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Para los grandes proyectos de túneles que cruzan ríos en el norte de China, los equipos de construcción requieren un caballete de túnel de alta resistencia que pueda seguir el ritmo tanto del carro de revestimiento secundario como de la tuneladora. Diseñado para soportar cargas dinámicas superiores a 25 toneladas, este caballete también debe maniobrar con frecuencia en túneles húmedos y fangosos, incluyendo secciones con pozos inclinados.
Desafíos técnicos
Durante la fase de diseño, el equipo del proyecto abordó varios desafíos de ingeniería fundamentales:
1. Capacidad portante variable del terreno:La frecuente acumulación de agua y lodo blando en el suelo del túnel exigía un chasis con una presión mínima sobre el terreno para eliminar el riesgo de hundimiento bajo cargas pesadas.
2. Fatiga estructural por cargas cíclicas intensas: El chasis del caballete debe soportar esfuerzos alternos repetidos durante el movimiento continuo. Las estructuras estándar de acero al carbono son propensas a agrietarse por fatiga bajo estas condiciones.
3. Espacio de trabajo altamente confinado: El perfil estrecho del túnel exige un sistema de movilidad capaz de un posicionamiento espacial preciso y una dirección fiable a baja velocidad incluso bajo carga máxima.
Solución técnica
Para afrontar estos retos, el equipo técnico de YIKANG diseñó una solución de movilidad personalizada sobre orugas de acero, que incorpora las siguientes innovaciones clave:
1. Dinámica estructural e integridad de los materiales
El bastidor principal del tren de rodaje está fabricado con acero de alta resistencia Q355D, que ofrece una resistencia a la fluencia aproximadamente un 40 % superior a la del material estándar Q235. El análisis de elementos finitos (FEA) fue fundamental para el diseño, ya que permitió reforzar estratégicamente los puntos críticos de tensión para garantizar un amplio margen de seguridad bajo cargas extremas de 25 a 30 toneladas.
2. Soldadura y fabricación expertas
Dadas las exigencias críticas de seguridad, todas las soldaduras vitales fueron realizadas manualmente por maestros soldadores especializados en maquinaria pesada durante más de una década.
• Proceso controlado:Un procedimiento riguroso que incluye precalentamiento en varias etapas y soldadura multicapa en múltiples pasadas garantiza una fusión completa de la raíz.
• Validación rigurosa:Cada soldadura se somete a una inspección visual (IV) al 100 %, complementada con pruebas ultrasónicas (UT) en las uniones clave. Esto garantiza la ausencia de defectos internos, como porosidad o grietas, para una resistencia al impacto superior.
3. Impulsión y rendimiento optimizados
• Presión sobre el suelo ultrabaja:Las orugas más anchas y una configuración optimizada de los rodillos mantienen la presión sobre el suelo en ≤55 kPa, lo que permite un funcionamiento fiable en condiciones blandas y fangosas.
• Tracción de alto par:El sistema de accionamiento hidráulico integrado incorpora frenado automático, lo que garantiza un posicionamiento estable y arranques suaves en superficies inclinadas.
Resultados operativos
Tras más de 12 meses de funcionamiento continuo desde su puesta en marcha, el chasis ha demostrado una fiabilidad excepcional, con los siguientes resultados:
• Funcionamiento ininterrumpido:Se logró cero tiempo de inactividad para el sistema de movilidad durante toda la fase de perforación del túnel, lo que contribuyó directamente a la finalización del proyecto dentro del plazo previsto.
• Durabilidad comprobada:Las mediciones de campo confirman que las tasas de desgaste de las zapatas de oruga y los rodillos de apoyo en condiciones de roca abrasiva son significativamente inferiores a las previstas, lo que prolonga la vida útil estimada en un 60 %.
• Mayor seguridad en las instalaciones:El diseño optimizado de bajo centro de gravedad ha mejorado sustancialmente la estabilidad lateral durante los movimientos del caballete, aumentando la seguridad operativa.
Este proyecto demuestra que, para aplicaciones de infraestructura de alto riesgo y alta carga, como los caballetes de túneles, una solución diseñada a medida supera sistemáticamente a un producto estándar. Gracias a un control meticuloso de la selección de materiales, la experiencia en soldadura y la mecánica estructural, YIKANG ha logrado entregar con éxito una base de transmisión robusta y duradera para equipos críticos de túneles pesados.