特種平車采用普通重軌轉(zhuǎn)向架裝載長(zhǎng)大號(hào)碼道岔的研究

徐如寧 上海鐵路局南京貨運(yùn)中心

特種平車采用普通重軌轉(zhuǎn)向架裝載長(zhǎng)大號(hào)碼道岔的研究

徐如寧 上海鐵路局南京貨運(yùn)中心

通過(guò)分析原有D22A型特種平車用普通貨物轉(zhuǎn)向架裝載42號(hào)長(zhǎng)大號(hào)碼道岔的裝載加固方式的優(yōu)缺點(diǎn)，在原有貨物轉(zhuǎn)向架存在不足的基礎(chǔ)上，制定普通重軌轉(zhuǎn)向架裝載42號(hào)長(zhǎng)大號(hào)碼道岔的裝載加固方案，通過(guò)較為詳盡的分析與計(jì)算，對(duì)其適用性、經(jīng)濟(jì)性及便利性和安全性進(jìn)行相關(guān)論證，為今后類似大號(hào)碼道岔裝載加固方案設(shè)計(jì)提供一種全新的思路。

普通重軌轉(zhuǎn)向架；長(zhǎng)大號(hào)碼道岔；特種平車；裝載加固

1 概述

隨著我國(guó)鐵路建設(shè)的跨越式發(fā)展，為了進(jìn)一步適應(yīng)線路鋪設(shè)的需求，長(zhǎng)大號(hào)碼道岔已經(jīng)成為線路鋪設(shè)必不可少的一部分，在鐵路貨運(yùn)列車實(shí)施提速的條件下，對(duì)長(zhǎng)大號(hào)碼道岔的運(yùn)輸安全提出了更高的要求。為優(yōu)化長(zhǎng)大號(hào)碼道岔裝載加固質(zhì)量，降低鐵路運(yùn)輸裝載加固費(fèi)用，加快貨物轉(zhuǎn)向架使用審批速度，針對(duì)長(zhǎng)大號(hào)碼道岔裝載加固現(xiàn)狀，就采用普通重軌轉(zhuǎn)向架裝載由中鐵寶橋（南京）有限公司生產(chǎn)的42號(hào)長(zhǎng)大號(hào)碼道岔的裝載加固方案作進(jìn)一步研究。

2 裝載加固方案設(shè)計(jì)

2.1 貨物規(guī)格及參數(shù)

（1）轉(zhuǎn)轍器1組（分為左右兩部分），46200×1047×210mm，重14t；

（2）導(dǎo)曲線6根（為60kg/m鋼軌），49200×150×180mm；（3）可動(dòng)心軌1組，30500×1300×210mm，重12t。

2.2 運(yùn)輸方式

貨物具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）超長(zhǎng)；（2）主材為鋼軌，撓度大；（3）屬于精度高、工藝復(fù)雜的機(jī)加工配件。

采用普通貨物轉(zhuǎn)向架運(yùn)輸和采用普通重軌轉(zhuǎn)向架運(yùn)輸方式比較：D22A型長(zhǎng)大平車跨裝運(yùn)輸，普通貨物轉(zhuǎn)向架前后均使用固定型滑臺(tái)支撐貨物，既能避免貨物產(chǎn)生的下?lián)蠁?wèn)題，又能保證貨物質(zhì)量，但是也存在一些問(wèn)題：首先貨物轉(zhuǎn)向架本身高度偏高，貨物在裝載后重車重心高、合并重心高及中心高也會(huì)隨之偏高，相比采用普通重軌轉(zhuǎn)向架裝載安全性低；其次，貨物轉(zhuǎn)向架的制作需要一定的費(fèi)用；第三貨物轉(zhuǎn)向架在使用完畢后需要占用場(chǎng)地存放并做好防護(hù)措施。因此，采用普通貨物轉(zhuǎn)向架的運(yùn)輸方式并不理想。相對(duì)而言，在不違反《鐵路貨物裝載加固規(guī)則》的前提下采用普通重軌轉(zhuǎn)向架裝載運(yùn)輸，既保證了運(yùn)輸安全及產(chǎn)品質(zhì)量要求，同時(shí)又較經(jīng)濟(jì)合理。

2.3 加固材料與裝置的選用

采用D22A型特種平車運(yùn)輸貨物，需要使用的加固裝置有：（1）普通重軌轉(zhuǎn)向架一副，用于跨裝超長(zhǎng)貨物；（2）滑臺(tái)4個(gè)，用于支撐貨物但并不與貨物捆綁，確保貨物與滑臺(tái)能夠自由滑動(dòng)；（3）車鉤緩沖停止器，用于確?？缪b車輛行經(jīng)曲線時(shí)的安全。

需要使用的主要加固材料有：（1）專用夾具，用于固定貨物；（2）擋鐵，用于防止貨物橫向移動(dòng)；（3）鋼絲繩，用于拉牽捆綁貨物及重軌轉(zhuǎn)向架。

2.4 裝載加固方式

貨物及裝置裝載方法：

（1）將普通重軌轉(zhuǎn)向架（高度為260mm）分別置于兩長(zhǎng)大平車中部，將滑臺(tái)分別置于重軌轉(zhuǎn)向架兩側(cè)；

（2）將轉(zhuǎn)轍器和導(dǎo)曲線置于第一層（見圖1）；

圖1 第一層裝載加固示意圖

（3）在第一層貨物之上擺放隔木（高度為150mm）之后，將可動(dòng)心軌置于第二層（見圖2）。

圖2 第二層可動(dòng)心軌裝載示意圖

貨物及裝置加固方法：

（1）將各個(gè)裝載加固裝置及材料按方案設(shè)計(jì)進(jìn)行捆綁加固；

（2）貨物與重軌轉(zhuǎn)向架間，貨物與貨物間做好防滑措施；

（3）使用夾具將底層貨物加固為一體；

（4）使用鋼絲繩將上層貨物同重軌轉(zhuǎn)向架捆綁牢靠。

貨物及裝置總體裝載加固圖（見圖3）

圖3 貨物及裝置總體裝載加固圖

2.5 裝載加固及運(yùn)輸需要注意事項(xiàng)

在實(shí)施裝載加固作業(yè)時(shí)，還要注意以下幾點(diǎn)：（1）車地板狀況良好以防止加固裝置擺放受限；（2）專用夾具與鋼軌接觸處采用橡膠墊防磨和防滑；（3）所有加固螺栓采取防松措施；（4）轉(zhuǎn)向架上、下架體間和滑臺(tái)上均滿涂潤(rùn)滑油脂；（5）加固線與貨物或車輛棱角接觸處采取防磨措施；（6）連掛車組禁止溜放。

3 重車重心高計(jì)算

Q車=44.0t；

h車=552mm；

Q加固裝置=2.0t；

h加固裝置=1210mm；

Q第一層貨物=31.712t；

h第一層貨物=1445mm；

Q第二層貨物=12.0t；

h第二層貨物=1805mm。

4 加固強(qiáng)度計(jì)算

轉(zhuǎn)轍器總重為14t；導(dǎo)曲線6根鋼軌總重為17.712t；可動(dòng)心軌總重為12t；貨物轉(zhuǎn)向架重2.0t；D22A型長(zhǎng)大平車自重44.0t。

則車組總重為：14+17.712+12+2.0+44.0×2＝133.712t

因此，每噸貨物的縱向慣性力：

t0=6.78kN/t

貨物裝車后，重心近似位于跨裝車組中央，因此，每噸貨物的橫向慣性力：

摩擦力忽略不計(jì)，故垂直慣性力也不需計(jì)算。

下面分別確定貨物與重軌轉(zhuǎn)向架間及重軌轉(zhuǎn)向架與車輛間需要的加固強(qiáng)度。

4.1 貨物與重軌轉(zhuǎn)向架上架體間的加固強(qiáng)度計(jì)算

4.1.1 轉(zhuǎn)轍器和導(dǎo)曲線的加固強(qiáng)度計(jì)算

（1）作用于貨物上的力

轉(zhuǎn)轍器的縱向慣性力：T1=t0×Q=6.78×14=94.92kN導(dǎo)曲線6根鋼軌的縱向慣性力：T2=t0×Q=6.78×17.712=120.09kN

轉(zhuǎn)轍器的橫向慣性力：N1=n0×Q=2.82×14=39.48kN導(dǎo)曲線6根鋼軌的橫向慣性力：N2=n0×Q=2.82×17.712=49.95kN（2）加固方法及加固強(qiáng)度

為防止轉(zhuǎn)轍器和導(dǎo)曲線移動(dòng)，通過(guò)M20螺栓和夾具對(duì)其進(jìn)行下壓加固。在夾具和軌頭間及軌底與貨物轉(zhuǎn)向架間加有橡膠墊，摩擦系數(shù)為0.5。

轉(zhuǎn)轍器與導(dǎo)曲線用同一個(gè)夾具加固，因此螺栓緊固后，每個(gè)螺栓應(yīng)具有32kN的預(yù)緊力，則預(yù)緊力矩應(yīng)不小于128N·m。

焊接在重軌轉(zhuǎn)向架上架體上的橫向擋鐵也可防止轉(zhuǎn)轍器和導(dǎo)曲線橫向移動(dòng)。

4.1.2 可動(dòng)心軌的加固強(qiáng)度計(jì)算

（1）作用于貨物上的力

縱向慣性力：T3=t0×Q=6.78×12=81.36kN橫向慣性力：N3=n0×Q=2.82×12=33.84kN（2）加固方法及加固強(qiáng)度

采用鋼絲繩拉牽加固防止可動(dòng)心軌水平移動(dòng)。

為防止可動(dòng)心軌縱向移動(dòng)，在可動(dòng)心軌兩端采用交叉或倒八字形拉牽。確定加固強(qiáng)度時(shí)，僅考慮死心盤端的拉牽繩，故n取2。AC＝2200mm，BO＝400mm，BC＝1200mm。

防止縱向移動(dòng)時(shí)，每根拉牽繩應(yīng)能承受的力：

導(dǎo)曲線用16個(gè)螺栓緊固，每個(gè)螺栓產(chǎn)生的拉力應(yīng)不小于

為防止可動(dòng)心軌橫向移動(dòng)，在可動(dòng)心軌兩側(cè)各用2根鋼絲繩橫向拉牽，AC＝0，BO=400mm，BC=1200mm，每根拉牽繩應(yīng)能承受的力：

因此，為防止可動(dòng)心軌移動(dòng)，鋼絲繩雙股使用時(shí)的破斷拉力應(yīng)不小于46.97kN。

4.2 重軌轉(zhuǎn)向架與車輛間的加固強(qiáng)度計(jì)算

4.2.1 作用于重軌轉(zhuǎn)向架上的力

（1）縱向慣性力

其中一重軌轉(zhuǎn)向架具有死心盤，貨物和該轉(zhuǎn)向架的縱向慣性力均需通過(guò)對(duì)該轉(zhuǎn)向架的加固來(lái)克服。因此，計(jì)算縱向慣性力時(shí)，Q為貨物重量與一個(gè)轉(zhuǎn)向架重量（0.6t）之和。

（2）橫向慣性力

計(jì)算橫向慣性力時(shí)，Q為貨物重量的一半與一個(gè)轉(zhuǎn)向架重量（0.6t）之和。

4.2.2 加固方法及加固強(qiáng)度

為防止貨物轉(zhuǎn)向架縱向移動(dòng)，采用鋼絲繩拉牽加固。同一方向用4根拉牽繩（n＝4），AC＝1750mm，BO=200mm，BC= 0。則每根拉牽繩應(yīng)能承受的力：

鋼絲繩雙股使用時(shí)，破斷拉力應(yīng)不小于75.60kN。

貨物轉(zhuǎn)向架下架體焊有橫向擋鐵可防止其在車輛上的橫向移動(dòng)。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，南京貨運(yùn)中心和中鐵寶橋（南京）有限公司制定的采用D22A型特種平車、普通重軌轉(zhuǎn)向架裝載42號(hào)長(zhǎng)大號(hào)碼道岔的裝載加固方案能夠滿足鐵路運(yùn)輸安全的要求，能夠確保道岔產(chǎn)品的質(zhì)量不受影響，同時(shí)相對(duì)于用普通貨物轉(zhuǎn)向架運(yùn)輸節(jié)省了費(fèi)用。面對(duì)今后的大號(hào)碼道岔運(yùn)輸，要不斷推陳出新，開闊思路，優(yōu)化方案，嚴(yán)格按方案裝車，確保鐵路貨物運(yùn)輸安全。

責(zé)任編輯：許耀元 徐偉人
來(lái)稿日期：2014-01-22