周 辉

（中铁二局第五工程有限公司，四川 成都 610091）

0 前言

随着科学技术的进步和社会生产力的飞速发展，我国桥梁建造技术特别是在拱桥建造方面取得了重大突破，其跨越山区沟谷的超强能力为我国高铁在全国乃至世界推广做出了重要贡献。由于拱桥大量建造，我们面临着后期大量管理和维护工作，常规采用的有：移动式桥梁检查设施如专业桥梁检查车辆，优点是灵活、机动，缺点是占用交通通道、造价高、无法全覆盖、需多人协同；固定式桥梁检查设施如拱背检修通道、拱下吊篮，优点是固定、安全、成本低，缺点是无法全覆盖。在以“生命至上、安全发展”观念深入人心的中国，不断创新设计安全可靠、构造轻便、操作简易、无障碍全覆盖的拱桥桥梁检查设施显得尤为重要。

本文基于2015年建成的世界最大跨度352 m的单线铁路上承式变高截面提篮钢桁拱桥—贵州林织铁路纳界河特大桥，重点介绍了其创新设计的新型链条轨道式检查车，可实现自爬行、无障碍、全覆盖的管理维护工作；通过分析其设计原理、构造特点，充分研究对比特殊施工条件下的多种安装方案，独立研究了简易安装车实现了安全、精确、快速的桥梁检查车安装施工，并顺利投入后期管维工作。

1 工程概况

1.1 桥梁总体设计

贵州林织铁路纳界河特大桥主跨为352 m上承式钢桁拱，全长810.10 m。主桥为上承式变高截面提篮钢桁拱结构，主桁为N型架，拱顶处桁高8.0 m，拱脚处桁高13.0 m；拱顶处主桁中心距8.0 m，拱脚处主桁中心距27.0 m，弦杆内倾角8.378 67°[1]。弦杆上、下弦平面内设平联，为“K”型布置或“X”型布置（见图1）。为保障运营阶段实现对桥梁各部位全覆盖检查，桥梁设计有拱圈检查车、梁体底部检查车、拱背检修通道，钢立柱设有人洞和爬梯，钢盖梁设有检修平台并与立柱人洞连通，梁体内设有人洞与钢立柱连通。

1.2 检查车设计构造

本桥设计有梁部检查车和拱圈检查车，均由检查车系统和轨道系统组成，采用双轨单车布局，整车成“一”字型，最大载重500 kg。两者构造相同，主要区别在于车体伸缩、轨道间距和轨道安装方式不同：梁部检查车车体可伸缩，轨道中心距为1.8 m，在钢混结合梁底部沿纵桥向预留安装螺栓孔，行走轨道通过轨道托板栓接于梁体底部同时吊装，检查车沿纵桥向在轨道上行走；拱圈检查车车体固定，轨道中心距为4.6 m，主拱肋合拢后在拱圈下平联K撑横杆通过抱箍锁定轨道。

拱圈检查车是检查人员工作的平台，主要包括检查车桁架结构、行走驱动组合装置、动力装置、控制装置和平衡装置，沿安装在拱底的行走轨道行进（见图 2）。

1）行走驱动组合装置包含车轮架、行走车轮、水平导向轮、电动机、减速器、驱动链轮、常闭式电磁制动器、夹轨装置、阻尼缓冲器等，整套装置安装在桁架结构上部并连接复合轨道系统。检查车重量由行走车轮承受，驱动链轮仅提供检查车行进时所需的驱动力。夹轨器由液压系统单独控制，其默认为关闭状态以夹紧轨道；通电后4个夹轨器全部打开，检查车启动行走[2-3]（见图3）。

2）检查车采用随车链轮与固定式链条的驱动型式，检查车在驱动链轮带动下沿布置在钢桁拱底的行走轨道行进，固定式链条共2条，分别固定安装在2条行走轨道上，轨道中心线距离为4.6 m。

复合轨道系统由行走轨道系统和固定式链条系统组成。

行走轨道系统主要包括行走轨道、轨道托架、连接螺杆、连接板、垫板和连接螺栓，轨道托架与拱圈下平联连接并固定行走轨道。

固定式链条系统主要包括固定式链条、链条保护轨、链条托板和固定螺栓。链条保护轨与轨道通过焊接连接，用于固定链条及链条托板，安装槽沿桥预留有足够调节量；链条托板通过摩擦型高强螺栓固定在保护轨上（见图4）。

3）电气系统由1台柴油发电机组提供独立电源，放置在检查车桁架上，电源为380V三相交流电，驱动电机共4台，采用软启动电动机。行走速度通过变频器接入PLC控制，可实现无级调速。检查车控制采用按钮控制器，可直接在检查车上实现命令实时输入。

1.3 工作原理

新型链条轨道式检查车是专门为拱桥管养维护时运送检查人员研究设计的专用检查设备。检查车上配备有柴油发电机组，提供独立电源；检查车沿拱圈下固定安装的行走轨道行进，行走轨道上布置有固定链条，链条侧有专门的U型槽保护轨，检查车行走机构上配备驱动电机，带动驱动链轮旋转而在轨道上爬行[3]。

1.4 技术参数

结构尺寸：长2 900 cm×宽280 cm×高400 cm，自重：6.5 t，驱动方式：链轮链条，行驶速度：变频控制10 m/min，制定方式：电磁制动，动力：柴油发电机组供电，限载：3人500 kg，风速≤6级。

2 轨道安装方案确定

该拱圈检查车需在拱圈下平联K撑横杆通过抱箍锁定行走轨道，必须在主拱肋合拢后方可施工。检查车通过汽车吊即可在拱脚平台组拼安装，但轨道系统因其安装位置特殊无法利用如汽车吊、缆索吊等大型设备进行轨道安装，且无操作平台可供人员利用进行安装调整，其行走轨道运输困难、安装调整安全隐患大，因此解决行走轨道安装固定即为重中之重。

2.1 方案比选

1）顶升法：设计4套顶升机构安装于拱脚处行走轨道正后方，按照先跨中最后拱脚的安装顺序对称施工，分段逐一利用导向轨、链条葫芦和牵引辅助顶升安装。其顶升机构设计复杂、吨位大，需单独设置人员安装平台同步施工，辅助工序多，操作复杂、安全威胁大、成本高。

2）卷扬机牵引法：于跨中段左右正对行走轨道位置设置2套卷扬机牵引系统，按照先拱脚最后跨中的安装顺序对称施工，利用简易吊篮运输、链条提升辅助牵引安装。其需单独设置人员安装平台，操作简便、成本相对低，但牵引系统在跨中桁架上安装和拆除非常困难。

3）简易安装车辅助法：结合检查车构造特点，单独设计1套简易安装车代替原检查车桁架结构连接其他构件，利用原有动力控制系统，确保能顺桥向运输轨道和有足够的人员操作空间，按照先拱脚最后跨中的安装顺序施工，链条提升辅助安装。其设计构造简单、制造成本低、人员协同少，可实现人员和轨道同步运输，兼顾操作平台，操作简便、安全可靠。

经过比选，行走轨道安装固定采用简易安装车辅助法为最佳方案。

2.2 简易安装车构造

简易安装车结构为销轴连接的拼装式钢结构[4]，材料为Q235角钢，配置原拱圈检查车的行走驱动组合装置、动力装置、控制装置。新加工制造的桁架车体上设置有滚轴式轨道支撑固定装置，可以轻松使待安装的轨道纵向滑动；同时设置有将待安装轨道固定的链条，可以保证轨道在运输过程中与简易安装车固定牢靠不滑落（见图5～图6）。

3 检查车安装施工

3.1 行走轨道安装

1）施工准备

对进场设备进行验收，在拱脚平台正上方桁架上安装吊装轨道的固定卷扬机作为提升站，将全桥拱圈待安装轨道的准确位置进行标示。

2）拱脚段轨道安装

在拱脚平台利用25 t汽车吊吊装、手动链条辅助将覆盖区域内的轨道托架安装到位，按照从拱脚向跨中的顺序，分节吊装待安装的行走轨道并固定在轨道托架上。

3）行走驱动组合装置安装

先将原检查车配置的行走驱动组合装置组装到位，包含车轮架、行走车轮、水平导向轮、电动机、减速器、驱动链轮、常闭式电磁制动器、夹轨装置、阻尼缓冲器等，然后利用汽车吊吊装将其连接在拱脚段已安装行走轨道上，调整驱动链轮使其与固定链轮正常咬合，调整夹轨装置、行走车轮使其与行走轨道侧面贴合紧密。

4）简易安装车安装

利用汽车吊吊装已组装完成的简易安装车，与行走驱动组合装置固定，将置于简易安装车上的动力、控制装置线路与行走驱动组合装置连接，然后调试动力、行走、制动和紧急断电时系统闭锁反应。简易安装车使用原理与原检查车一样，其车体重量由行走车轮承受，驱动链轮仅提供车体行进时所需的驱动力。

5）轨道安装

剩余轨道提前运输至拱脚平台并正对行走轨道下方的提升站，缓慢移动简易安装车将待安装轨道准确放置在滚轴式轨道支撑固定装置上固定牢靠，利用链条葫芦固定；人员操作安装车同步运输至待安装桥位，利用手动链条辅助将轨道提升到位，与轨道托架连接固定。依次循环运输安装直至跨中，然后拆除简易安装车、行走驱动组合装置，再次按照上述步骤施工对岸剩余行走轨道直至跨中合拢。

3.2 轨道调整

由于拱圈为曲面，为使后期检查车在行走轨道上行驶安全、顺畅不跳车，需将每节轨道对接后调整固定链条使其顺接，并分别链接后形成一条完整的固定式链条供检查车运行使用。

1）拼装过程中调整

行走轨道分别从拱脚向跨中安装，将两节段行走轨道接头处固定链条通过连接件链接牢靠。如果间距不适合链接，将后安装行走轨道接头处的链条托板螺栓轻微放松，向已安装行走轨道移动使其固定链条间间距满足连接件链接要求，然后锁定链条托板。

2）轨道跨中联结调整

两岸轨道分别安装至跨中位置，再次测量跨中合拢处轨道间隙，适当调整链条松弛，将轨道的链条相连，微调就位贯通全桥轨道。如果间距过大无法调整就位，则需选择距偏差大的一侧从跨中开始分节段解开接头处固定链条连接件，调整好后与另一侧不调整固定链条链接，依次向拱脚方向调整直至链接形成全桥贯通轨道。

3.3 检查车安装调试

拆除简易小车及拱圈上其他辅助设施，组装检查车桁架结构并安装动力装置、控制装置等剩余组件，连接整个系统线路，全面调试动力、行走、制动和紧急断电时系统闭锁反应等。

4 结语

新型链条轨道式检查车仅使用一个月即安装完成，其成功研发和投入使用，标志着我国在桥梁管养维护研究方面取得了显著的进步，安全可靠、绿色生态、可持续的设计思路与理念，对于我国后续桥梁建造技术研究有着重要的借鉴和推动作用。