陸路冷藏集裝箱設計特點

姜滌清

陸路冷藏集裝箱（以下簡稱“冷箱”）專門用于陸路（包括公路和鐵路）運輸，并按照陸路運輸技術參數和要求設計而成。陸路冷箱能夠充分發(fā)揮公路和鐵路運輸優(yōu)勢，使貨物運輸更加快捷、方便。

1 陸路冷箱結構特點

陸路冷箱基本不面向水路運輸，因此，其不受水路運輸條件的限制，即不受國際標準集裝箱尺寸限制。國際標準集裝箱主要面向水路運輸，其外形尺寸直接影響集裝箱在集裝箱船上的配積載；而陸路集裝箱的寬度為2.5～2.6 m，與國際標準集裝箱的尺寸要求存在較大差異。由于單個陸路集裝箱要占用多個箱位，加之其系固難度較大，陸路集裝箱一般不采用集裝箱船運輸，而多采用散貨船或車輛運輸船運輸。此外，車輛連帶冷箱的一體式水路運輸方式會因運輸對象的整體尺寸過大而導致水路運輸成本增加。美國鐵路協會制定的多式聯運封閉式集裝箱標準對陸路集裝箱作出嚴格規(guī)定。該標準包含內容廣泛，可供其他國家借鑒。

以托盤冷箱為例，其作為陸路冷箱中的特種箱型，通過采用托盤實現箱內裝載容積最大化。雖然不同國家使用的托盤規(guī)格不同，但其目的均是充分利用冷箱的有效裝載空間并方便貨物裝卸，從而提高運輸效率，降低運輸成本。

2 陸路集裝箱設計要求

陸路集裝箱設計需要滿足陸路運輸條件，其外形尺寸應符合其使用地域的公路和鐵路運輸規(guī)定。例如，北美國家對陸路集裝箱的長度、寬度和高度有嚴格規(guī)定，不符合規(guī)定的陸路集裝箱無法取得美國鐵路協會頒發(fā)的相應證書及標志。陸路集裝箱的長度通常為53英尺、48英尺、45英尺、40英尺和20英尺；某些特殊陸路集裝箱的長度為24英尺、28英尺和30英尺，但此類集裝箱與其他運輸載體的互換性較差。

在陸路集裝箱運輸中，要求集裝箱與運輸載體的連接必須具有通用性和可靠性。集裝箱與運輸載體通過箱體底角件的扭鎖孔連接，并通過角件支撐。標準集裝箱的寬度為2 438 mm，角件扭鎖孔的間距為2 259 mm；因此，將標準角件用于寬體集裝箱后，扭鎖孔的間距無法滿足通用連接要求，需要使用特殊角件，具體方法如下。

方法一：使用改進型特殊角件。將角件布置在標準尺寸位置，并在角件外部加焊鋼板，從而實現角件外形的有效放大；扭鎖孔符合標準尺寸，以便實現集裝箱與不同載體的連接轉換。該方法適用于少量陸路集裝箱，重點注意外加鋼板必須保證焊接強度和支撐的可靠性。

方法二：針對寬體集裝箱設計專用角件；而對于非標準長度的集裝箱，需要在標準長度位置增加角件，以實現與載體的連接。美國鐵路協會多式聯運封閉式集裝箱標準對不同尺寸箱體所使用的角件有嚴格規(guī)定，例如：寬體扭鎖集裝箱的底角件下端面帶雙孔，其專用特殊角件比國際標準集裝箱角件寬，通常在角件寬度方向和高度方向額外增加加強導向件，以使之與門楣、門檻及角柱的連接更為牢固；門楣、門檻及角柱處留有角件導向件插入空間，且在門楣、門檻及角柱上距離角件一定位置處開孔后再進行柱塞焊，從而使箱體與角件結合形成整體，大大提升其強度。

對于符合國際標準集裝箱規(guī)格的鐵路集裝箱，可配合使用國際標準集裝箱頂角件。寬度為及以上的鐵路集裝箱對頂角件有特殊要求：按照國際鐵路聯盟的相關標準，此類鐵路集裝箱的頂角件在寬度處為垂直面，超出部分為斜面，且下側梁帶有抓臂槽，以滿足鐵路站臺吊裝集裝箱的需求。

為符合運輸載體的要求，需要對陸路集裝箱進行特殊設計。例如：超40英尺集裝箱的鵝頸槽設計必須滿足運輸載體的特殊要求；此外，由于鐵路列車通過半高車廂運載集裝箱，公鐵聯運集裝箱的高度須限制在角件內部，同時注意防止集裝箱在公路運輸過程中一定轉彎半徑內超出角件。適于公路運輸的陸路集裝箱和適于公鐵聯運的陸路集裝箱分別見圖1和圖2。

陸路集裝箱在集卡或列車上的栓固不似國際標準集裝箱在集裝箱船上那樣穩(wěn)固；因此，必須考慮載荷傳遞區(qū)域的強度設計，主要體現在角件與門楣、門檻間的連接設計方面，除材質要求外，還必須保證焊接強度。與水路集裝箱堆場相比，陸路集裝箱堆場的作業(yè)箱量較少，集裝箱堆放高度較低，一般重箱堆放高度為3層，基本不超過5層?？梢姡懧芳b箱的堆存要求比國際標準集裝箱的堆存要求低，對角柱設計的要求也比國際標準集裝箱的要求低。

3 陸路冷箱設計特點

陸路冷箱的運輸環(huán)境較為復雜：一方面，冷箱持續(xù)處于負載交變頻率振動之下；另一方面，當環(huán)境溫度低于 30℃時，厚板可能失效。因此，在選取箱體板料時，應考慮其低溫抗沖擊性能，一般要求材料的沖擊功大于21 J。此外，由于連續(xù)交變應力的存在，箱體零件的裝配形式十分重要：箱體以焊接固定連接為主；門鉸鏈板多采用螺栓連接，螺栓與螺母采用焊接連接；螺栓配備防松平墊及彈性墊圈，或采用螺紋膠連接，以防止螺栓、螺母因箱體抖動而松動脫落。

陸路冷箱配備冷機以保持箱內溫度，確保貨物質量。不同型號的冷機功率差異較大，例如：有的掛車冷箱用冷機的功率是海運冷箱用冷機的2.5倍，其箱體更大，頂部一般設有通風道，以滿足冷媒傳送距離及傳輸均勻性要求；有的冷箱用冷機可以帶動2～3個蒸發(fā)器，其箱體內部可以設計為多個空間，不同空間設置不同的溫度，實現同一集裝箱運輸不同溫度需求的貨物，從而大大提升運輸效率。

陸路冷箱采用燃油發(fā)電，為冷機運轉提供動力；因此，冷箱設計必須考慮油箱強度、箱體運輸里程、油箱布置形式、貨物的溫度要求、加油的便利性及油品的品質要求等。冷箱油箱參照汽車油箱設計，但必須考慮到冷箱在吊裝過程中可能受到的沖擊和撞擊。油箱板料選擇厚3.0 mm以上的耐候鋼；油箱設計應避免拼焊區(qū)域受力，減少對運輸過程中直接受力點的焊接；采用一定工藝手段提升焊接可靠性，從而提高油箱強度。掛車冷箱的油箱尺寸可以根據運輸過程中加油站的間距來設計，保證油箱的設計和加油站的設置滿足運輸要求；相比之下，鐵路冷箱的運輸里程大大超過公路加油站的間距，因此，鐵路冷箱的油箱容積遠遠大于掛車冷箱的油箱容積。

鐵路冷箱在運輸過程中主要采用以下堆放方式：（1）放置在平板車上，要求冷箱附件不超出過彎時平板車的旋轉半徑，此時鐵路冷箱與掛車冷箱可以混合使用，但必須確保箱內貨物品質在運輸過程中不受影響；（2）放置在一定高度的敞頂車廂內，要求裝箱貨物不超出集裝箱的長度和油箱不超出角件，此時可合理增加油箱容積，且冷機高度可以超出敞口箱板，但要確保其在運輸途中的彎道處不會與周圍障礙物發(fā)生碰撞。

由于陸路冷箱的運輸載體經常變換，在設計時除了需要滿足箱體栓固要求外，還須考慮對運輸載體有效空間的合理使用。鐵路冷箱的下側梁應考慮設計抓臂槽，以方便吊裝；對于沒有設計抓臂槽的冷箱，只能對其進行兜底起吊，此時需要注意對起吊部位材料實施加強保護。

4 結束語

在“一帶一路”建設背景下，陸路集裝箱運輸迎來廣闊的發(fā)展空間和良好的市場機遇。陸路冷箱運輸從業(yè)者應緊跟市場發(fā)展趨勢，在冷箱設計理念、設計方向及開發(fā)利用方面狠下工夫，以實現良好的經濟效益和社會效益。