关于使用六支点货物转向架跨装 25 m 钢轨偏重问题的探讨

赵 勇，张中平

（呼和浩特铁路局 货运处，内蒙古 呼和浩特 010057）

一直以来，我国的钢轨定尺长度主要为 12.5 m，随着我国客运专线和高速铁路建设的逐步推进，钢铁公司于 2005 年开始同时轧制 100 m 和 25 m 钢轨。100 m 钢轨在焊轨厂焊接成 500 m 钢轨后用于新线建设， 25 m钢轨主要用于我国铁路既有线的改造和维修。据统计， 25 m 钢轨 2008 年运量为 171.33万 t，2009 年运量为 191.21万 t。在今后一段时期内，25 m 钢轨将与 100 m、500 m 钢轨并存，在铁路货物运输中占有非常重要的地位。

125 m钢轨运输现状

目前，国内外 25 m 钢轨运输方式主要有 2 种：专用车运输和普通平车运输。欧洲国家、俄罗斯、日本等主要采用专用车运输，我国主要采用普通平车跨装运输。

欧洲国家以奥地利的钢轨运输方案最具代表性。奥地利 25 m 钢轨运输采用 22.4 m 平车装载，每车可装载4层共 40 根钢轨。底层钢轨放置在 4 根支撑垫木上，钢轨用隔木分层，每层钢轨用钢带捆扎。4层钢轨装载完毕后，再用钢带整体捆扎和整体下压捆绑，如图1所示。由于钢轨长度大于车体长度，为保证运行安全，在运轨车两端各增加1辆游车保护。

图1 奥地利 25 m钢轨运输列车

俄罗斯主要采用8轴专用平车运输 25 m 钢轨，该专用车于 1997 年由布良斯克机器制造厂试制，装载钢轨层数与轨型有关，每一层均允许钢轨正反扣或正摆式排列。日本主要采用 Kiya97 系钢轨搬运车运输 25 m 钢轨，可装载 46 根 50 kg/m 钢轨，或 38 根60 kg/m 钢轨。

目前，我国 25 m钢轨采用2辆普通平车跨装方式运输，使用工具主要是六支点专用转向架。六支点转向架既能支承钢轨，还能使车辆顺利通过曲线和道岔，钢轨本身不产生弯曲变形。钢轨在转向架上分层装载，每层钢轨正反扣摆放以增加钢轨运量，层与层之间采用隔木分隔，最后用盘条将钢轨捆为一体。

25 m 钢轨采用六支点转向架运输方式自运用以来，为我国的铁路建设发挥了应有的作用，但也存在着一些不足。随着货运计量安全检测设备的不断投入使用，通过货运计量安全检测设备检测数据看，使用六支点转向架两车跨装 25 m 钢轨偏重问题较为突出。以包钢为例，2009 年全年装运 25 m 钢轨 6950 组(73.87万t)，经货运计量安全检测设备检测偏重的208组，约占运量的 0.3%，其他装运 25 m 钢轨的铁路局也不同程度地存在偏重问题。

2 产生偏重的原因分析

《铁路货物装载加固规则》(以下简称《加规》)规定：装车后，任何一个车辆转向架所承受的货物重量超过货车容许载重量的二分之一，或两转向架承受重量之差大于 10 t，即为偏重。25 m 钢轨运输时发生的偏重问题与车辆及装载加固方式有关。

25 m 钢轨跨装运输用六支点专用转向架，每组由4个滑台或活动式滑枕、1个活心盘下架体、1个死心盘下架体及2个上架体组成，各部件摆放位置如图2所示。4个滑台或滑枕分别放在两车辆的4个转向架中心线上，即1、3、4、6支点，由上下架体组成的2个货物转向架分别放在车辆的横中心线上，即2、5 两支点。通常 1、3、4、6 支点的支承面高度比2、5 支点略低，以利于合理分布车辆的承重。

图2 转向架安装位置示意图

由图 2可以得出，25 m 钢轨采用六支点转向架运输方式是一个超静定系统。同时，25 m 钢轨可以看作是弹性梁，车辆同时也包含有弹性单元，如悬挂系统等。所以，25 m 钢轨采用六支点转向架运输方式也是一个复杂的非线性系统。理论上，车辆的承重与车辆的悬挂状态、支点的高度、车平板的高度，以及线路的状态都有一定的关系。在实际运输时，通过对货运计量安全检测设备检测发现偏重问题的车组进行检查和分析，偏重问题产生原因主要有以下几个方面。

（1）跨装车组，若2辆平车车地板高度差超过 20 mm，则 3 (4) 支点承受重量远大于对应的1 (6) 支点承受重量，超过了车辆偏重规定的 10 t，致使车辆偏重。

（2）跨装车组，2 辆平车车地板高度相同 (同一车型)，但装载钢轨后，由于货车使用率和使用年限不同，车辆转向架弹簧疲劳度不同，致使2辆平车车地板高度差超过 20 mm，同样造成车辆偏重。

（3）跨装车组，在2辆平车 3、4 支点之间，钢轨会产生较大的挠度，增大平车上3、4支点的承重，如果3或4支点下的货车转向架弹簧疲劳度小(即强度大)，则承受重量大，造成车辆偏重。

（4）装车前，如果不认真检查车地板，安放3或4支点的下方由于车地板不平或边缘角铁变形突起，造成3或4支点不在同一高度，导致下方货车转向架承受重量大，造成车辆偏重。

（5）在使用时，由于各支点高度差没有控制在一个合理的范围，即使车辆的状态完全一致，也会造成支点的受力差别较大，产生车辆偏重。

3 解决偏重问题的探讨

车辆偏重问题的存在，会对列车运行安全有较大影响：①车辆载荷集中在车辆一端，该端应力值可能超过车辆设计许用应力值，极有可能造成底架局部产生裂纹，从而引起行车事故；②由于货物偏重，车辆两侧轮对所受重量不均衡，车辆一端负重较大，则另一端容易翘起。特别是在通过竖曲线变坡点或道岔时，负重小的轮对容易出现爬轨，最终可能造成列车脱线或颠覆；③偏重严重时，使车辆一端车钩翘起，容易在线路有坡度时两连接车辆车钩脱钩，使车辆溜逸，造成列车冲突。

在解决车辆偏重问题时，除货物本身的因素需要考虑外，还需考虑车辆的长度、集重与承载能力及装载加固装置等因素的影响，下面就几种可能的解决方案进行探讨。

（1）各铁路局使用的装载 25 m 钢轨的转向架，结构基本相同，但规格有所不同，通常是反映在支点的高度方面，通过调整支点的高度来控制车辆偏重。通过改变支点高度解决偏重问题时，通常是通过提高2、5支点上架体高度来减轻3、4支点承重。但采用此办法时，可能出现以下问题：一是3、4支点与钢轨不接触，悬空而不承重；二是3、4支点承重小，而大部分重量由转向架2、5支点承担。六支点方案中的转向架下架体两负重面中心间距只有1000 mm，这样2、5支点承重易超过《加规》规定的平车负重面长度最大容许载重量，特别是在车辆通过变坡点时，2、5支点承重更大，从而导致车辆集重。所以该办法对支点的高度要求非常严格，且受车辆状态的影响也较大。

（2）如果使用四支点承载 25 m 钢轨，则该运输系统仍为多支点超静定问题，车辆的承重受支点高度的影响也非常大。如跨装车辆处于理想状态时，即重车高度一致，不存在偏重问题。但在实际运营中，车辆状态参差不齐，无法完全保证车辆高度一致，极易造成货车偏重。另外，采用四支点时，如采用座架方式，则车组通过曲线时，还需研究钢轨横向力对车辆运行安全性的影响。所以该方法也难以从根本上解决车辆偏重问题。

（3）如果使用两支承货物转向架，则1辆车只有1个支点，安放在车辆地板中部，不受车地板高度差影响，不存在偏重问题，只要转向架支重面长度符合《加规》承载重量规定，则既可解决偏重又能解决集重问题，有利于铁路运输安全。此方法对货物转向架的结构要求较高，必须在跨距满足车辆集重要求的情况下有足够的结构强度，同时重量尽可能小，以提高运量。

（4）开发 25 m 钢轨运输专用车。从 25 m 钢轨和我国既有铁道车辆的特点看，研发满足 25 m 长度货物需要的运输车辆是完全可行的。专用运输车既可以减少装载加固材料的成本，提高运输效率，又能保证运输安全，也是货物运输发展的方向。

4 结束语

既有 25 m 钢轨运输装载加固方案已经运用多年，为我国铁路建设发挥了重要作用。随着铁路科技水平的不断发展，25 m 钢轨运输技术有较大的提升空间。25 m 钢轨运输是一个复杂的系统工程，本文仅是从实际运输中出现偏重问题这一角度，探讨解决偏重问题的方法。研究制定更经济、更安全的 25 m钢轨运输装载加固方案，还需要大量的研究和实践。