輪式裝備鐵路運(yùn)輸裝載加固強(qiáng)度研究

徐開啟，黃 橙，楊 磊，崔 鯤，彭洪波

(1.軍事交通學(xué)院聯(lián)合投送系，天津300161;2.軍事交通學(xué)院研究生管理大隊，天津300161;3.軍事交通學(xué)院訓(xùn)練部，天津300161;4.空軍韶關(guān)司機(jī)訓(xùn)練大隊，廣東韶關(guān)512023)

《鐵路軍事運(yùn)輸輪式裝備裝載標(biāo)準(zhǔn)》制定，在確定裝備的裝載加固強(qiáng)度時，理論上應(yīng)嚴(yán)格按照《鐵路貨物裝載加固規(guī)則》(鐵運(yùn)［2006］161號，以下簡稱現(xiàn)行《加規(guī)》)的要求來進(jìn)行，以充分保證運(yùn)輸安全。但由于現(xiàn)行《加規(guī)》計算力值確定的加固強(qiáng)度，較之《鐵路貨物裝載加固規(guī)則》(鐵運(yùn)［1995］70號，以下簡稱舊《加規(guī)》)計算力值確定的加固強(qiáng)度發(fā)生了巨大變化，使裝備加固器材強(qiáng)度或使用數(shù)量成倍增加，延長了裝卸載時間，降低了軍事效益和經(jīng)濟(jì)效益。這樣確定的加固強(qiáng)度，由于沒有充分考慮軍事運(yùn)輸?shù)奶厥庑?，勢必會給軍事運(yùn)輸帶來巨大的影響和沖擊，也會給新標(biāo)準(zhǔn)的實施帶來困難。為此，必須對輪式裝備鐵路運(yùn)輸?shù)募庸虖?qiáng)度問題進(jìn)行嚴(yán)肅認(rèn)真、科學(xué)審慎地分析研究。

1 現(xiàn)行加固強(qiáng)度存在的問題與統(tǒng)一加固強(qiáng)度的設(shè)想

1.1 現(xiàn)行加固強(qiáng)度存在的問題

目前，輪式裝備鐵路運(yùn)輸裝載加固強(qiáng)度，由于新的裝載標(biāo)準(zhǔn)制定頒布前各鐵路局和駐鐵路局軍代處在按鐵路現(xiàn)行《加規(guī)》計算核實時，掌握的尺度不一致，導(dǎo)致加固強(qiáng)度不統(tǒng)一。實際采用的加固強(qiáng)度存在以下3種情況:①既有裝載標(biāo)準(zhǔn)的加固強(qiáng)度;②既有裝載標(biāo)準(zhǔn)加固強(qiáng)度的1.5倍、2倍、3倍不等;③鐵路現(xiàn)行《加規(guī)》計算力值確定的加固強(qiáng)度。

由于加固強(qiáng)度的不統(tǒng)一，影響了裝載加固方案或裝載標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性、權(quán)威性和嚴(yán)肅性，也給部隊開展裝載訓(xùn)練以及實施裝載帶來困惑與困難。

1.2 統(tǒng)一加固強(qiáng)度的設(shè)想

基于敢擔(dān)當(dāng)，切實為部隊服務(wù)、為軍事運(yùn)輸服務(wù)，著力提高軍事運(yùn)輸效率、提高我軍戰(zhàn)略投送能力的理念，通過統(tǒng)一加固強(qiáng)度，制訂具有我軍特色的裝備鐵路運(yùn)輸裝載標(biāo)準(zhǔn)。

對加固強(qiáng)度的統(tǒng)一，既要考慮鐵路現(xiàn)行《加規(guī)》的要求，又要考慮軍事運(yùn)輸?shù)奶厥庑院脱b載標(biāo)準(zhǔn)的繼承性，并結(jié)合長期的鐵路軍事運(yùn)輸安全實際，設(shè)想并提出以下具體方案:一是嚴(yán)格采用鐵路現(xiàn)行《加規(guī)》計算力值確定的加固強(qiáng)度;在鐵路現(xiàn)行《加規(guī)》計算力值確定加固強(qiáng)度的基礎(chǔ)上打折，可分別按鐵路現(xiàn)行《加規(guī)》計算力值確定加固強(qiáng)度的85%或60%確定。

2 加固強(qiáng)度打折方案的可行性

(1)既有裝載標(biāo)準(zhǔn)采用的加固強(qiáng)度，是舊《加規(guī)》計算力值確定加固強(qiáng)度的約70%。輪式裝備鐵路運(yùn)輸時，其受力和加固強(qiáng)度與其質(zhì)量、驅(qū)動型式、外形尺寸、質(zhì)心位置、輪徑、輪距等因素密切相關(guān)。其中裝備質(zhì)量是確定加固強(qiáng)度的核心因素。既有裝載標(biāo)準(zhǔn)制定時，采用的裝備按質(zhì)量Q分級的加固強(qiáng)度見表1。

表1 既有裝載標(biāo)準(zhǔn)采用的加固強(qiáng)度

該加固強(qiáng)度在制定既有裝載標(biāo)準(zhǔn)時得到審查專家的一致認(rèn)可。長期的鐵路軍事運(yùn)輸安全實踐表明:此加固強(qiáng)度既是科學(xué)、可行的，又是簡便、實用的;既保證了軍事運(yùn)輸?shù)陌踩?，又充分體現(xiàn)了軍事運(yùn)輸?shù)奶厥庑?。?jù)此加固強(qiáng)度制定的《鐵路軍事運(yùn)輸裝載標(biāo)準(zhǔn)》國軍標(biāo)完全滿足了鐵路軍事運(yùn)輸安全的需要。

在2008年完成的課題“鐵路軍事運(yùn)輸裝載標(biāo)準(zhǔn)歸類合并研究”中，通過計算分析得知，依據(jù)鐵路舊《加規(guī)》制定的上述加固強(qiáng)度，縱向慣性力實際取值約為規(guī)定計算力值的70%。因此，軍事裝備鐵路運(yùn)輸過程中所受的縱向慣性力力值，取《加規(guī)》計算值的70%即可滿足運(yùn)輸安全需要。

制定既有裝載標(biāo)準(zhǔn)所確定的加固強(qiáng)度，既符合鐵路運(yùn)輸安全要求，又體現(xiàn)了軍事運(yùn)輸?shù)奶厥庑?既有利于裝載標(biāo)準(zhǔn)的修訂和新裝備裝載加固方案的制訂，又便于標(biāo)準(zhǔn)的掌握和使用;既減少了加固器材的使用數(shù)量，又提高了軍事效益和經(jīng)濟(jì)效益。但上述科學(xué)可行、簡便實用的加固強(qiáng)度，僅在制訂既有裝載標(biāo)準(zhǔn)時采用，而沒有明確列入相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或鐵路軍事運(yùn)輸規(guī)章中。

(2)貨物在列車運(yùn)行工況時受到的縱向慣性力約為調(diào)車沖擊工況時的30%。北京交通大學(xué)交通運(yùn)輸學(xué)院、鐵道科學(xué)研究院機(jī)車車輛研究所于2005年7月完成的《列車提速后作用于貨物上的慣性力力值的研究——研究報告》，是制訂現(xiàn)行《加規(guī)》的試驗依據(jù)。通過對該研究報告的全面解讀分析，根據(jù)其中輪式貨物的縱向加速度部分的結(jié)論，當(dāng)沖擊速度為5 km/h時、試驗用羅曼汽車的最大縱向加速度為1.691 4 g，當(dāng)沖擊速度為6 km/h時、試驗用羅曼汽車的最大縱向加速度為2.039 3 g;而列車運(yùn)行工況時的貨物縱向加速度的ā+3σ值均不大于0.485 g(試驗用羅曼汽車的該數(shù)據(jù)僅為 0.287 g)。0.485 g 與 1.691 4 g、2.039 3 g相比，分別占 28.7% 和 23.8%，均不足30%(如果是 0.287 g與 1.691 4 g 、2.039 3 g 相比，則分別只占20%、14%)。

也就是說，貨物在列車運(yùn)行工況時受到的縱向慣性力約為調(diào)車沖擊工況時的30%。換言之，貨物在列車運(yùn)行工況時受到的縱向慣性力，其取值為現(xiàn)行《加規(guī)》計算力值的30%，如不存在溜放調(diào)車沖擊工況，按30%取值確定的加固強(qiáng)度是完全可以滿足運(yùn)輸安全需要的。

(3)軍事運(yùn)輸?shù)恼羞\(yùn)輸和有禁止溜放調(diào)車限制的零星運(yùn)輸車輛具有不存在調(diào)車沖擊工況的特殊性。軍事裝備物資鐵路運(yùn)輸中，除零星運(yùn)輸(其中多數(shù)情況下也不能溜放調(diào)車，如軍用危險品、裝有精密儀器的裝備等)外均為整列運(yùn)輸，而整列運(yùn)輸和有禁止溜放調(diào)車限制的零星運(yùn)輸車輛不存在調(diào)車沖擊工況?；诖耍b備物資鐵路運(yùn)輸過程中受到的縱向慣性力，其取值為現(xiàn)行《加規(guī)》計算值的30%就可以完全滿足運(yùn)輸安全的需要。

軍事裝備物資鐵路運(yùn)輸中，鑒于都需要押運(yùn)員押運(yùn)的客觀實際，為確保押運(yùn)員人身安全，可在裝載標(biāo)準(zhǔn)以及鐵路軍事運(yùn)輸相關(guān)規(guī)章中增加“押運(yùn)員乘坐的車輛(組)禁止溜放”這一規(guī)定即可。

上述分析表明，如果充分考慮軍事運(yùn)輸?shù)奶厥庑砸约伴L期運(yùn)輸安全的實際情況，裝備物資的裝載加固強(qiáng)度打折方案是可行的。

3 各種加固強(qiáng)度與鐵路現(xiàn)行《加規(guī)》計算力值確定加固強(qiáng)度的關(guān)系

文獻(xiàn)［3］中，對輪式貨物鐵路運(yùn)輸?shù)募庸?，通過計算對比分析了現(xiàn)行和舊《加規(guī)》條件下加固裝備的拉牽繩受力情況。計算表明，現(xiàn)行和舊《加規(guī)》條件下加固強(qiáng)度之比平均約為2.5，即ΔT新≈2.5ΔT舊。由此可推斷1.1中目前實際采用加固強(qiáng)度與現(xiàn)行鐵路《加規(guī)》計算力值確定加固強(qiáng)度之間的關(guān)系。

對上述3種情況加固強(qiáng)度取值再做進(jìn)一步的分析，可得出以下結(jié)論。

(1)第1種情況(既有裝載標(biāo)準(zhǔn)的加固強(qiáng)度)，是鐵路現(xiàn)行《加規(guī)》計算力值確定加固強(qiáng)度的約30% ，取值差距太大，不宜接受和采用。

(2)第2種情況之一(既有裝載標(biāo)準(zhǔn)加固強(qiáng)度的1.5倍)，是鐵路現(xiàn)行《加規(guī)》計算力值確定加固強(qiáng)度的約40%，同樣取值差距太大，也不宜接受和采用。

第2種情況之二(既有裝載標(biāo)準(zhǔn)加固強(qiáng)度的2倍)，是鐵路現(xiàn)行《加規(guī)》計算力值確定加固強(qiáng)度的約60%，該方案既考慮了鐵路現(xiàn)行《加規(guī)》的要求，又充分考慮了軍事運(yùn)輸?shù)奶厥庑院同F(xiàn)實可能性，課題組建議采用這一方案。據(jù)此計算制定了表2所示的鐵路軍事運(yùn)輸輪式裝備質(zhì)量分級加固標(biāo)準(zhǔn)(60%取值)。

表2 鐵路軍事運(yùn)輸輪式裝備質(zhì)量分級加固強(qiáng)度(60%取值)

第2種情況之三(既有裝載標(biāo)準(zhǔn)加固強(qiáng)度的3倍)，是鐵路現(xiàn)行《加規(guī)》計算值確定加固強(qiáng)度的約85%，打折太少、意義不大，也不宜采用。

(3)第3種情況(鐵路現(xiàn)行《加規(guī)》計算力值確定的加固強(qiáng)度)，沒有充分考慮軍事運(yùn)輸?shù)奶厥庑?，也不宜采用?/p>

需要說明的是，該加固強(qiáng)度表(60%取值)是按質(zhì)量分級的上限質(zhì)量來制定的，而多數(shù)中、下限質(zhì)量裝備的實際加固強(qiáng)度則比之要大，再加上所選用制式加固器材的破斷拉力通常又大于按上限質(zhì)量來制定的加固強(qiáng)度，所以多數(shù)中、下限質(zhì)量裝備的實際加固強(qiáng)度接近甚至超過了現(xiàn)行鐵路《加規(guī)》規(guī)定的加固強(qiáng)度(尤其是10 t以下裝備)。

同時，從質(zhì)量分級的角度，該加固標(biāo)準(zhǔn)與既有的加固標(biāo)準(zhǔn)也保持了較好的繼承性和連續(xù)性。

4 結(jié)語

“采用鐵路現(xiàn)行《加規(guī)》計算力值的60%確定加固強(qiáng)度，實為既有裝載標(biāo)準(zhǔn)加固強(qiáng)度的2倍”之方案，既考慮了鐵路現(xiàn)行《加規(guī)》的要求，又充分考慮了軍事運(yùn)輸?shù)奶厥庑院同F(xiàn)實可能性，建議采用此方案，新制定的裝載標(biāo)準(zhǔn)將有利于提高軍事效益和經(jīng)濟(jì)效益。

［1］ 鐵道部.鐵路貨物裝載加固規(guī)則(鐵運(yùn)［2006］161號)［M］.北京:中國鐵道出版社，2006:38-44.

［2］ 鐵道部.鐵路貨物裝載加固規(guī)則(鐵運(yùn)［1995］70號)［M］.北京:中國鐵道出版社，1995:37-42.

［3］ 張志強(qiáng)，黃橙，徐開啟，等.《鐵路貨物裝載加固規(guī)則》加固強(qiáng)度計算方法分析［J］.軍事交通學(xué)院學(xué)報，2014，16(7):25-30.