多功能強臂破拆消防車應用技術研究

程 鈞，王麗晶

（應急管理部上海消防研究所，上海 200032）

近年來，隨著社會經濟的迅速發展，火災呈現出損失大、多樣化等特點，火災現場情況復雜，救援難度相應增大。在很多的火災現場，消防員與消防裝備無法從建筑物外部進行滅火，若進入建筑物內部進行救援，滅火效率低，無法保障自身的生命安全。在這種情況下，國內外消防車企業研發出了多功能強臂破拆消防車。當撲救大型油罐火災與中低層建筑內部火災時，多功能強臂破拆消防車的臂架可以穿透墻壁、窗戶以及房頂等，直接對準燃燒物并噴射滅火劑，及時控制火災蔓延，從而快速滅火[1]。多功能強臂破拆消防車可以高效完成救援任務，保障消防員的生命安全。

1 多功能強臂破拆消防車應用現狀分析

隨著社會經濟的發展，建筑面積越來越大，建筑高度越來越高，機械化程度越來越高，建筑內人員越來越密集，現有的普通消防車已經無法滿足其滅火的需求，越來越多的國內外消防車生產廠商開始著眼于研發多功能強臂破拆消防車。多功能強臂破拆消防車主要用于大型倉庫、地下室、悶頂火災、油罐火災、大跨度廠房等危險性較大的滅火救援現場。多功能強臂破拆消防車被稱為“力氣最大的消防車”，既能穿透屋頂和墻壁，又可以進行大流量噴射滅火，非常實用，其功能和破拆速度是云梯車加人工破拆器材所不能比擬的[2]。

2010 年，湖北首臺多功能強臂破拆消防車投入使用，由牡丹江森田特種車輛改裝有限責任公司生產，如圖1 所示。該車具有起吊、抓舉、破碎、破拆、18 m以上舉高噴射滅火五大功能，其強力臂上設有液壓鉗、液壓抓斗、液壓破碎錘3 個接頭，可快速更換，在地震救援中將發揮重要的作用，并且可以在滅火的同時進行破拆。

圖1 湖北首臺多功能強臂破拆消防車

2013 年，青島首臺多功能強臂破拆消防車投入使用，如圖2 所示。這臺消防車吊臂的頂端有一個直徑約30 cm 的鉆頭，既能穿透屋頂和墻壁，也能以3 000 L/min 水的噴速進行滅火。

圖2 青島首臺多功能強臂破拆消防車

2014 年，黑龍江省首輛多功能強臂破拆消防車在哈爾濱投入使用，如圖3 所示。該多功能強臂破拆消防車采用德國MAN 底盤，由意大利CTE 公司生產，其下車部分采用H 形支腿調平系統，上車部分采用獨有的高噴臂與破拆臂雙臂架結構。高噴臂采用強力多邊形截面構成的伸縮臂，最大工作高度達20 m，頂端固定美國AKRON 公司生產的電動水和泡沫兩用消防炮，流量大于等于3 800 L/min。破拆臂是目前世界上最先進的技術，由多節伸縮臂與折疊臂組成，不僅可以完成起吊工作，還配有液壓剪、抓攏鉗、鑿鉆、銑挖工具進行破拆，避免了消防員在滅火過程中可能受到的傷害。

圖3 黑龍江多功能強臂破拆消防車

2016-08-25，多功能強臂破拆消防車入駐廈門消防支隊特勤一中隊。該多功能強臂破拆消防車配備了15.8 m 的強有力機械手臂，最多可以吊起4.5 t 的重物，伸縮式功能使它的最大工作高度達到18 m，并可做110°旋轉動作。多功能強臂破拆消防車的強臂頂端配有由5 個刀齒組成的夯錘式炮頭，炮頭既可以噴水和泡沫，又可以進行破拆，可用于需要破拆的火災現場，如密閉的油罐、墻壁等。當強臂打通障礙物，就可以直接噴入泡沫起到覆蓋阻燃的作用。

2018-11-02，浙江省臺州市也引進了多功能強臂破拆消防車，如圖4 所示。該車配備了滅火系統、移動破拆系統和消防水炮。其中，滅火系統包括A 類泡沫和水，移動破拆工具組為奧地利進口，最大擴展壓力為22 t，最大剪切壓力為15 t，消防水炮包括快攻滅火系統和電動感消防水炮，快攻滅火系統包括滅火槍、56 m 電動卷盤，它的特點是無需鋪設水帶即開即用，電動感消防水炮的特點是泡沫射程40 m，水直流射程55 m，可通過駕駛室內遙感控制。

圖4 臺州多功能強臂破拆消防車

2 多功能強臂破拆消防車應用技術研究

2.1 多功能強臂破拆消防車的組成

多功能強臂破拆消防車主要包括底盤、副車架、臂架、前后支腿和轉臺等，具體的結構如圖5 所示。

圖5 多功能強臂破拆消防車整體結構示意圖

多功能強臂破拆消防車的底盤一般根據重型卡車進行改制而成，底盤主要根據其承載重量而進行選擇，對于底盤的改裝要符合國家標準的規定。

副車架是和支腿連接在一起的，工作時是很重要的受力結構。

臂架對于多功能強臂破拆消防車來說非常的重要，是主要的受力構件，它關系著多功能強臂破拆消防車的承載能力、穩定性、經濟性等整車性能。

2.2 破拆臂的動力學分析

破拆臂是多功能強臂破拆消防車的重要構件，它使得多功能強臂破拆消防車可以實現高噴滅火、破拆、起吊、舉升、照明等功能。因此，需要對多功能強臂破拆消防車的破拆臂進行動力學仿真分析，具體的仿真分析過程如圖6 所示。

圖6 破拆臂動力學仿真分析流程圖

從圖6 中可以看出，破拆臂架的動力學分析主要包括多剛體動力學分析和靜力學模態分析[3]。通過多體動力學分析，得到工作過程中臂架系統各油缸、鉸點受力變化情況以及臂架結構的應力分布情況，為臂架結構的強度設計提供依據；通過模態分析以及臂架姿態對固有頻率影響的探討，得到臂架的振動特性，為臂架的減振設計奠定基礎。

3 結束語

隨著社會經濟的發展，滅火救援的現實需要以及技術的更新，多功能強臂破拆消防車將會呈現出以下趨勢：①市場更加活躍。隨著搶險、救援的場合越來越復雜，多功能強臂破拆消防車將會突顯出其優勢。越來越多的城市將會配備多功能強臂破拆消防車，多功能強臂破拆消防車的市場將被打開，需求量將會大幅增加，市場競爭也會隨之變得激烈。②規格愈加多樣。隨著市場需求的多樣化，多功能強臂破拆消防車的種類將更加齊全，規格與參數也將更加豐富，相應的標準也在不斷的完善。③技術愈加成熟。隨著科學技術發展，市場對多功能強臂破拆消防車的需求將不斷增多，客戶將不僅滿足于多功能強臂破拆消防車破拆、噴水滅火等基本功能的實現，將會更全面地關注其質量和性能。消防車企對研發投入的增加，也會使得多功能強臂破拆消防車技術更加成熟。