大件設備重載于液壓全掛車板上的車板撓度修正技術

曾小龍

摘 要：在常規的大件運輸施工中由于道路高空障礙物的限高要求，相關大型設備只能直接重載于液壓全掛車板上進行運輸以降低設備運輸高度。由于大件設備重量重且承載平面面積大，直接裝載時，設備承載面直接與液壓全掛車車板平面接觸，接觸后車板由于承載受力會產生一定的撓度變化。為了減輕大件設備重載時對車板的破壞變形，必須采取一定修正措施以減少車板的撓度變化，合理地將設備貨物的承載重量分布在液壓全掛車車板上，確保設備安全運輸的同時延長液壓全掛車的使用壽命。

關鍵詞：大件設備；液壓全掛車；撓度；修正措施

中圖分類號：U469.52 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）32-0005-02

1 概 述

以大件設備整體運輸為前提為了滿足高空障礙物的通行高度要求，大件設備往往只能直接重載于液壓全掛車車板平面上。然而，設備重載于車板上時車板因受力發生變形，車板整體鋼結構支架會形成一定的撓度變化；當車板長時間受力發生變形時會導致車板性能下降，減少車板的使用壽命。本文主要講述液壓全掛車車板撓度修正調節的相關技術手段，通過這些方式減少車板受載變形產生的撓度幅度，實現車板合理對大件貨物進行承載受力。

2 車板預拱度設計

2.1 方案確定

大件設備的運輸采用液壓全掛車模塊組合車板進行，液壓車板是通過幾種不同形式的模塊車板組合形成，通過不同模塊車的組合以達到設備裝載需要并滿足大件設備貨物的運輸要求。在確認液壓全掛車組合形式后，可預先在液壓車板上設計預拱度；當車板有一定的預拱度時，設備與車板接觸后由于液壓全掛車板液壓系統的作用，重載力量由中心向兩端擴散，拱度減緩的同時使車板與設備有更多的接觸面積，并將大件設備的重量合理分布于車板上。

2.2 方案操作

根據承載設備的要求以及液壓全掛車板的選型情況，在滿足拱度變化的條件下，可在模塊車與模塊車的接合面間是添加墊片。由于模塊車板之間的連接通過大銷連接和車板接合面螺栓連接的，在車板大銷連接完成的情況下，車板接合面間增加墊片可使車板產生一定的預拱度。預拱度設立時要保證車板兩頭與車板中部拱起部分高低差保證在100 mm以內，預拱度過大會降低液壓全掛車整體懸掛提升的高度，壓縮液壓全掛車板的性能。墊片安裝三維圖，如圖1所示。

通過液壓全掛車車板預拱度的設立，在重壓承載時可減少車板本身的撓度變化。

但由于設備的重量尺寸各異以及車板設立的預拱度拱度范圍有限，需要準確設立預拱度難度較大，因此，在以設立好一定的車板預拱度為基礎的前提下，在大件設備承載于車板上時需要增加另外的撓度修正手段。

3 設備重載撓度修正

3.1 方案確定

大件設備直接承載全掛車運輸施工，使用該方案必須采用有效的辦法修正直接裝載時對車板的變形變化。根據以往的運輸施工經驗，由于設備底部平面受自身重量有一定的撓度，再加上車板預拱度的變化因素，設備直接承載于液壓全掛車板上時，設備底部平面無法完全與車板平面貼合，設備底部平面兩端會出現空隙，從而導致設備的重量集中于車板中部，導致對車板有較嚴重的變形破壞。為了修正直接承載時造成的較大撓度變化，可以在設備直接承載于車上時，于設備具體承載位置的兩端布置好一定厚度的膠皮或薄木板，根據試承載時設備底部與車板平面的貼合情況調整膠皮及薄木板的厚度從而修正車板的撓度，減輕設備直接承載時對車板的變形破壞。

3.2 方案的技術論證

3.2.1 液壓全掛車板

以廣西柳南換流站換流變壓器運輸為例，本次運輸采用15×3軸線液壓全掛車組進行運輸，額定承載能力為506 t。由于全掛車板采用的是液壓懸掛系統，每個輪軸都配有相同承載能力的懸掛油缸；根據車板的液壓系統及車架的承載要求，大件貨物承載時必須落于車組的承載中心位置，而設備承載車板時需保證油缸油液從車板中部往兩端轉移，以保證車組懸掛系統整體壓力平衡。由于車板空載時存在有一定的預拱度，而且裝載貨物時承載壓力從中部向兩邊擴散，根據此結論15×3液壓全掛車車板組合后的載荷分布圖，如圖2所示。

由車板載荷圖可以看出，全掛車對重型設備承載時承載重量由中部向兩側遞減，故設備落于車板時必定產生向下彎曲的變形，造成一定的下撓度出現。

3.2.2 裝載撓度變化對比

根據廣西柳南換流站換流變壓器運輸的實際情況對車板撓度的變化進行對比，以天威保變生產292 t YY型換流變壓器（重量為271 t，尺寸為10.5 m×3.59 m×4.81 m）為例進行分析。

①變壓器直接裝載于車板。

由于變壓器底部平面在自身重量的影響下有一定的下撓度變化，再加上全掛車板自身的預拱度，變壓器完全裝載時其底部兩端平面與車板平面之間最大留有約20 mm的空隙。由于變壓器兩端存在間隙導致其與車板的接觸面積減少，變壓器兩端各減少約1 m的接觸長度，因而導致車板在更小的承載面積中對變壓器進行承載從而加劇車板受重后的撓度變化。

對車板承載變壓器后建立有限元分析模型，根據重載貨物及車板懸掛系統的受力等實際情況進行加載和約束，車板承載面受到變壓器重量后其車板變化有限元分析情況。由于車板受力集中于車板中部，根據車板載荷圖車板對變壓器承載后的載荷由中部向車板兩端遞減。根據該性質對車板添加約束力后，模擬得出的有限元分析圖，如圖3所示，中部紅色部分為車板撓度最大的地方，最大撓度變形量為32.49 mm。

②變壓器裝載時使用膠皮支墊調節。

使用膠皮或薄木板在變壓器承載位置兩端進行布置支墊，可根據車板的變形量改變膠皮厚度，以此保證車板對變壓器兩端位置有承載受力。因而確保了變壓器底部平面與車板接近相互貼合，即增大了車板對變壓器的承載面積。使用膠皮支墊后，車板對變壓器的承載面可以看成接近完全貼合車板，其增加承載面積后的車板有限元分析，如圖4所示。

③對比結果分析。

根據上圖有限元分析結果，車板的最大撓度變化同樣集中于車板中部，但經過修正調節后，車板的最大撓度值減少為25.91 mm。由此得出，通過使用膠皮或薄木板調節車板裝載變壓器時的撓度變化是可行的，根據兩個承載后車板對比，經過調整后的車板比直接裝載時的車板撓度減少了6.58 mm。調整后的車板對于變壓器的承載變得更加合理，一定程度上增強了車板的安全系數。

4 結 語

①該修正方法通過設計全掛車板自身的預拱度情況，并調節設備與車板之間承載接觸分布，利用膠皮或薄木板調節裝載位置以對全掛車板的撓度進行修正。

②技術還對部分細節進行了優化，采用膠皮或薄木板作為設備承載時的支墊層進行車板撓度修正，降低使用其他支墊材料的成本，以及節省了施工人員布置走板及平移梁的人工及機械。

③通過增加變設備底面與車板平面的接觸面積，即增加車板承載受力面積，使承載重量分布更加合理；減輕設備直接承載于車板上時車板的撓度變化，減緩設備承載時對車板的破壞。

④降低液壓板的損壞率，提高運輸時的安全性，提高了施工效率減少部分成本，更是延長了車板的使用壽命。

參考文獻：

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