对货物转向架高度计算有关问题的探讨

贺麦玲，黄鹤群，胡跃兵

（1.太原铁路局党校 运输教研室，山西 太原 030013；2.铁道部党校 科研处，北京 100088；3.太原铁路局 货运处，山西 太原 030013 ）

确定货物转向架的合理高度，是超长货物跨装运输中的重要问题。《铁路货物装载加固规则》(以下简称《加规》)附件2列出了货物转向架高度的计算公式，《加规》附件5中表5-2也列出了使用60 t 普通平车跨装运输时“普通型货物转向架的最小高度”参考值。由于这些内容在《加规》中是第一次列入，现场工作人员对计算公式及图表的运用条件及相互关系理解认识不透，影响了货物转向架高度的正确确定。基于此，下面在文献[1]基础上，探讨两者之间的关系，并对广泛使用的15.4 m 长的61 t、70 t 车跨装时货物转向架最小高度的参考值提出增补意见。

1 货物转向架高度计算公式的研究

《加规》附件2列出的货物转向架高度H转的计算公式，其核心是计算不同装载方法下的atanɣ，然后在考虑货物挠度、游车与负重车地板高度差、跨装货物突出端的形状和一定的安全余量等因素的基础上确定合理的H转。《加规》规定的atanɣ是货物转向架的理论计算高度，计算公式属于一般式，适应用于货物转向架中心销位于负重车地板的任意位置。在实际工作中，为了防止负重车装载偏重，一般要求货物转向架尽可能位于负重车的横中心线上，只有受货物外形影响时，货物转向架的位置可以在保证不偏重的情况下适当偏离负重车中央位置。在此，对货物转向架中心销位于负重车横中心线上的情况，结合《加规》附件2列出3种情况的a tanɣ进行研究计算，以方便实际工作。

1.1 两车负重，中间不加游车时

《加规》附件2列出的tanɣ计算公式分2种情况，当y销≤1.29l2时，主要考虑跨装车组通过峰顶时，保证货物底部与转向架中心销内方的车辆端梁不相撞。 当y销＞1.29l2时，主要考虑跨装车组通过变坡点时，保证货物端部与外挂游车地板不相撞[1]。

当货物转向架中心销位于负重车横中心线上时，货物转向架中心销至另一负重车相邻车端的距离l1=0.5L车+1(目前平车两端梁之间距离一般为938 mm或966 mm，从保证安全和方便计算角度考虑取整为 1 m)， L车为车地板长度。货物转向架中心销至其所在负重车内方车端的距离l2=0.5L车。负重车车端至其最近轮轴轴心所在垂直平面的距离l3=0.5(L车-l-l轴)，其中l为车辆转向架中心距(销距)，l轴为车辆转向架固定轴距。跨装支距l支=L车+1。将各型平车的l1、l2、l3等代入《加规》规定的tanɣ计算公式，计算结果见表1。

据表1可以得出结论：tanɣ值以N14型平车为最大。即当y销≤1.29l2时，tanɣ≈0.026；当y销＞1.29l2时，tanɣ≈0.02。所以，货物转向架中心销位于负重车横中心线上时，tanɣ的算式可以化简如下：

当y销≤1.29l2=0.65L车时， a=0.5L车， tanɣ=0.026。

当y销＞1.29l2=0.65 L车时，，tanɣ=0.02 。

1.2 两车负重，中间有游车时

（1）《加规》中第一个atanɣ计算式可以简化为：atanɣ≈0.04l1=0.04(0.5L车+1)[1]。

（2）《加规》中第二个atanɣ简化。将各型车的l2、从表1计算结果看，仍以用N14型平车为最大，即：tanɣ≈0.026。则第二个atanɣ算式可以化简为：a=y销，atanɣ=0.026y销。

（3）对以上公式进行综合。令0.04×(0.5L车+1)=0.026y销，则y销=0.77L车+1.54。所以，两车负重，中间加挂游车时，atanɣ计算公式最终可化简为：

1.3 两车负重，两端或一端加挂游车时

据《加规》附件2，a=y端+l3， tanɣ=0.031 ，atanɣ=0.031( y端+l3)，式中：y端为货物突出负重车端梁较长一端的长度，mm。其中，y端=y销-0.5L车。所以，atanɣ可以简化为：

1.4 总结

一般情况下，两车负重，中间无游车时使用式⑴或式⑵来计算atanɣ；两车负重中间有游车时，使用式⑶或式⑷来计算atanɣ。一般不考虑使用式⑸计算atanɣ。下面讨论何种情况下需要使用式⑸计算。

（1）两车负重，中间无游车时，按公式⑸计算的atanɣ大于按式⑵计算的atanɣ时，即当0.031(y销-0.5×L车+l3) ＞0.02y销时，也就是y销＞2.82(0.5 L车-l3)才考虑用式⑸计算确定atanɣ。

（2）两车负重，中间有游车时，按式⑸计算的atanɣ大于按式⑷计算的atanɣ时，即当0.031(y销-0.5×L车+l3) ＞0.026y销时，也即y销＞7.75(0.5 L车-l3)才考虑用式⑸计算确定atanɣ。

因为y销的值往往不会那样大，所以一般情况下很少使用式⑸计算atanɣ。

2 对《加规》附件5中货物转向架最小高度问题的探讨

2.1 确定依据的研究

如果货物转向架中心销位于负重车辆横中心线上，且货物突出端挠度f货=0，游车地板与负重车地板

高度差h车差=0，用13 m长的60 t平车负重跨装时，货物转向架的高度H转计算如下。

表1 货物转向架中心销位于负重车横中心线上的tanɣ计算结果

2.1.1 两车负重，中间无游车时

（1）当y销≤0.65L车=0.65×13=8.45 (m) 时，用式⑴计算，则 H转=atanɣ+80=0.013×13000+80=249 (mm）。

（2）当y销＞0.65L车=8.45 (m) 时，用式⑵计算，则H转=atanɣ+80=0.02y销+80 (mm)，当y销=9 m， H转=260 mm；y销=10 m， H转=280 mm 。

2.1.2 两车负重，中间有游车时

（1）当y销≤0.77 L车+1.54=11.55 (m) 时，用式⑶计算，则H转=(0.02×13000+40)+80=380 (mm)。

（2）当y销＞0.77L车+1.54=11.55 m 时， 用式⑷计算，则H转=0.026y销+80 (mm)。当y销=12 m，H转=392 mm；y销=12.5 m，H转=405 mm。

从以上计算可以看出，在不同的装载方法下，对于不同的y销、H转的计算结果，与《加规》附件5表5-2 中的“普通货物转向架最小高度”的数据一致。

2.2 数据增补

15.4 m长的61 t、70 t平车将是今后的主型车，所以可根据60 t 平车相同的计算原理，增补使用61 t、70 t 平车跨装时普通货物转向架的最小高度参考值，具体计算如下。

2.2.1 两车负重，中间无游车时

（1）当y销≤0.65L车=0.65×15.4=10.01 (m) 时，H转=0.013×15400+80=280.2 (mm)。

（2）当y销＞0.65L车=10.01 (m) 时，H转=0.02y销+80 (mm) 。当y销=10.5 m， H转=290 mm；y销=11 m，H转=300 mm ；y销=12 m， H转=320 mm。

2.2.2 两车负重，中间有游车时

（1）当y销≤0.77 L车+1.54=13.4 (m) 时，H转=(0.02×15400+40)+80=428 (mm) 。

（2）当y销＞0.77 L车+1.54=13.4 (m) 时，H转=0.026y销+80(mm)。

计算：y销=13.5 m， H转= 431 mm；y销=14 m，H转=444 mm ；y销=15 m， H转=470 mm。

把以上计算结果进行归纳，得出使用15.4 m长的61 t、70 t平车跨装时普通货物转向架的最小高度参考值，见表2。

表2 普通货物转向架的最小高度参考值

《加规》附件5中表5-2确定的基础数据主要是N14车型，但目前N14型已经淘汰，现有61 t、70 t 车型将是今后的主型车，所以应增补61 t、70 t 车型对应转向架的高度值。

[1] 郭维鸿. 超长货物横垫木和货物转向架合理高度的确定[J]. 北方交通大学学报，1981(1)：35-52.