液壓電氣控制系統(tǒng)在鐵路棧橋中的設計與應用

殷法聽

摘要：在煙大鐵路輪渡項目中，鐵路棧橋?qū)儆谥匾M成部分，在鐵路棧橋中應用了先進的技術及設計理念，其中，“兩橋一坡”、“一對五滑動道岔”均屬于煙大鐵路輪渡鐵路棧橋的關鍵技術。但棧橋的作用若要得以發(fā)揮，需要液壓電氣控制系統(tǒng)支持，通過液壓電氣控制系統(tǒng)能夠利用升降功能使兩橋成一坡度運動，并實現(xiàn)“一對五滑動道岔”的作用發(fā)揮。因此，本文將對液壓電器控制系統(tǒng)在煙大鐵路棧橋中的設計與應用進行探究。

關鍵詞：液壓電氣控制系統(tǒng);鐵路棧橋;設計;應用

煙大鐵路輪渡是我國最長的海上鐵路運輸通道，其主要組成部分—鐵路棧橋，采用了先進的設計理念和技術，它由平面成等腰梯形的陸區(qū)橋、船區(qū)橋兩跨下承式鋼板梁鉸接，棧橋通過液壓、電氣控制系統(tǒng)控制懸掛在提升門架上的兩對升降油缸進行升降作業(yè)，使兩橋基本成一坡度進行運動;橋面設有軌道，并通過設在陸區(qū)橋上的“一對五滑動道岔”實現(xiàn)陸上與陸區(qū)橋接陸端的一股道與渡船上五股道的對接。但若要實現(xiàn)“兩橋一坡”以及“一對五滑動道岔”技術的實現(xiàn)，必須重視液壓電氣控制系統(tǒng)的應用。

1.“兩橋一坡”與“一對五滑動道岔”概述

1.1“兩橋一坡”概述

“兩橋一坡”技術屬于一種自動調(diào)節(jié)技術，鐵路棧橋最大坡度通常會受潮汐、浪涌、裝載重量、車列活載等方面所影響。而最大坡度代數(shù)差與車輛下部限界、不脫軌、不脫鉤等因素相關，為了減小壓船力，將橋梁劃分為船區(qū)橋（長29.855m）和陸區(qū)橋（長52.645m），然后通過支座、液壓電氣控制系統(tǒng)、提升架等設備設施使兩橋保持同一坡度，即“兩橋一坡”，其中液壓電氣控制系統(tǒng)發(fā)揮著核心作用[1]。

1.2“一對五滑動道岔”概述

所謂“一對五滑動道岔”指的是一股軌道設置在接陸端，而另外五股軌道設置在渡船端，股道分岔以一組五開道岔形式來實現(xiàn)的。在軌道上使用的軌道轉(zhuǎn)轍器為滑動梁，能夠平行移動，主要是由五道橫梁、三道縱梁和附帶橫向梯形橋面板構(gòu)成，橋面板鋪設軌道共五股[2]。軌道轉(zhuǎn)轍器需要在陸區(qū)橋上面安裝，并且還需要在梁段設置液壓裝置，通過變換其位置來將列車行駛的軌跡予以改變。

2.液壓電氣控制系統(tǒng)的初步設計

2.1液壓系統(tǒng)的設計

液壓系統(tǒng)由液壓站、液壓管路以及電氣和控制系統(tǒng)等部分組成。首先，液壓站設置在位于橋臺岸側(cè)陸地上的設備間間內(nèi)。中心及船區(qū)升降油缸均設置有SMIK測量系統(tǒng)，活塞桿表面涂裝耐腐蝕的陶瓷涂層，其主要設計參數(shù)見表1。

其次，每個船區(qū)升降油缸配置一個蓄能器單元。蓄能器單元設置在控制室下層，由容量為2個200升的液壓蓄能器和12個24升的氮氣瓶組成。蓄能器的容量可滿足船區(qū)升降油缸活塞走行約1000 mm，并使棧橋接船端減載大約45t×2;第三，靜態(tài)支撐桿有兩組，用于棧橋處于非工作/維修狀態(tài)時承擔橋體自重，分別設置在中心升降油缸和船區(qū)升降油缸下部;第四，預拉伸構(gòu)件由預拉伸油缸、蓄能器單元、導向件、連接件、剪切銷等部件組成，設置在船區(qū)橋接船端兩側(cè)，用于棧橋工作狀態(tài)下拉緊渡船;最后，轉(zhuǎn)轍裝置推動油缸兩組，設置有位移傳感器系統(tǒng)，用于股道轉(zhuǎn)換和鎖定，股道對接精度為±1 mm。

2.2電氣控制系統(tǒng)的設計

電氣控制系統(tǒng)主要由下列設備組成：總電源開關柜、配電柜、控制臺等。首先，在電源方面：棧橋附近的變電所可按一級負荷向棧橋動力設備提供三相380V，800kVA 電源，電源引入總電源開關柜。其次，在控制系統(tǒng)功能方面：控制系統(tǒng)具有執(zhí)行控制內(nèi)容、監(jiān)視并反饋系統(tǒng)操作運轉(zhuǎn)情況以及分析、處理、儲存控制過程數(shù)據(jù)三項功能;最后，在控制模式方面：控制系統(tǒng)具有自動和手動兩種控制模式，通過控制臺上的自動/手動選擇器進行選擇。

3.液壓電氣控制系統(tǒng)在鐵路棧橋中的應用

液壓電氣控制系統(tǒng)在鐵路棧橋之中的應用主要體現(xiàn)在對棧橋的全自動控制過程。

首先，棧橋液壓泵站啟動，預拉伸構(gòu)件伸出，橋體上升至停靠位并解鎖，然后下降，在下降過程中，船區(qū)升降油缸最小下降速度為2.00m/min，將中心油缸的下降速度為1.50 m/min，下降過程中SMIK和傾斜儀測量系統(tǒng)對升降液壓缸同步情況進行檢測，并隨時調(diào)整，確保兩跨橋處于同一平面。當超聲波傳感器檢測船橋間垂直距離約500 mm時，橋體下降速度減至0.50 m/min。當壓力傳感器壓力降低至45bar，同時水平超聲波傳感器檢測到渡船后，棧橋與渡船進入隨動狀態(tài)，隨動速度為3.20m/min。隨后啟動蓄能器單元工作，使預拉伸構(gòu)件保持預拉力。至此，船橋搭接作業(yè)完成，棧橋與渡船處于隨動的工作狀況。

其次，需要操作“一對五滑動道岔”轉(zhuǎn)換股道，并確認對接誤差在±1mm范圍內(nèi)。然后打開欄桿，開啟上（下）橋信號燈，如此往復操作，完成火車車輛上下船取送作業(yè);在棧橋作業(yè)過程中時，電氣閉環(huán)控制系統(tǒng)對橋體檢測信號、縱橫傾斜度及變坡角進行監(jiān)控，如出現(xiàn)橋面縱橫傾或邊坡角偏離正常值，控制系統(tǒng)進行自動調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)“兩橋一坡”，以免發(fā)生事故。

最后，完成火車車輛上下船取送作業(yè)后，需要將橋上信號燈及欄桿關閉，并將鐵路棧橋進行船橋解脫，提升至停靠位至鎖定，使棧橋由工作位轉(zhuǎn)換成非工作位。

4.結(jié)束語

綜上所述，在鐵路棧橋“兩橋一坡”和“一對五滑動道岔”開展的過程中，液壓電氣控制系統(tǒng)發(fā)揮著關鍵的作用，通過對該系統(tǒng)的設計和應用進行探究可了解到，合理的對液壓電氣控制系統(tǒng)進行設計和應用，能夠有效實現(xiàn)“兩橋一坡”及“一對五滑動道岔”操作，證實了液壓電氣控制系統(tǒng)的重要作用。

參考文獻

[1]林立文. 液壓移動仰拱棧橋施工技術研究[J]. 公路，2020，65（8）：429-432.

[2]冉洪濤. 探究液壓系統(tǒng)設計中的應用技巧[J]. 內(nèi)燃機與配件，2020（2）：81-82.