1、引言
公鐵兩用高空作業(yè)車是既能夠在公路上運(yùn)行使用，又能夠在軌道上使用的跨界產(chǎn)品，主要用于鐵路電氣化線路接觸網(wǎng)檢修、維護(hù)、信號安裝等高空作業(yè)場合。導(dǎo)致高空作業(yè)車傾覆的原因是傾覆力矩大于穩(wěn)定力矩。因此，穩(wěn)定性計(jì)算應(yīng)按照各種位置、載荷及力的組合作用而產(chǎn)生的最不利于穩(wěn)定性的工況來計(jì)算。本文根據(jù)BS EN 280-2013+A1-2015，使用圖解法，對公鐵兩用高空作業(yè)車進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。

2、車輛運(yùn)用環(huán)境及主要參數(shù)　　
環(huán)境溫度 -25℃～ 45℃　　
海拔高度 ≤ 2500m　　
允許最大風(fēng)速 12.5m/s　　
軌距 1435mm　　
鐵路最大坡 35‰　　
鐵路最小曲線半徑 250m　　
高空作業(yè)平臺限制　　
旋轉(zhuǎn)角度 ±35°　　
工作斗旋轉(zhuǎn)角度 ±30°

3、最大橫坡作業(yè)抗傾覆穩(wěn)定性　　
最大橫坡取軌道最大外軌超高160mm，再加EN280 規(guī)定的底盤水平精確性誤差0.5°，即最大傾斜角為：　　


最大橫坡作業(yè)的抗傾覆穩(wěn)定性，取其中不利的工況計(jì)算，即外側(cè)道軌較內(nèi)側(cè)軌道高160mm，車輛最大傾斜角6.86°；作業(yè)裝置全伸展至最大幅度，滿載，臂回轉(zhuǎn)至最大角度35°，工作斗朝軌道中心線外方向轉(zhuǎn)動30°。



最大橫坡作業(yè)的抗傾覆穩(wěn)定性計(jì)算圖見圖1。　　

由圖1 可見，橫坡作業(yè)工況的傾覆線為2-2。　　
按EN280：2001+A2，2009，5.2.3.4，5.2.4.1，5.2.4.2，5.2.4.3， 除結(jié)構(gòu)質(zhì)量重力和額定載荷外，計(jì)入：風(fēng)力、手動操作力。風(fēng)力和手動操作力應(yīng)乘以系數(shù)1.1。　　

按圖1，穩(wěn)定力矩為：

傾覆力矩為：


式中：
　　i S —作業(yè)車各結(jié)構(gòu)/ 部件質(zhì)量重力，N
　　i L —作業(yè)車各結(jié)構(gòu)/ 部件重心至傾覆線水平距離，m
　　i W —作用在作業(yè)車各結(jié)構(gòu)/ 部件及人員上的風(fēng)力，N
　　i H —風(fēng)力作用高度（至軌面），m
　　p m —一人質(zhì)量重力，按EN280，取800N
　　—人員重心至傾覆線水平距離，m
　　e m —工具設(shè)備質(zhì)量重力，N
　　—工具設(shè)備重心至傾覆線水平距離，m
　　M —手動操作力，按EN280，取400N
　　m L —手動操作力作用點(diǎn)至傾覆邊支承點(diǎn)的距離，m

對于伸展的結(jié)構(gòu)，作用力矩應(yīng)乘以1.1 的系數(shù)，來考慮動態(tài)沖擊。風(fēng)力乘以系數(shù)1.1，且視為作用在水平方向上。工作平臺上人員工作產(chǎn)生的手操作力應(yīng)乘以系數(shù)1.1，并視為作用于產(chǎn)生最大傾翻力矩的方向。　　

橫坡作業(yè)工況的全部數(shù)據(jù)見表1。


最大橫坡作業(yè)工況抗傾覆穩(wěn)定性足夠。

4、斜坡上工作臂帶載下降至最大幅度時(shí)的抗傾覆穩(wěn)定性


即上節(jié)所述最大橫坡工況載荷，再加上作業(yè)車下降時(shí)的運(yùn)動結(jié)構(gòu)件/ 部件和載重因加速度和減速度引起的慣性力，這是同時(shí)考慮最大斜坡、靜態(tài)載荷、動態(tài)載荷、風(fēng)載荷的作業(yè)車最不利載荷組合工況。　　

按EN280 規(guī)定，結(jié)構(gòu)質(zhì)量和載重產(chǎn)生的力因加速度和減速度引起的動態(tài)作用，可將這些力乘以系數(shù)0.1，并作用于產(chǎn)生最大傾覆力矩的方向。　
　
據(jù)此，斜坡上帶載下降至最大幅度時(shí)的抗傾覆穩(wěn)定性計(jì)算圖見圖2。　　

由圖2 可見，斜坡上帶載下降至最大幅度工況的傾覆線為2-2。穩(wěn)定力矩和傾覆力矩均為第3 節(jié)最大橫坡工況靜態(tài)力矩與下降運(yùn)動動態(tài)力矩之和。

即：　　穩(wěn)定力矩：


傾覆力矩：

將表1 數(shù)值和第2 節(jié)計(jì)算結(jié)果代入式（3）、式（4），得:


斜坡上工作臂帶載下降至最大幅度時(shí)的抗傾覆穩(wěn)定性校核計(jì)算通過。


5、結(jié)論　　
根據(jù)EN280 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法和取值，按照考查不利載荷組合、計(jì)算取最不利傾覆線的原則，使用此公鐵兩用高空作業(yè)車設(shè)計(jì)圖紙數(shù)據(jù)，對作業(yè)車鐵路使用環(huán)境2 種工況進(jìn)行了抗傾覆穩(wěn)定性計(jì)算。所有計(jì)算結(jié)果如表2。


計(jì)算結(jié)果表明，此公鐵兩用高空作業(yè)車在可能的不利載荷組合情況下，計(jì)算的穩(wěn)定力矩均大于傾覆力矩。由表2 數(shù)值可以看出，鐵路作業(yè)狀態(tài)的最不利載荷組合工況為“最大橫坡、下降至最大幅度停止”，此時(shí)穩(wěn)定力矩仍大幅高于傾覆力矩。　　

根據(jù)計(jì)算結(jié)果可得如下結(jié)論：　　
1）該車輛在最不利載荷組合工況下，抗傾覆穩(wěn)定性足夠。　　
2）此計(jì)算方式適用于公鐵兩用移動式升降工作平臺高空作業(yè)車的穩(wěn)定性計(jì)算。

參考文獻(xiàn)：
[1]BS EN 280-2013+A1-2015 移動式升降工作平臺. 設(shè)計(jì)計(jì)算. 穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn). 建造. 安全性. 檢驗(yàn)和試驗(yàn)[S].
[2]GB/T 9465-2008 高空作業(yè)車[S].

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