一種新型電池驅動軌道平車在中小河流攔污柵橋清污中的應用

吳奎 萬鵬 向耕

摘 要：為解決某中小河流攔污柵橋采用雙向門式清污機清污效率低問題，結合長臂挖機在河流清污中高效特點，利用門機行走軌道設計一款新型電池驅動軌道平車，使挖機在平車上穩(wěn)定高效移動作業(yè)。此方案提高了該河流清污效率，保障了攔污柵橋汛期洪水過流通暢，對類似河流的清污工作具有借鑒作用。

關鍵詞：攔污柵橋;雙向門式清污機;電動平車;水草打撈

1 工程概況

該河流攔污柵橋如圖1所示位于倒虹吸上游河床上，距倒虹吸進口閘室約800m，倒虹吸設計流量為210m3/s（P=5%），攔污柵橋設計全長151m，橋頂高程為34.75m（1985黃海高程，下同），采用整板基礎，底板厚度為1.2m，下設10cm厚C10砼墊層，攔污柵橋底板頂面高程為27.15m，建基面高程為25.85m。攔污柵橋兩側采用空箱及連接箱涵，攔污柵橋單孔過流凈寬為4.9m，共22孔。攔污柵橋配置一臺2×250kN-16m雙向門式清污機，提柵額定荷載2×250kN，清污額定荷載2×160kN，起升高度16m，軌道型號QU80，軌距5m。

2 雙向門式清污機局限性

該河流水體營養(yǎng)豐富，水草生長迅猛，汛期大流量來水時，上游水草呈聚集式流動，在倒虹吸進口形成聚集，造成水位雍高，嚴重影響上游河堤安全。考慮倒虹吸進口清污不便且安全隱患較大，設計在倒虹吸上游800米處新建攔污柵橋，將水草攔截在攔污柵上游，采用雙向門式清污機進行打撈。實際清污過程中發(fā)現，清污門機在作業(yè)孔洞抓完水草后，水草呈密實連結狀，不能隨即流入作業(yè)孔洞。此外，清污門機對孔耗時較長，熟練工完成一個工作流程（大車移位-對孔-下爪-上提-小車移位-卸污-小車歸位）需要5分鐘以上，清污效率較低，不能滿足汛期搶險需要。

3 解決措施

3.1 解決思路

根據當地防汛部門多年實踐經驗，一般采用長臂挖機（KOMATSU PC210）在中小河流進行水草打撈，考慮其操作方便快捷，工作循環(huán)每次約30秒，且能將密結水草拖拉到清污門機作業(yè)區(qū)），假設用長臂挖機在橋上行走打撈水草，便可與清污機進行聯(lián)合打撈作業(yè)。由于攔污柵橋未設計挖機作業(yè)平臺，結合門式清污機現有行走軌道，提出設計一款軌道平車，為挖機提供一個安全平穩(wěn)、移動靈活的作業(yè)平臺。經專家會審，此改進方法具備可行性、高效性。

3.2 平車驅動方式對比

根據運行方式分為軌道平車系列和無軌平車系列;根據供電方式分為蓄電池平車系列、電纜卷筒平車系列。

軌道平車系列可分為蓄電池軌道平車、卷纜軌道平車、低壓軌道平車、軌道牽引車、電動軌道檢查車等等。

平車的載重常見的5噸到100噸，特殊的應用如船舶、航空等可達幾百噸甚至更高。幾種平車優(yōu)缺點對比見表1所示：

3.3 電動平車選型

根據本河流水域環(huán)境、工程的汛期搶險作業(yè)要求、實際特點及應用場景，經過比選，采用蓄電池驅動軌道平車為挖機提供移動作業(yè)平臺，為本項目最佳的技術方案。

推薦采用KPX-40T蓄電池驅動軌道平車，充分運用機電一體化技術，采用遙控操作電動平車運行，嚴格保證電動平車運行的可靠性。并設有超限位保護、短路保護、電機超負荷過載保護等功能。通過平車上的接近開關和在軌道兩端預埋的感應裝置實現超限位保護;平車的兩端還設有聲光報警器。主要技術參數如下表2所示：

由于是橋面移動作業(yè)，還應考慮防傾覆設計，見圖2所示在軌道兩側安裝可調整及拆卸滾輪，可防止設備晃動產生重心偏移而導致的傾翻。

3.4 設備制造裝配方式

平車設備采用整體焊接，組成整體框架，并進行去應力退火，確保質量和剛度。對零部件的表面處理如法蘭、鍍鉻、涂漆等按照圖紙要求和國家有關標準進行工藝過程控制，對顏色、厚度、光澤等嚴格按國家有關標準進行控制把關。按照產品的結構編制合理的設備裝配工藝流程，組裝時要按照先進行部件及中小總成進行組裝、尺寸檢驗和功能測試，確認無誤方可進入整體裝配。

4 應用實效

攔污柵橋門式清污機日均清污水草約200噸，新型蓄電池驅動軌道平車投入運行后，攔污柵橋日均清污水草能力達到450噸。電動平車操作簡單，運行平穩(wěn)、靈活便捷的特點，降低了清污作業(yè)難度，實現清污機與長臂挖機聯(lián)合作業(yè)，提高了水草打撈效率。在歷年汛期清污搶險作業(yè)中發(fā)揮了巨大功效。2020年6月，河流面臨大汛考驗，35天內完成了首輪水草打撈任務，共計15692.18噸，單日最大打撈量達482噸。保障了河流行洪通暢，突顯出較大的應用價值，得到當地防汛指揮部的高度嘉獎。對類似河流的清污工作，具有良好的借鑒作用。

5 結語

通過對電動平車的選型及優(yōu)化設計，使其應用于各種移動作業(yè)平臺。經實際生產運行驗證，此款新型電池驅動軌道平車設備平穩(wěn)可靠、操作方便、維護簡單，滿足工藝技術要求。同時，建議定期做好鋼軌、平車、驅動電機、行走機構的檢修保養(yǎng)，保持軌道電動平車工況良好狀態(tài)，并配備應急電源，發(fā)揮更大的經濟效益。

參考文獻：

[1]丁長紅.電動平車供電方式改造[J].設備管理與維修，2009（06）：43-44.

[2]強常軍.電動平車設計技術方案研究[J].機電信息，2012（12）：150-151.

作者簡介：吳奎（1984— ），男，本科，水利電力工程師，研究方向：水利工程運行管理。