铁路救援起复吊复法作业

1铁路救援起复吊复法作业一、吊装工艺的选择保持铁路运输畅通是铁路运输的重要关键。一旦发生运输中断，必须积极地处理和抢救事故，力求迅速恢复通车，把运输中断时间减少到最低限度。为此，吊装工艺的正确选择应从救援列车和救援现场现有的机具出发，采用先进、合理的吊复方法，在保证安全的前提下，力求一次吊复成功。在选择和拟订吊装工艺前，必须全面熟悉和研究事故现场的情况、被吊机车车辆的外形尺寸、重心位置、结构特点、吊点或悬挂位置、机具能力等各方面的具体情况，然后进行救援吊复方案的设计。救援吊复一般可归纳为整体吊复、单端吊复和双吊机整体吊复三种作业方法。按作业条件又分为本线吊复和邻线吊复两种方法，前者是指起重机与事故车在同一线路上作业；后者是指起重机与事故车在相邻线路上作业。具体采用何种方式作业，要根据当时的事故现场情况而定。二、160t起重机整体吊复25型客车整体吊复法是用一台起重机将脱线机车车辆一次整体起吊复轨。在整体吊复作业中，以吊复25型双层客车的难度最大。1．25型客车的吊复难点2截至1999年，我国的25B、25G、25K型客车、双层客车、准高速客车等新型客车的数量已达16000余辆，占到全路客车总数的45％。与普通客车相比，这类新型客车车辆长度达26600mm，车体无中梁，采用新型转向架，自重较大，发电车达73t。特别是双层客车，车体为鱼腹形，下部间隙仅为250mm，而车体高度达4750mm，参见表3-5-1。在这类客车的设计中未专门考虑脱线时的救援问题，使传统的救援起复方法受到了限制。表3-5-1双层、准高速及25型客车主要参数技术参数SRZSYZSR25ZSRW25zRZ25zCA25ZKD定员(人)110168108669632自重(t)5252.2495043.445.373车体长度(m)25.525.525.525.525.525.522车体宽度(mm)3105310531053105310531053105车体高度(mm)4750475047504750405040504285车辆定距(m)19.219.218.518.5181815.4制造年份1990199019931993199319931990整体吊复25型客车的难度在于，由于车体是筒形承载结构，且没有设计救援吊座，故需要利用车体枕梁与边梁的结合位置，采用专门设计的吊钩进行作业，因而造成吊点间距过大。而由于起重机的吊臂长度有3限，影响了吊复作业的起升高度，致使吊索在较大角度下工作，加大了吊索对车体结构的水平分力。如果事故车倾斜，在整体吊复时，有可能使车体钢结构超载，对车体造成永久损伤。吊复25型客车的难点，与起重机的起重能力、工作幅度、起重高度以及被吊车辆的两吊点间距诸方面的因素有关。在这类新型客车中，双层客车的情况非常典型，很有代表性。而解决了双层客车的救援吊复问题，则可举一反三，用类似的方法解决其他车型的救援问题。2．各型起重机的适用范围根据起重机与被吊车辆的相互位置，按照起重机的吊臂长度、工作幅度和起重力的不同情况，参照双层客车、准高速客车和25型客车的技术参数，可大致确定各型起重机的适用范围，参见表3－5－2。各型起重机的主要技术参数见表3－5－3。表3－5－2各型起重机适用范围表型号整体吊一端吊邻线本线邻线本线N1602两车间距≤10m时，能不能两车间距≤15m时，能能N1002不能不能两车间距≤10m时，能能4NSl602两车间距≤10m时，能不能两车间距≤15m时，能能NSl002两车间距≤4m时，能不能两车间距≤13m时，能能Z602不能不能两车间距≤4m时，能能根据第四节介绍的起重机技术参数和上述数据可知，各型起重机均不能在本线整体吊复25型双层客车；在主型轨道起重机中，只有160t级别的起重机可以利用邻线整体吊复25型双层客车；而各型100t及其以下级别的起重机，除100t伸缩臂起重机之外均不能整体吊复25型双层客车。原因如下：(1)在实际吊复作业中，吊索长度和车辆两吊点之间的距离均是定值。虽然100t级别的起重机最大起重能力可达100t，但因起升高度不够，吊索必须在较大角度下工作才能整体吊起25型客车，加大了吊索对车体结构的水平分力。如果事故车倾斜，在吊复作业中，这个水平分力有可能使车体钢结构超载，对车体造成永久损伤，甚至使吊点屈服、撕裂，引发作业事故。表3－5－3现有起重机主要技术参数表型号技术参数N1602N1002NSl602(QTJSl60)NSl002(QTJSl00)主钩额定起重量(t)1601001601005副钩额定起重量(t)3232变幅时间(m_m)2.5431.1主钩起重速度(m／min)2.129(空载)311(空载)3副钩起重速度(m／min)109回转速度(r／min)O～10～10～10～1主钩最大起升高度(m)1511.310.8～21.78.1～13.4副钩最大起升高度(m)16.514.2主钩工作幅度(m)6～16.55.2～105～245.3～15.1副钩工作幅度(m)7～17.56.5～15(2)100t起重机的支腿高度大约为1.2m，支腿跨距6m×6m，而25型客车的长度为26.6m，宽度为3.1m，两股线路的标准间距是4.5～5m左右。因此整体起吊后，客车车体有可能与起重机的支腿相接触，影响吊复时的回转作业；而由于起升高度不够，不能用将客车吊起越过支腿的方法回转。3．双层客车的底架结构形式双层客车的枕梁位于中层底架上。双层客车的中层底架6与准高速客车、25型客车的底架基本相同，参见图3－5－1。双层客车中层底架的各构件经焊接与筒形车体相连，形成完整的承载结构，吊索施加在枕梁上的作用力可通过车体中层底架分散到各构件上，最终由整个车体承受。4．挂吊索的位置吊索在双层客车的不同位置拴挂，对作业安全性和吊复效率的影响很大。无论采用何种方式作业，首先要用索具把转向架与车体捆绑在一起。若现场具备邻线作业条件，又有160t级起重机，可考虑四点拴挂整体起吊。最合适的吊索拴挂位置是双层客车的枕梁与侧梁的结合部位。枕梁是车辆底架中强度最高的构件，承受车体的所有重量并将其传递到转向架。吊索施加在枕梁、侧梁上的作用力可通过车体中层底架分散到各构件上，最终由整个车体承受。5．吊复方法7(1)起重机开至事故车附近的适当位置，根据事故车侵占邻线情况，决定起重机支腿的展开角度(45°或90°)，支腿下铺垫枕木，加载压实。(2)吊复作业需使用四只专门设计的吊钩。将专用吊钩两只一组分别卡装在枕梁两端的下盖板上。为防止起吊后吊索向车辆中部滑行，应把四只专用吊钩分别卡装在枕梁外侧(车钩侧)的下盖板上，由下盖板限制吊钩滑移。(3)为防止吊索挤压车体，应使用支承梁将起重机主钩上的吊索分开。为降低吊复作业高度以及减小吊索对车体的纵向挤压力需要使用两组支承梁。组装方法参见第四章第一节。(4)双层客车采用带空气弹簧的209型转向架。用专用索具将前后转向架与车体固定。捆绑位置是枕梁倥气弹簧托座以及轴箱／转向架构架。索具捆绑方法参见第四章相关内容。(5)将支撑梁上部吊索挂在起重机主钩上。注意，为防止吊索拧劲，每组支撑梁的两根吊索应挂在主钩的同一侧吊钩上，即完成吊挂后，主钩的宽度方向与车体方向一致。(6)起重机提钩，摆臂，将支撑梁吊到客车顶部；然后将支撑梁下部吊索拴挂在专用吊钩上。(7)起重机缓缓提钩，将客车吊起直至转向架轮缘超过钢轨平面；摆臂，使客车回到线路上方的正确位置，落钩，8对位，复轨。6．吊索对车体的作用力以利用N1602型起重机和SKD型吊索具整体起吊25型双层客车为例，分析吊索对车体的作用力。整体起吊时吊索对车体的作用力可分解为水平、垂直和横向三个分力，参见图3－5－2，横向压力由吊具的支承梁承受，水平及垂直压力由车体承受。水平压力的大小随车型的不同而变化，即随车辆定距和自重的不同而变化。双层客车、25型客车和准高速客车三种车型的车体长度完全相同，均为25.5m，但车辆定距却完全不同，分别为19.2m、18m和18.5m。在三组车型的编组中，每列车仅有一节发电车。各编组中的发电车车型完全相同，车体长22m，车辆定距为15.4m。受经费限制，各救援列车一般仅装备1～2套吊具，而要兼顾所管辖区段的所有主型机车车辆的吊复作业。因此，在对某一型号的事故车进行具体吊复作业时，吊索长度是定值，车辆定距也是定值。要想适应不同车型的作业只能通过调整起重机工作幅度和吊钩至轨面的距离来解决。这些数值的变化将引起吊索间工作夹角的变化和吊索内力的变化。考虑到最小(发电车)和最大(双层车)定距两种极端情况，在吊索长度已定时计算出的每对吊索施加在一端枕梁上的作用力列于表3—5—4。97．整体吊复法的适用车型由于双层客车的中层底架结构与其他25型客车及发电车的底架基本相同，所以上述整体吊复法同样适用于25K、25Z型准高速客车、准高速双层客车、25B、25G型客车和发电车。8．吊复作业对车体损伤的评估由于新型客车的造价昂贵，上述吊复方法是根据车辆现状和以往救援经验提出的。因此，应对起吊作业可能造成车体损伤的程度进行分析，以得出明确的结论。根据TB1335《铁道车辆强度设计及鉴定规范》(以下简称《规范》)和公开发表的新型客车车体静强度试验数据，利用类比法对这个问题进行评估分析。在一端风挡位、一端枕梁位和两端枕梁位三种吊复作业中，吊索对车体的作用力以两端枕梁位四点拴挂整体起吊时最大，现以这种情况分析评估。(1)《规范》指标和已知试验数据①《规范》第2．5．2款要求，客车应能承受纵向拉伸力1000kN和压缩力1200kN，该力分别沿车钩中心线作用于车辆两端的前后从板座上。10②《规范》第二章第11节要求，修理作业时，在车体一端枕梁的两侧或其他顶车位置用千斤顶架起重载车体，此时车体任何断面的应力均不得大于所用材料的屈服极限，顶车位置的结构不得产生永久变形。③根据《规范》第2．1．4款推算，双层客车的垂直静载重约为72t，其中自重为52t；发电车垂直静载重约为73t，其中自重64t。按照《规范》要求，铁道部四方车辆研究所曾于1987年对双层硬座车和发电车的车体强度和刚度进行了试验，又于1993年对准高速双层客车和准高速客车的车体静强度进行了试验，试验结果为：①双层硬座车。两车在扭转载荷下应力很小，顶车工况下两车在架车位附近结构未发生永久变形，各测点的应力不大；发电车硬座车在垂直、纵向压缩载荷下最大挠度值均较小，其相当刚度远大于《规范》指标。发电车各构件的强度裕度均较大。②准高速客车(双层车和二等车)。三列准高速客车各有关车种的车体强度和刚度均满足《规范》要求；各有关车种的承载构件的强度有较大裕度，建议钢结构要进行轻量化设计。(2)分析评估整体吊复客车必须采用160t级起重机。该机主钩起升11速度2.1m／min，吊臂回转速度1r／min，在初步计算时吊索作用力可视为静力。根据以上数据，整体起吊双层客车和发电车时：①吊索对车体的水平作用力通过枕梁作用在车体底架上，其最大值为228kN，远小于《规范》允许的1200kN。②吊索对车体的垂直力作用在枕梁的四端，其最大值对发电车为175kN，对双层客车为133kN，分别小于《规范》关于修理作业架车工况的数值：对发电车为730／4=182．5kN，对双层客车为720／4=180kN。(3)吊复试验及结果分析1998年3月北京铁路局在衡水机务折返段，利用160t级起重机对SYZ25B5843831#双层客车进行了枕梁位四点拴挂整体起吊、枕梁位两点拴挂单端起吊和风挡位单端起吊等三个工况的十余次实际起吊试验和检测。测试结果表明：①起吊时的最大应力发生在车体枕梁位；②整体起吊时的应力远大于单端起吊应力，前者平均为109MPa，后者平均为46．2MPa；③枕梁的材质为Q235-A，其许用应力为160MPa。起吊应力小于许用应力。(4)结论综上所述，可以得出以下几点结论：①在枕梁位整体起吊双层客车和发电车时，吊索对车体施加的作用力数值均在《规范》的设计指标范围内，故起吊12对车体结构及主要构件的强度、刚度和稳定性造成的影响均在允许范围