彈藥鐵路棚車運輸裝載加固方案

楊永偉，張瑞鵬，吳東廣

(1．軍事交通學院 聯(lián)合投送系，天津300161； 2．駐鄭州鐵路局軍代處，鄭州 450015)

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● 軍事運輸 Military Transportation

彈藥鐵路棚車運輸裝載加固方案

楊永偉1，張瑞鵬1，吳東廣2

(1．軍事交通學院 聯(lián)合投送系，天津300161； 2．駐鄭州鐵路局軍代處，鄭州 450015)

針對彈藥鐵路運輸大多采用棚車裝運時存在的裝載方法不規(guī)范、裝載數(shù)量少、捆綁加固要求不明確、運輸安全較差等問題，在分析彈藥鐵路棚車運輸裝載加固方案設計的主要依據(jù)和影響因素基礎上，提出了彈藥鐵路棚車運輸裝載加固方案的改進建議。

彈藥；鐵路棚車；裝載加固方案

彈藥是武器系統(tǒng)中用于完成各種作戰(zhàn)任務的終端系統(tǒng)，在戰(zhàn)爭中起著直接摧毀目標、消滅敵人的作用，是決定戰(zhàn)爭勝負的關鍵性物資之一。鐵路是彈藥長距離、大批量運輸?shù)淖钪匾绞絒1]。目前，彈藥鐵路運輸大多采用棚車裝運，運輸時存在裝載方法不規(guī)范、裝載數(shù)量少、捆綁加固要求不明確、運輸安全較差等問題，偶會發(fā)生砸傷押運員的事故。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，彈藥的種類日趨復雜，消耗量越來越大，這給彈藥的戰(zhàn)時保障提出了更新更高的要求。在保證彈藥安全的前提下，提高快速、高效運輸保障效能就顯得十分重要[2]。

1 彈藥鐵路棚車運輸裝載加固存在的主要問題

《軍用危險貨物鐵路運輸規(guī)則》規(guī)定：彈藥裝載時應堆碼整齊穩(wěn)固，種類、批次不得混淆，裝載質(zhì)量不得超過車輛的標記載質(zhì)量，車內(nèi)四周要排列緊密，質(zhì)量分布均勻，車門兩邊堆碼成梯形，裝載最大高度不得超過2.4 m，每年7、8月份使用全鋼棚車裝載1組9級彈藥的裝載高度不得超過2 m；裝載引信和彈丸結(jié)合的彈藥、點火具(底火)與火箭發(fā)動機(發(fā)射裝藥)結(jié)合的彈藥和單一慣性保險型引信的彈藥，其軸線必須與運輸工具的運行方向保持垂直，彈體外包裝箱長度超過車體內(nèi)寬度，應當按照鐵路軍事運輸裝載標準和裝載方案組織斜裝或者順裝。由于以上裝載技術(shù)要求過于籠統(tǒng)，造成彈藥裝載加固存在一系列問題。

1.1 部分彈藥裝載時棚車載質(zhì)量或容積利用率低

圖1所示為彈藥鐵路棚車運輸?shù)闹饕b載方式之一。這種裝載方式的優(yōu)點是棚車門處不裝載彈藥，押運員隨車押運時活動空間比較大。缺點是棚車載質(zhì)量或容積利用率低，鐵路運力和運費浪費較嚴重，降低了經(jīng)濟和軍事效益。

圖1 裝載方式一

1.2 安全性不高

按照現(xiàn)行的彈藥裝載技術(shù)要求，鐵路棚車裝運彈藥時，要堆碼整齊穩(wěn)固，車內(nèi)四周排列緊密，質(zhì)量分布均勻，車門兩邊碼成梯形，裝載高度符合要求即可，一般不進行加固[3]。但是，彈藥在棚車內(nèi)裝載到一定高度后，在鐵路調(diào)車作業(yè)或緊急制動時容易出現(xiàn)彈藥堆垛倒塌的現(xiàn)象。特別是在2007年，鐵路第6次大提速之后，就發(fā)生了多起彈藥倒塌砸傷押運員的事故。另外，由于棚車車門處沒有阻擋器材，在開關車門時也容易發(fā)生彈藥掉下棚車的事故。

1.3 部分彈藥裝載方式不科學

圖2為某外包裝為圓柱形彈藥的裝載方法。該類型彈藥質(zhì)量一般大于100 kg。由于圓柱形包裝的彈藥無法用叉車實施裝卸作業(yè)，故該類彈藥的裝卸主要靠人力搬運，在實際的裝載過程中最多裝載2層。又由于其外包裝是圓柱形，所以裝載完后必須進行捆綁加固，不僅裝載效率低，而且棚車載質(zhì)量利用率也很低。以某型彈藥為例(單箱250 kg)，按照GJB 3301《鐵路軍事運輸裝載標準》，部隊裝滿1輛P60，需投入20人，耗時8 h才能完成。

圖2 裝載方式二

1.4 部分彈藥裝載不便于押運員乘坐

圖3是彈藥鐵路棚車運輸比較常見的一種裝載方式，該裝載方法克服裝載方式一棚車載質(zhì)量或容積利用率不高的問題。但是，押運員隨車押運時，沒有足夠的休息和活動空間，若棚車車門處裝載高度超過1 m，有些押運員甚至不能直立活動。另外，如果棚車車門處沒有預留足夠的距離，車輛途中?？繒r，押運員沒有上下車的支撐點，不方便上下棚車。

圖3 裝載方式三

2 彈藥鐵路運輸裝載加固影響因素分析

2.1 彈藥包裝箱

(1)包裝箱外形。彈藥包裝箱的外形影響彈藥裝載的方式及加固方案。包裝箱的外形主要有矩形和圓矩形2種，其中，以矩形包裝箱占的比率較大。彈藥包裝箱的外形主要影響彈藥裝載時的堆碼方式。如果彈藥的包裝箱外形為圓矩形，在實施鐵路運輸時采取橫裝的裝載方式，為了防止其在運輸過程中發(fā)生滾動，需要對其進行繁瑣的捆綁加固。另外，包裝箱在設計時是否考慮運輸因素，外包裝是否有限位塊，限位塊的強度是否符合要求，都會影響加固方案[4]。例如，若某彈藥包裝箱在橫向和縱向都有限位塊，而且限位塊強度足夠大的話，則該彈藥裝載后就不會發(fā)生橫向、縱向水平位移，那么在防止貨物水平位移方面就不用進行加固。

(2)包裝箱尺寸、彈藥及包裝箱總質(zhì)量。彈藥包裝箱的外形尺寸、彈藥及包裝箱總質(zhì)量直接決定棚車所能裝載的彈藥數(shù)量。由于棚車的容積和載質(zhì)量是一定的，包裝箱尺寸越大、彈藥(含包裝箱)的總質(zhì)量越大，所能裝載的數(shù)量就越少，反之則會越多。

(3)包裝箱材質(zhì)。包裝箱材質(zhì)影響加固方法及器材的選擇。由于不同材質(zhì)的包裝箱摩擦系數(shù)不同，而摩擦系數(shù)不同將直接影響彈藥運輸過程中的受力，以及最終確定是否需要加固和加固材料的強度。

(4)單箱彈藥總重心位置。單箱彈藥總重心位置影響彈藥的裝載方法。如果單箱彈藥的重心不在質(zhì)心位置，而且偏離較大，在彈藥裝載時為了防止出現(xiàn)偏載的現(xiàn)象，就要求首尾顛倒交錯裝載。

2.2 棚車的類型

彈藥一般使用棚車裝載。棚車的噸位、類型各不相同，對裝載的數(shù)量有較大影響。一是不同噸位的棚車裝載數(shù)量不同。目前，使用的棚車有60噸級和70噸級兩大類，由于不同噸位的棚車裝載貨物的能力有所不同，故噸位不同的棚車主要影響彈藥的裝載數(shù)量。二是棚車車體的材質(zhì)也影響棚車裝載彈藥的數(shù)量。如每年7、8月份使用全鋼棚車裝載部分彈藥時，車內(nèi)裝載高度不得超過2 m。

2.3 彈藥的特殊性質(zhì)

彈藥的特殊性質(zhì)影響彈藥的裝載方式及裝載數(shù)量。有些引信和彈丸結(jié)合的彈藥、點火具(底火)與火箭發(fā)動機(發(fā)射裝藥)結(jié)合的彈藥和單一慣性保險型引信的彈藥，按照裝載技術(shù)要求，裝載時，其軸線必須與運輸工具的運行方向保持垂直，不能順裝裝載。有些彈藥要求儲運過程中，只能堆碼1層或者2層，對于有這一特殊要求的彈藥，在裝載的過程中不能超過規(guī)定的層數(shù)，其裝載數(shù)量必將受到影響。

3 彈藥鐵路棚車運輸裝載加固方案改進

針對以上彈藥鐵路運輸裝載加固方案存在的問題，依據(jù)鐵路行業(yè)規(guī)章和軍隊內(nèi)部規(guī)章，按照保證鐵路運輸過程安全、裝載高效、最大限度地利用棚車載質(zhì)量或容積的原則，結(jié)合彈藥鐵路棚車運輸裝載加固技術(shù)要求，對彈藥鐵路運輸裝載加固方案進行改進(不考慮不同箱型混裝)。

3.1 裝載方式

彈藥鐵路運輸有橫裝、順裝、斜裝和立裝4種裝載方式。采用哪種裝載方式主要依據(jù)鐵路運輸裝載技術(shù)要求、彈藥自身技術(shù)特點、盡量多裝載彈藥、方便裝載后的加固作業(yè)等因素綜合確定。對于引信和彈丸結(jié)合的彈藥、點火具(底火)與火箭發(fā)動機(發(fā)射裝藥)結(jié)合的彈藥和單一慣性保險型引信的彈藥，按照彈藥裝載技術(shù)要求，只能選擇橫裝或者立裝的裝載方式；對于彈藥外包裝箱的長度超過車體內(nèi)的寬度，可以選擇斜裝或者順裝的裝載方式。其他彈藥都應該以裝載數(shù)量最多和方便加固的要求來選擇合適的裝載方式。

以某型彈藥為例(外包裝為圓柱形，尺寸為590 mm×1 780 mm，單箱質(zhì)量250 kg)，選擇P60實施裝載。由于該型號彈藥的引信和彈丸結(jié)合在一起，根據(jù)裝載技術(shù)要求，只能選擇橫裝或者立裝的裝載方式。橫裝4層可以裝載104枚，但是在實際裝載過程中，由于其質(zhì)量大，人工裝載時最多裝2層50余枚；如果選擇立裝裝載，裝1層就可以裝110枚。橫裝時，由于其外形為圓柱形，需要使用大量橫木進行加固。立裝時，由于只裝1層，貨物之間可以進行交互交錯排列，貨物與車廂壁之間多余空間少，待排列至車門時，用少量橫木、捆綁帶就可以將整個車廂貨物固定為一體，牢固可靠。另外，立裝時只裝1層，一般彈頭朝下，裝載完后與橫裝相比重車重心高更低，穩(wěn)定性更好。因此，對于該彈藥應該選擇立裝的裝載方式更為合適。裝載加固方案如圖4所示。

圖4 立裝俯視圖(圖中陰影部分為加固材料)

3.2 裝載數(shù)量

對于彈藥的裝載數(shù)量，在滿足裝載技術(shù)條件的前提下，應盡可能的多裝，最大限度地提高棚車的利用率。比較圖3和圖1兩種常用的裝載方法，圖3裝載方法的裝載彈藥的數(shù)量比圖1多，而且可以使彈藥布滿整個棚車車底板，防止彈藥在運行過程中發(fā)生躥動，增加穩(wěn)定性。因此，在彈藥運量較大的情況下，一般采用圖3所示的裝載方法進行裝載，盡量少用或者不用圖1所示的裝載方法。為了提高押運人員乘坐的舒適性和上下車的方便性，對棚車車門處彈藥的裝載進行如下改進。

(1)車門處的裝載高度。為使押運員隨車押運時有足夠的活動空間，要求車門處的裝載高度不超過1 m。以P64車為例，車高為2.705 m，一旦車門處裝載高度超過1 m，身高超過1.7 m的押運員將無法直立活動。

(2)車門處的裝載方式。為方便押運員上下棚車，車門處按照圖5所示的方式實施裝載(陰影部分為加固材料，長方形為彈藥箱)。按照這種方式裝載，在車門處就留有足夠的空隙，這樣可以方便押運員上下棚車。如果車門處也按照車門兩側(cè)的方式進行裝載，將不便于押運員上下車，同時，在開關車門時，也可能使彈藥掉下棚車。

圖5 車門處裝載方式

3.3 加固方式

為提高彈藥裝載的安全性，按照《鐵路貨物裝載加固規(guī)則》，以最上層靠近棚車中部的一箱彈藥為對象進行力值計算分析，確定合理的加固方案。

如果計算得出其在橫向、縱向均不發(fā)生水平位移，但在縱向會發(fā)生傾覆(一般在橫向不會發(fā)生傾覆)，這時可以采用圖6所示的裝載加固方法。將各層靠近棚車中部的n箱彈藥用捆綁帶捆扎在一起作為一組(n可以根據(jù)計算得出)。由《鐵路貨物裝載加固規(guī)則》傾覆系數(shù)的計算公式可知[5]，這種加固方法可使縱向穩(wěn)定系數(shù)增加n倍，保證彈藥箱不發(fā)生縱向傾覆。

圖6 裝載加固方式一

如果計算得出其在橫向、縱向不會發(fā)生傾覆，但是在縱向會水平位移(一般在橫向不會發(fā)生水平位移)，這時可以采用圖7所示的裝載加固方法。將各層距最外側(cè)的1箱與其下面1層的彈藥箱用捆綁帶進行加固。

圖7 裝載加固方式二

如果計算得出其在橫向、縱向既不發(fā)生水平位移，也不發(fā)生傾覆，則可以采用圖8所示的裝載方法，不對彈藥進行加固。這種裝載方法不僅提高了棚車的利用率，而且由于梯形部分與圖3相比多空1箱位置，即使一旦出現(xiàn)彈藥倒塌的現(xiàn)象也不至于直接掉下砸傷押運人員，比圖3更為安全。

圖8 不加固裝載

同時，為了增加彈藥裝載的安全性與穩(wěn)定性，還在棚車車門處加用門擋，其他空隙處用襯墊材料進行填充。

4 結(jié) 語

彈藥屬于軍用危險貨物中的爆炸品，鐵路運輸要求高、技術(shù)性強。設計合理的裝載加固方案，對于提高彈藥運輸?shù)陌踩院蛙娛陆?jīng)濟效益，具有十分重要的意義。

[1] 尹建平，王志軍.彈藥學[M].北京：北京理工大學出版社，2014：1.

[2] 唐慧豐，于洪敏，陳致明，等.彈藥裝載的構(gòu)造型啟發(fā)式算法研究[J].軍事運籌與系統(tǒng)工程，2005(1)，29-32.

[3] 鐵道部，總參謀部，總后勤部，總裝備部.軍用危險貨物鐵路運輸規(guī)則[A].北京：總后勤部，2006.

[4] 劉愛珍，陳立云，賈紅麗.通用彈藥運輸工具的數(shù)量優(yōu)化問題研究[J].電腦知識與技術(shù)，2012(20)：4997-4999.

[5] 鐵道部.鐵路貨物裝載加固規(guī)則[A].北京：中國鐵道出版社，2006.

(編輯：閆曉楓)

Loading Reinforcement Scheme for Ammunition Railway Transportation with Boxcar

YANG Yongwei1, ZHANG Ruipeng1, WU Dongguang2

(1. Joint Projection Department, Military Transportation University, Tianjin 300161, China；2. Military Representative Office Stationed in Zhengzhou Railway Bureau, Zhengzhou 450015, China)

Considering the problems of nonstandard loading method, small loading amount, unclear binding-fastening requirements and weak transport security in ammunition railway transportation with boxcars, the paper analyzes the main basis and influencing factors of designing loading reinforcement scheme for ammunition railway transportation with boxcar, and puts forward some suggestions for improving loading reinforcement scheme.

ammunition; railway boxcar; loading reinforcement scheme

2015-08-24；

2015-11-10． 作者簡介： 楊永偉(1983—)，男，碩士，講師．

10．16807/j.cnki.12-1372/e.2016.03.005

U294

A

1674-2192(2016)03- 0019- 04