关于铁路超限货物运输尺寸测量的探讨

旷 绚，王宏杰，王铁军

(1.中铁特货大件运输有限责任公司 市场营销部，北京 100070；2.中铁特货大件运输有限责任公司 项目实施部，北京 100070；3.沈阳铁路局 货运处，辽宁 沈阳 110000)

铁路超限货物运输尺寸测量是编制装载加固方案和装后电报尺寸的依据，是规范铁路超限超重货物运输作业管理，保证作业质量，确保运输安全的重要措施[1]。在日常工作中，常常因数据不全或测量数据不符合要求，导致铁路超限货物运输尺寸测量不够准确全面。由于铁路超限货物运输常常为大件货物，一旦发生事故救援难度大，严重影响正常运输生产。因此，完善铁路超限货物运输尺寸测量等超限货物运输基础性工作，对保障铁路运输安全有着重要意义[2-4]。

1 铁路超限货物尺寸测量分析

从铁路超限货物运输实际工作出发，以凹底平车装运变压器为例，分别从编制装载加固方案和编制装后电报尺寸进行货物尺寸测量分析。

1.1 超限货物尺寸测量

测量铁路超限货物运输尺寸时，应遵循以下原则：①以货物重心所在垂面为测量基准面，分前后端、左右侧测量。由于货物重心往往并不在货物几何中心，装车时需考虑纵、横向偏心情况。②对称测量。测量货物半长时，有前端半长、后端半长；测量货物半宽时，有左侧半宽、右侧半宽。③测量货物端视轮廓尺寸时，自上而下逐一测量。货物上部尺寸以相邻两测点间货物外形轮廓尺寸不超出 2 测点间连线为原则，货物下部尺寸尽量按实际货物轮廓尺寸取值[5]。

在实际测量时，常遇到变压器上部斜面有突出物，不方便直接量取，可以利用水平尺、线坠和卷尺测量其尺寸。测点高度H按“平台高度H1+ 水平尺高度H2- 测量高度H3”取值，其中，H3可以通过按住线坠线，旋转水平尺，将水平尺线坠端平移至变压器顶部平台进行测取；测点半宽可利用卷尺测量水平尺伸出端至顶部平台半宽测量基准线的距离w。测量斜面突出物示意图如图 1 所示。

图1 测量斜面突出物示意图Fig.1 A schematic diagram for measuring the protrusion of a bevel

（1）编制装载加固方案需要测量的货物尺寸。一个完整的装载加固方案包括装载加固方案和装载加固方案计算。装载加固方案需要测量的货物尺寸有：货物总长、货物总宽、货物总高、货物重心高和支重面长。装载加固方案计算需要测量的货物尺寸有：货物重心高、货物总长、货物总高、重心投影至纵向倾覆点距离、重心投影至横向倾覆点距离、纵向拉牵拴结点最大高度、纵向拉牵拴结点至重心纵垂面距离、横向拴结点最大高度和横向拴结点至重心纵垂面最小距离。测量时所需工具主要包括：卷尺、线坠、水平尺、画线笔、长线、笔和记录表。

（2）编制装后电报尺寸需要测量的货物尺寸。编制装后电报尺寸需要测量货物尺寸包括货物概况和货物外形尺寸 2 部分。货物概况需要测量货物尺寸有：货物总长、货物总宽、货物总高、支重面长和货物重心高。货物外形尺寸需要测量货物尺寸有：货物各侧高对应的货物高度、货物半宽。

1.2 设计货物尺寸记录表

依据编制装载加固方案和编制装后电报尺寸测量分析，以方便铁路超限货物实际作业为原则，设计“编制装载加固方案需要测量的货物尺寸记录表”和“编制装后电报尺寸需要测量的货物尺寸记录表”。

（1）编制装载加固方案需要测量的货物尺寸记录表。通过分析编制装载加固方案需要测量的货物尺寸，以方便测量、避免遗漏为原则，可按照纵向、横向、垂向、纵向拉牵和横向拉牵 5 个方面对所需测量的货物尺寸进行归类，编制装载加固方案需要测量的货物尺寸记录如表 1 所示。

表1 编制装载加固方案需要测量的货物尺寸记录表mmTab.1 A record table for m easuring the size of the cargo that needs to be measured

（2）编制装后电报尺寸需要测量的货物尺寸记录表。由于“编制装载加固方案需要测量的货物尺寸记录”已涵盖装后电报尺寸中货物概况所需要测量的货物尺寸，只需设计表格记录货物外形尺寸中各侧高对应的货物高度与半宽，编制装后电报尺寸需要测量的货物尺寸记录如表 2 所示。

表2 编制装后电报尺寸需要测量的货物尺寸记录表 mmTab.2 A cargo size record table that needs to be measured for the size of the post-installed telegraph

2 编制装载加固方案实例分析

以 DA 21 型凹底平车装运某变压器厂生产的135.5 t 变压器为例，应用“编制装载加固方案需要测量的货物尺寸记录表”记录数据，如表 3 所示。依据表3 记录的数据编制装载加固方案，验证该表对装载加固方案和装载加固方案计算所需要测量的货物尺寸的适用性和全面性。

2.1 装载加固方案

参照《铁路货物装载加固定型方案》的方案格式，装载加固方案内容主要包括货物规格、准用货车、加固材料、装载方法、加固方法和其他要求，变压器装载加固示意图如图 2 所示。

（1）货物规格：外形尺寸 9695 mm×3230 mm×3495 mm，重量 135.5 t，支重面长 8500 mm，重心高 1635 mm。

（2）准用货车：DA21型凹底平车。

（3）加固材料：Φ20 mm 钢丝绳 (破断拉力不小于 205 kN)，配套钢丝绳夹，厚 10 mm 橡胶垫，钢挡(20 mm 钢板制作)。

（4）装载方法：每车装载 1 件。装载后货物重心纵向偏离车辆横中心线不大于 100 mm，横向居中。

（5）加固方法：①货物与车地板间铺垫橡胶垫。②在货物每侧中上部拴结点使用双股钢丝绳各拉牵2个八字形，捆绑在车侧绳栓上。在货物每端使用双股钢丝绳交叉拉牵，捆绑在车辆另一侧绳栓上。③在货物底部每端各放置2块钢挡，并将钢挡与车地板焊为一体(焊缝高度不小于10mm，每块钢挡与车地板间焊缝总长度不小于 80 cm)。

表3 编制装载加固方案需要测量的货物尺寸记录表mmTab.3 A record table for m easuring the size of the cargo that needs to be m easured

图2 变压器装载加固示意图Fig.2 Schem atic diagram of transformer loading and strengthening

（6）其他要求：加固线与车辆、货物棱角接触处采取防磨措施；该货物为超限货物，按有关规定办理。

2.2 装载加固方案计算

2.2.1 基本参数

装载加固计算基本参数包括车辆参数和货物参数,车辆参数从《铁路货物装载加固规则》的长大货物车技术参数表中获取，货物参数通过货物三视图和实际测量获取[6-7]。①车辆参数：车辆自重Q车= 122.8 t，空车重心高h车= 1035 mm，车辆标记载重P容= 210 t，空车车地板高h车1= 940 mm，车辆承载面宽w车=2700 mm，车辆底架心盘中心距l= 24130 mm。②货物参数：货物重量Q= 135.5 t (通过变压器三视图获取)，货物重心高h货= 1635 mm，货物装后重心高h货1= 940 + 10 + 1635 = 2585 mm，h风= 3495/2 =1747.5 mm，amin= 4180 mm，bmin= 825 mm。

2.2.2 常用计算

装载加固方案常用计算公式主要包括：容许偏心距离、重车重心高、运输过程中作用于货物上的各种力和货物的稳定性校核。

（1）货物总重心偏离车辆横中心线的容许偏心距离为a容= (5/Q)l= (5/135.5)×24130 = 890 mm。

（2）重车重心高为H= (Q车×h车+Q×h货1) / (Q车+Q) = (122.8×1035 + 135.5×2585) / (122.8 + 135.5) =1849 mm。

（3）运输过程中作用于货物上的各种力。运输过程中作用于货物上的各种力有纵向惯性力、横向惯性力、垂直惯性力、风力、纵向摩擦力和横向摩擦力。①纵向惯性力因加固方式不同分为柔性加固纵向惯性力和刚性加固纵向惯性力。柔性加固纵向惯性力T柔=t0Q= 5.88×135.5 = 796.74 kN；刚性加固纵向惯性力T刚=t0Q= (26.69－0.13×130)×135.5 = 9.79×135.5 = 1326.55 kN。②横向惯性力③垂直惯性力④风力⑤纵向摩擦力横向摩擦力

（4）货物的稳定性校核。货物的稳定性校核包括货物倾覆的稳定性和货物水平移动的稳定性，其中：①货物倾覆的稳定性分为纵向稳定性和横向稳定性。纵向倾覆稳定性n纵= (9.8Qamin) / (T柔h) = (9.8×135.5×4180) / (796.74×1635) = 4.26＞1.25；横向倾覆稳定性n横= (9.8Qbmin) / (Nh+Wh风) = (9.8×135.5×825) /(383.35×1635 + 16.61×1747.5) = 1.67＞1.25，计算表明，货物不会发生纵、横向倾覆。②货物水平移动的稳定性分纵向和横向，纵向因加固方式不同又可分为柔性加固纵向稳定性和刚性加固纵向稳定性。货物的柔性加固纵向稳定性 ΔT柔=T柔－F纵摩= 796.74－663.95 = 132.79 kN；货物的刚性加固纵向稳定性ΔT刚=T刚－F纵摩= 1326.55－663.95 = 662.6 kN；货物的横向稳定性 ΔN= 1.25 (N+W)－F横摩= 1.25×(383.35 + 16.61)－354.84 = 145.11 kN。货物在纵、横向均会发生水平移动，需要采取加固措施。

2.2.3 加固方法和加固强度计算

（1）防止货物纵向移动。在货物每侧中上部拴结点使用双股Ф20mm钢丝绳各拉牵2个八字形，同一方向8股，每股钢丝绳需承受的拉力为其中AC为拉牵绳在货物上拴结点的横向垂直平面至车辆上拴结点之间的距离，实际拉牵时，纵向长度不能小于 600 mm；BO为拉牵绳在货物上拴结点自车地板面起算的高度；BC为拉牵绳在货物上拴结点的纵向垂直平面至车辆边线的距离。纵向钢挡加固，每端所需焊缝长度其中K为焊缝高度，取值为 1.0 cm；[τ]为焊缝的许用剪切应力，取值为 70 MPa[8]。每端实际焊缝长度不小于 160 cm，符合要求。

（2）防止货物横向移动。在货物每端使用双股Ф20mm钢丝绳交叉拉牵，同一方向4股，每股钢丝绳需承受的拉力为其中，AC实际拉牵时，纵向长度不能大于 1500 mm。

（3）加固材料选取。根据防止货物纵向和横向移动的钢丝绳承受的拉力，得到防止货物移动的钢丝绳承受拉力S≥max{S横移，S纵移}，钢丝绳最大承受拉力为S破=2S=2×68.57=137.14kN，参照《铁路货物装载加固规则》[7]，Ф20mm钢丝绳破断拉力 205 kN，大于计算破断拉力 137.14 kN，因而选用Ф20mm钢丝绳方案。

3 结束语

铁路超限超重货物运输对保障国家重点工程建设和国防建设需要、促进国民经济发展具有重要意义。通过实例分析可知，设计的“编制装载加固方案需要测量的货物尺寸记录表”，既能有效满足编制装载加固方案的实际需要，又能作为辅助工具避免数据漏测，对铁路超限货物运输实际有着重要的实践价值。同时，结合“编制装后电报尺寸需要测量的货物尺寸记录表”，为铁路货物运输尺寸测量工作提供有效工具，确保装载加固方案和装后电报尺寸所需测量货物尺寸的全面性，保障铁路运输安全。

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[7]中国铁路总公司.铁路货物装载加固规则[A].北京：中国铁道出版社，2015.

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