铁路铺架机组过轨运输中存在问题的思考

铁路铺架机组过轨运输中存在问题的思考

何会

何会

中铁十五局集团第六工程有限公司河南洛阳471013

摘要：铁路铺架机组是客货共线铁路建设的主要装备。然而铁路铺架机组在过轨运输上存在诸多问题。本文即分析了铁路铺架机组过轨运输中存在的问题，又从管理和技术改造两方面详细阐述了铁路铺架机组过轨运输问题的相关建议。

关键词：铁路；铺架机组；过轨运输；改造；管理

一、概述

铁路架桥机和铺轨机（简称铺架机组）是我国客货共线铁路建设的主要施工装备，铺架机组原设计均为铁路车辆过轨运输，且均为超级超限运输条件。随着我国铁路六次大提速，特别是行政许可制度实施后，铺架机组通过营运铁路采取过轨方式运输，安全风险高，手续繁杂，运输周期长。铺架机组在返厂维修和转场运输上存在诸多困难，直接影响铁路建设的正常进行。因此，研究铁路铺架机组过轨运输问题具有重要的意义。

二、铁路铺架机组过轨运输中存在的问题

（一）铺架机组无法维修

按照规定，铺架机组需要到有维修资质的企业进行维修，但由于其数量有限，且流动性强，分散于全路各地，而行政许可资质要求门槛过高，因此有意按照行政许可程序申请铺架机组维修资质的厂家不多。截止目前，尚没有一个厂家(车辆段)获得了铺架机组车辆的维修资质。并且由于行政许可实施后，原有厂家(车辆段)都以没有资质为由不愿给施工单位进行设备维修，致使目前已达到修程的部分铺架机组无法进行维修。不仅严重影响铁路运输的安全，而且直接影响铁路建设的正常进行。

（二）新造铺架机组与既有铺架机组界定不明确

目前在用的铺架机组，大部分是在纳入行政许可管理之前投入使用的。由于历史原因，大部分设备无法按行政许可的规定提供申报许可的资料。为使现行制度行之有效，相关部门将铺架机组分为新造和既有两类，并通过补充规定对既有设备过轨运输时所需行政许可手续做出了简化规定。但在具体执行过程中，一些铁路局运输管理部门对新造和既有理解不一致，特别是对新生产的已有型号设备应归哪一类理解不同，致使部分新生产出来的设备无法过轨运输。既有铺架机组在铁路建设过程中，一个建设周期一般都要两三年，建设过程中又不可能中途停工去发运机组进场检修，所以会导致一部分相关手续会过期，再次发运过程中一些铁路局运输管理部门会出于安全因素的考虑提出各种要求，补办各项手续，致使发运过程相当漫长，有时会长达两年之久。

（三）对铺架机组车辆技术性能上的特殊性认识不足

这表现在如下方面:

1、铺架机组主要用于铁路建设，不同于主要用于运输的普通铁路车辆，因此其下车部分采取的前五后四的转向架，不同于普通货车。

2、为实现施工现场短距离的走行，铺架机组上车安装了发电机，在车辆轮对上安装动轴，但在国铁上运输时，按无动力自轮运转设备的规定编入列车运行。所以铺架机组车辆既不同于无动轴的普通货车，也不同于具有牵引动力的机车。

3、由于保有数量少，一直处于单件小批生产状态，因此不能套用大批量生产的机车车辆的办法进行管理。

三、铁路铺架机组过轨运输问题的相关建议

（一）施工企业应加强对铺架设备的管理

铺架机组虽然是铁路建设不可缺少的专用设备，但多年来施工企业一直依靠铁路车辆厂(段)来完成设备的维修工作，自身技术力量和技术储备很差。而且由于设备流动性强以及自身管理制度上的不完备，特别是某些单位存在的侥幸心理，所以尽管各级部门三令五申，但铺架机组在运输途中发生事故的现象一直未杜绝，严重影响铁路运输安全。所以施工企业对此问题应给予高度重视。特别是在国家相关制度还不能及时完善的情况下，更应该作细自身的管理。

（二）加强对铺架机组的技术改造，使其适应过轨运输要求

1、架桥机结构改造设计

（1）机臂改造设计

机臂是架桥机的主要承载部件，为多闭室薄壁箱形梁结构。机臂是材料为Q345C钢板的焊接箱形梁，箱形梁两边设有上下耳梁。上耳梁作为机臂在一号柱和二号柱上的滑行轨道，下耳梁作为吊轨小车和吊梁小车的走行轨道。截面尺寸为1330mm×1220mm（高×宽），总长为48m。

在全悬臂、跨中吊梁及吊梁横移3种工况下，机臂将产生弯曲及弯扭组合变形。由于支承点与载荷作用点主要集中在耳梁上，使耳梁受力状态比较恶劣。由于机臂超长超重，在综合考虑各种施工工况的情况下，在合适位置将机臂截断成4段。

（2）车体改造设计

主机车辆为自带动力的专用车辆，由车体、转向架、牵引走行装置、空气制动系统等组成。车体为箱形梁组成的框架结构，车体侧梁设有燃油箱，车体前端和后端各设两个液压支腿，车体上平面设有拖梁小车轨道，拖梁小车拖拉机构也安装在车体内。车体中部安装有柴油发电机组。车体还布置了空气制动系统、液压系统和电气系统。

在综合考虑车体结构、柱体位置、燃油箱、制动和泵站等位置分布的基础上，将车体按图示位置截成3段。

2、节段接头型式的选择与设计

（1）节段接头型式的选择

起重运输机械金属结构常用的连接方法有：铆接、焊接、螺栓连接和销轴连接等。而拼装式节段连接的方法只能选择螺栓连接和销轴连接。安装拼接多采用高强度螺栓连接且多用双拼接板。

此种接头形式主要由上下盖板承受弯矩，左右腹板承受剪力。架桥机机臂为单主梁式，一号柱和二号柱在机臂上部穿行，小车在机臂下部滑行，而此种方式有螺栓头伸出，上下左右空间均受限制，因此此种接头不可行。

（2）机臂接头和车体接头设计

根据实际情况分析，本文机臂接头和车体接头均采用铰销式。此种接头弯矩和剪力均靠两销轴承受。而机臂箱梁受力比较复杂，由于吊梁小车落梁时存在横移梁片工况，机臂会承受弯矩、剪力和扭矩的作用，故销轴式连接通常用多块连接耳板形成多个受力点来共同抗弯、抗剪和抗扭。

3、机臂接头受力计算分析

（1）计算结果分析

接头受力最大工况：主动吊梁小车起吊梁片，行至接头正中间所受载荷最大，此时接头处承受1000T.M弯矩。接头处主要是针对销轴（材料为40Cr，许用压应力为540MPa，许用剪应力224MPa）和连接板（材料为Q345C，许用挤压应力为295MPa，许用拉应力为210MPa）进行受力分析。通过近似计算分析，销轴和连接板的应力均在许用范围内。

（2）有限元模型计算结果分析

运用ANSYS建立有限元模型进行分析，为了建模方便，同时保证计算结果偏安全，模型中取从零号柱到一号柱的机臂长度（37.38m），中间为接头部分，在中间加载1000t?m的弯矩，转换成加载108t的力。通过计算以及有限元分析，接头处的受力在材料的许用应力范围内，满足实际工况要求，设计合理。车体由于受力明确，没有机臂复杂，受力也较小，不再赘述。

（三）政府部门应制定切实可行的行政许可程序

对于维修企业资质的行政许可，应充分考虑铺架机组数量少、流动性强，维修业务少的特点，可采取一些灵活的管理办法:如批准生产制造企业同时具有维修资质，或者将全国划分为几个区域，在不同区域选择一家铁路机车车辆工厂授予维修资质，这样既可以大大减少施工企业维修前的长途运输，更保证了行车安全。对于维修时上下车安装质量影响走行安全的问题，可在行政许可中增设维修安装认证环节，即上下车组装完毕由制造厂进行检查，出具安装验收证明作为过轨运输申请的必备资料。这样可以明确下车维修和上、下车组装的安全责任，避免发生责任不清、互相推诿的现象。

（四）政府与企业探讨新形势下的管理机制

对于施工企业铺架机组的管理属于政府职能管理的范畴，鉴于目前铁路的管理模式，不可能在短期内有根本改变。况且由于铺架机组数量少，也不可能设立专门的管理机构。若委托现有某个职能部门进行管理，也存在很大困难。因此应探讨新的管理机制。我们认为，在当前模式下铁总和各铁路局应成立自轮运转设备管理委员会，由主管领导牵头，装备、营运、建设、安全管理等部门参加，同时吸纳施工企业参加，共同解决铺架机组运输、维修中存在的问题。这一机制的建立，不仅可解决施工企业的困难，确保行车安全，同时对于强化铁路部门的政府管理职能也是一个有益的探索。