機、液壓鎖、平衡閥、兩組上車多路閥、下車多路閥、定量泵等元件構成。兩個支腿的伸縮通過下車多路閥控制實現;在尾部的箱體內布置有操作手柄，可控制后橋穩定器、配重的伸縮上及下車的切換;同時箱體內還布置有一組上車多路閥，控制第二回轉體的旋轉、主臂變幅、升降臂變幅、伸縮臂變幅四個動作;另一個多路閥安裝于第一回轉體處，控制五個動作，可以完整的把作業人員及設備送到橋下指定的位置。

3.5 電氣系統

電氣系統采用CAN總線和遙控無線通信，基于分布式設計，實現各個動作的遙控操作。由控制器、顯示屏、接近開關、傾角傳感器、遙控器、角度傳感器等電器件構成，為整車提供安全提示報警功能、上下車互鎖功能、遙控操作功能、有線對講功能、急停卸荷功能、“雙屏同顯”視頻監控功能、聲光系統以及220V交流用電功能。智能化程度高，操作方便，保障橋梁檢測車安全可靠運行。

4 性能特點

4.1 后橋穩定器提高與地面的剛性接觸能力

4.2 尾部增加移動配重，增加工作狀態的穩定性

4.3 主臂采用變幅結構形式

可有效降低整車高度，同時又能提高跨越橋邊障礙物的能力，及跨越人行道的能力。根據人行道和障礙物高度的不同可以進行調節。

4.4 采用輕量化設計方案

一回轉機構采用轉臺式，相比平行四邊形輕了很多，一伸臂采用鋁合金結構，滿足強度要求。

5 結束語

此款橋梁檢測車跨越人行道最大極限寬度達3.7米，同時整車重量符合GB1589的規定，進一步滿足多種橋梁的驗收檢測、維修、加固的需求。為橋梁安全使用起到保駕護航的作用。

參考文獻

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