鐵路超限貨物運(yùn)輸貨物尺寸測量方法研究

曠 絢

（中鐵特貨大件運(yùn)輸有限責(zé)任公司 市場營銷部，北京 100070）

隨著公路超限超載運(yùn)輸治理力度的加強(qiáng)，公路運(yùn)輸成本逐步上漲，鐵路中長距離運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性優(yōu)勢逐步體現(xiàn)，長大貨物貨源向鐵路回流的趨勢明顯。長大貨物一般尺寸較大，裝后超限。為準(zhǔn)確、合理地測量貨物尺寸，有效落實貨物尺寸測量互控，防范安全隱患，保障鐵路超限貨物運(yùn)輸安全[1]，以標(biāo)記載重大于90 t的凹底平車裝運(yùn)采用非專列方式組織運(yùn)輸?shù)淖儔浩鳛檠芯繉ο?，從分析貨物尺寸測量范圍和原則著手，對貨物尺寸測量方法及測量難點進(jìn)行剖析，探討編制預(yù)計裝后尺寸的方法。

1 貨物尺寸測量方法

對于鐵路長大貨物超限運(yùn)輸，常用的運(yùn)輸組織方式有專列方式和非專列方式[2]。以專列方式組織運(yùn)輸?shù)拈L大貨物，發(fā)站較為固定，車站專業(yè)技術(shù)人員通常能熟練地測量貨物尺寸。裝車前，托運(yùn)人協(xié)同車站、車務(wù)段（貨運(yùn)中心）專業(yè)技術(shù)人員共同測量貨物尺寸，能有效做到裝車前貨物尺寸測量互控；裝車后，托運(yùn)人協(xié)同車站、車務(wù)段（貨運(yùn)中心）、鐵路局集團(tuán)公司超限運(yùn)輸主管部門工作人員對貨物裝后尺寸進(jìn)行復(fù)核，也能有效保障貨物裝后尺寸不超出確認(rèn)電報尺寸要求。對于以非專列方式運(yùn)輸?shù)拈L大貨物，發(fā)站分散，車站專業(yè)技術(shù)人員通常不能熟練地測量貨物尺寸，無法有效落實裝車前貨物尺寸測量互控，也無法有效做到裝車后層層把關(guān)復(fù)核。以標(biāo)記載重大于90 t的凹底平車裝運(yùn)以非專列方式組織運(yùn)輸?shù)淖儔浩鳛檠芯繉ο?，對貨物尺寸測量方法進(jìn)行研究。

1.1 貨物尺寸測量范圍及原則

在鐵路超限貨物運(yùn)輸作業(yè)中，涉及貨物尺寸測量的工作主要包括測量編制裝載加固方案相關(guān)貨物尺寸、測量編制鐵路超限超重貨物運(yùn)輸申請電報（以下簡稱“申請電報”）相關(guān)貨物尺寸和測量貨物裝后尺寸3個方面。其中，測量編制裝載加固方案相關(guān)貨物尺寸是為了分析加固強(qiáng)度力值計算，保障加固方式的加固強(qiáng)度能滿足貨物與車輛不發(fā)生傾覆、水平移動和滾動的要求；測量編制申請電報相關(guān)貨物尺寸，是為了編制預(yù)計裝后尺寸、核算限界距離，保障超限車與沿線設(shè)施設(shè)備不發(fā)生剮蹭；測量貨物裝后尺寸，是為了復(fù)核貨物裝后尺寸不超出預(yù)計裝后尺寸，確保超限車不侵占運(yùn)行所需限界安全距離。而測量編制裝載加固方案相關(guān)貨物尺寸相對簡單，測量編制申請電報相關(guān)貨物尺寸和貨物裝后尺寸相對復(fù)雜，而且后兩者測量原理及方法相同。因此，主要側(cè)重研究申請電報相關(guān)貨物尺寸的測量方法。申請電報相關(guān)貨物尺寸包括貨物概況中要求注明的尺寸和貨物外形尺寸2個部分。主要測量工具有：安全繩、安全帽、長度不小于5 m卷尺、線墜、長線、水平尺、標(biāo)記筆、簽字筆和記錄表。

測量貨物尺寸時，應(yīng)遵循以下原則。①以貨物重心所在垂面為測量基準(zhǔn)面，分前后端、左右側(cè)分別測量。對于重心不在貨物幾何中心的貨物，裝車時需考慮縱、橫向偏心情況。②選取的過渡基準(zhǔn)面要規(guī)則。對于不便直接測取的數(shù)值，通過選取規(guī)則的過渡基準(zhǔn)面分段測取累加求得。③對稱測量。測量貨物長度時，有前端長度、后端長度；測量貨物寬度時，有左側(cè)寬度、右側(cè)寬度。④測量貨物外形尺寸時，自上而下逐一測量。貨物外形尺寸測點選取以相鄰兩測點間貨物外形尺寸不超出兩測點連線為原則。

1.2 貨物概況中要求注明的尺寸測量方法

貨物概況中要求注明的尺寸有：貨物全長、支重面長度和貨物重心高度[3]。由于貨物全長不便于直接測取整個數(shù)值，測量時，選取高度為450 ～ 550 mm區(qū)間的變壓器裙邊作為過渡基準(zhǔn)面。貨物全長按“前端外沿距前端裙邊長度、重心橫向垂面距前端裙邊長度、重心橫向垂面距后端裙邊長度和后端外沿距后端裙邊長度”4部分測量值累加求得[4]。貨物本體的支重面長度和重心高度可以利用卷尺直接測取或分段測取累加求得。在測得貨物本體的支重面長度和重心高度的基礎(chǔ)上，考慮橡膠墊、墊木或支架等裝載加固材料和裝置的高度及擺放距離，可以得到貨物概況中要求注明的支重面長度和貨物重心高度。

1.3 貨物外形尺寸測量方法

貨物外形尺寸，是指含裝載加固材料和裝置的貨物橫斷面外形輪廓尺寸。科學(xué)合理地測量貨物本體外形尺寸（含固定包裝）是準(zhǔn)確編制貨物外形尺寸的基礎(chǔ)。利用貨物本體外形尺寸，合理地考慮裝載加固材料和裝置尺寸，即可得到貨物外形尺寸。貨物外形尺寸包括貨物橫斷面輪廓尺寸各測點對應(yīng)的貨物高度、寬度。實際測量時，通常先測量貨物本體外形尺寸各測點尺寸，再考慮裝載加固材料和裝置尺寸，即可生成貨物外形尺寸。受鐵路建筑限界輪廓上部小、中部大、下部小的特征制約[5]，測量貨物本體外形尺寸各測點尺寸時分為貨物上部、貨物中部和貨物下部3個部分進(jìn)行測量。

1.3.1 貨物上部尺寸測量方法

由于受鐵路建筑限界輪廓的制約，大部分貨物上部結(jié)構(gòu)設(shè)計呈現(xiàn)越往上越窄的趨勢。變壓器吊盤常常為貨物最大寬度處，選取吊盤上沿作為貨物上部和貨物中部的分界線，取值時，吊盤上沿以上的測點劃分為貨物上部的測點。

（1）貨物上部尺寸高度測量。對于貨物上部各測點的高度，往往無法直接測取，需要借助于頂部平臺作為過渡基準(zhǔn)面測取各測點的高度，必要時從頂部平臺兩端各測量一次進(jìn)行校對。測點高度按頂部平臺高度與測點超出/低于頂部平臺高度的和/差關(guān)系取值，利用水平尺、卷尺和線墜測取測點高度與頂部平臺之間的高度差。對于上沿高于頂部平臺的斜筒的下沿高度，無法直接測量測點與頂部平臺高度的差值，可先測量斜筒上沿高度，再測量斜筒上沿與下沿的高度差值，求出斜筒下沿的高度。

（2）貨物上部尺寸寬度測量。選取貨物重心縱向垂面與頂部平臺相交線作為貨物上部尺寸的寬度測量基準(zhǔn)線，具體取值方法如下。①若變壓器擺放在水平平臺上，可通過從貨物兩端上部往貨物中下部引線墜，當(dāng)線墜與貨物重心在同一縱向垂面時，在頂部平臺兩端標(biāo)記線墜所在位置，用長線連接貨物頂部平臺兩端的標(biāo)記，用劃線筆在頂部平臺上標(biāo)畫貨物重心縱向垂面與頂部平臺相交線，長線與頂部平臺不密貼區(qū)域，借助水平尺標(biāo)畫長線在頂部平臺上的垂向投影線。②若變壓器擺放不水平，利用貨物三視圖的俯視圖，尋找貨物重心縱向垂面與頂部平臺相交線的標(biāo)志部件，用劃線筆標(biāo)畫各標(biāo)志部件的連線作為寬度測量基準(zhǔn)線，并左右側(cè)各測量一個寬度，比照圖紙尺寸，核實寬度測量基準(zhǔn)線的準(zhǔn)確性。測點寬度為測點至頂部平臺的寬度測量基準(zhǔn)線的水平垂距，不在同一高度時，利用水平尺引到同一高度。對于上沿高于頂部平臺的斜筒下沿寬度，無法直接測取測點與頂部平臺的寬度測量基準(zhǔn)線的水平垂距，可先測取斜筒上沿寬度，再測取斜筒上沿與下沿的寬度差值，求出斜筒下沿的寬度。

（3）貨物上部尺寸測量難點及方法。①遇到變壓器上部斜面有突出物（如圓草帽），突出物上沿低于頂部平臺高度時，難以直接測量突出物上、下沿測點尺寸?？梢岳盟匠摺⒕€墜和卷尺測量其尺寸。測點高度Ha按“頂部平臺高度H1+水平尺高度H2-測點至水平尺上平面高度H3”取值；測點寬度Wa可利用卷尺測取水平尺伸出端至頂部平臺寬度測量基準(zhǔn)線的距離。低于頂部平臺的斜面突出物尺寸測量方法示意圖如圖1所示。②遇到變壓器上部斜面有突出物（如圓草帽），突出物上沿高于頂部平臺高度時，難以直接測量突出物下沿測點尺寸?？梢岳盟匠?、線墜和卷尺通過過渡方式測量其尺寸。測點高度Hb按“頂部平臺高度H1+突出物上沿與頂部平臺高度差H4-突出物上、下沿高度差H5”取值。高于頂部平臺的斜面突出物高度測量方法示意圖如圖2所示。測點寬度Wb按“突出物上沿至頂部平臺寬度測量基準(zhǔn)線的距離W1+突出物上、下沿寬度差W2”取值。高于頂部平臺的斜面突出物寬度測量方法示意圖如圖3所示。

1.3.2 貨物中部尺寸測量方法

對于鐵路線路建筑限界，中部的限界條件通常較好，而受矮柱信號機(jī)等設(shè)施設(shè)備制約，距軌面高度1 210 mm以下，越往下鐵路線路建筑限界條件越窄，考慮到標(biāo)記載重大于90 t的采用非專列方式組織運(yùn)輸?shù)陌嫉灼杰嚳哲囓嚨匕甯叨仍?00 ～ 1 115 mm區(qū)間[6]，選取貨物高度在450 ～ 550 mm區(qū)間的變壓器裙邊下沿作為貨物中部尺寸和下部尺寸的分界線，變壓器吊盤上沿至裙邊下沿作為貨物中部尺寸。

圖1 低于頂部平臺的斜面突出物尺寸測量方法示意圖Fig.1 A schematic diagram for measuring the size of oblique outbursts below the top platform

圖2 高于頂部平臺的斜面突出物高度測量方法示意圖Fig.2 A schematic diagram for measuring the height of the oblique outburst above the top platform

圖3 高于頂部平臺的斜面突出物寬度測量方法示意圖Fig.3 A schematic diagram for measuring the width of oblique outburst above the top platform

貨物中部尺寸高度的測量：貨物中部測點高度Hc按“貨物中部測點距擺放平臺的高度Hc1-貨物底部距擺放平臺的高度Hc2”取值。貨物中部尺寸寬度的測量：由于貨物中部尺寸各測點往往位于貨物兩側(cè)，難以直接測取貨物各測點距貨物重心所在縱向垂面的寬度，通常選取相對規(guī)則的變壓器裙邊作為過渡基準(zhǔn)面，必要時從貨物兩端各測量一次變壓器左、右裙邊距貨物重心所在縱向垂面的寬度值，確認(rèn)變壓器裙邊的規(guī)則程度，并對照設(shè)計圖紙進(jìn)行確認(rèn)。貨物中部測點寬度Wc按“變壓器裙邊距貨物重心所在縱向垂面的寬度值Wc1與測點突出/縮進(jìn)變壓器裙邊寬度Wc2的和/差關(guān)系”取值。當(dāng)測點突出或縮進(jìn)變壓器裙邊時，利用線墜或水平尺與卷尺測取測點突出/縮進(jìn)變壓器裙邊寬度Wc2。

貨物中部尺寸測量的難點：①為避免考慮鋼絲繩拉牽尺寸時人為擴(kuò)大貨物外形尺寸，貨物中部尺寸靠下部測點盡量按實際尺寸測量取值；②模擬鋼絲繩拉牽走線，有效避免測點增加鋼絲繩拉牽尺寸。

1.3.3 貨物下部尺寸測量方法

受矮柱信號機(jī)等設(shè)施設(shè)備制約，距軌面高度1 210 mm以下，越往下鐵路線路建筑限界條件越窄，考慮到標(biāo)記載重大于90 t的采用非專列方式組織運(yùn)輸?shù)陌嫉灼杰嚳哲囓嚨匕甯叨仍?00 ～ 1 115 mm區(qū)間，選取貨物高度在450 ～ 550 mm區(qū)間的變壓器裙邊下沿以下作為貨物下部尺寸。

貨物下部尺寸高度的測量：貨物下部測點高度Hd按“貨物下部測點距擺放平臺的高度Hd1-貨物底部距擺放平臺的高度Hd2”取值。貨物下部尺寸寬度的測量：貨物下部測點寬度Wd按“變壓器裙邊距貨物重心所在縱向垂面的寬度值Wd1與測點突出/縮進(jìn)變壓器裙邊寬度Wd2的和/差關(guān)系”取值。當(dāng)測點突出或縮進(jìn)變壓器裙邊時，利用水平尺或卷尺，可以測取測點突出/縮進(jìn)變壓器裙邊寬度Wd2。

貨物下部尺寸測量的難點：①測點盡量按實際尺寸測量取值；②模擬鋼絲繩拉牽走線，有效避免測點增加鋼絲繩拉牽尺寸；③避免以鋼絲繩拉牽不經(jīng)過測點和相鄰鋼絲繩拉牽經(jīng)過測點作斜坡形，人為擴(kuò)大貨物外形尺寸，必要時需補(bǔ)充測取鋼絲繩拉牽所經(jīng)的非貨物最大輪廓測點作為過渡測點，使包含鋼絲繩拉牽尺寸的貨物外形尺寸更符合實際。

在編制貨物外形尺寸時，合理考慮鋼絲繩拉牽線路，減少貨物外形尺寸，有利于降低貨物裝后超限等級，縮短貨物運(yùn)輸徑路，降低鐵路物流成本[7]；當(dāng)下部限界距離偏小時，通過優(yōu)化鋼絲繩拉牽線路，減少鋼絲繩拉牽尺寸，有效減少下部裝后尺寸，增加限界距離，減少限速運(yùn)行條件，能提高超限車通行能力[8]。

2 預(yù)計裝后尺寸編制方法

預(yù)計裝后尺寸是根據(jù)重車車地板理論高度、裝載位置和貨物外形尺寸，考慮裝車裕量得到的貨物預(yù)計裝后限制輪廓尺寸，是超限超重貨物運(yùn)輸確認(rèn)電報貨物裝后尺寸的依據(jù)。正確、合理地編制預(yù)計裝后尺寸，是保障鐵路超限車行車安全的基礎(chǔ)。

2.1 預(yù)計裝后尺寸編制存在問題

由于凹底平車全路保有量基數(shù)小，在編制預(yù)計裝后尺寸時存在一些問題，主要表現(xiàn)在以下方面。

（1）忽視凹底平車重車車地板下沉量。凹底平車不同于普通平車，重載運(yùn)輸時，車地板存在較大幅度的下沉，如DA26型凹底平車滿載時，車地板下沉量為148 mm；而高度方向的裝車裕量一般在30 ～ 50 mm間取值，容易造成裝后貨物下部尺寸低于確認(rèn)電報貨物裝后尺寸。

（2）考慮裝載加固裝置和材料的尺寸偏小。例如，考慮鋼絲繩雙股拉牽尺寸時，通常按40～50 mm取值，實際加固作業(yè)時，鋼絲繩拉牽尺寸受鋼絲繩主繩和繩尾的相對位置及繩夾的朝向影響，容易超出理論值；在鋼絲繩拉牽與貨物測點無法密貼時，容易發(fā)生考慮鋼絲繩拉牽尺寸偏小的情況。

2.2 預(yù)計裝后尺寸的編制方法

2.2.1 編制貨物外形尺寸

貨物外形尺寸，是由貨物本體外形尺寸加上裝載加固裝置和材料超出貨物本體外形輪廓的尺寸所得。由于在編制貨物外形尺寸時，考慮裝載加固材料和裝置尺寸偏小會導(dǎo)致編制的貨物外形尺寸偏小，進(jìn)而導(dǎo)致編制的預(yù)計裝后尺寸偏小。在編制貨物外形尺寸時，應(yīng)根據(jù)鋼絲繩拉牽的股數(shù)、鋼絲繩規(guī)格大小，合理確定鋼絲繩拉牽尺寸。同時，應(yīng)充分考慮鋼絲繩拉牽與測點不密貼的工況，特別是鋼絲繩栓結(jié)點超出車地板寬度較大時，縱向拉牽的鋼絲繩無法與車地板密貼，需要增大車地板處測點鋼絲繩拉牽尺寸。

2.2.2 編制預(yù)計裝后尺寸

對于標(biāo)記載重大于90 t的采用非專列方式組織運(yùn)輸?shù)陌嫉灼杰囇b運(yùn)的貨物，在貨物外形尺寸確定的前提下，預(yù)計裝后尺寸各測點通常與貨物外形尺寸各測點一一對應(yīng)。預(yù)計裝后尺寸各測點的高度由貨物外形尺寸對應(yīng)測點的高度、所采用的車輛重車車地板高度和裝車裕量決定，預(yù)計裝后尺寸各測點的寬度由貨物外形尺寸對應(yīng)測點的寬度、裝載后貨物橫向偏離車輛縱中心線的數(shù)值和裝車裕量決定。

（1）預(yù)計裝后尺寸各測點高度的確定。考慮到鐵路建筑限界上下部小、中部大的特征，應(yīng)以最大寬度對應(yīng)測點為分界點，該測點上沿及以上各測點的高度按“空車車地板高度－重車車地板下沉量+貨物外形尺寸對應(yīng)測點的高度+裝車裕量”取值；該測點下沿及以下各測點的高度按“空車車地板高度－重車車地板下沉量+貨物外形尺寸對應(yīng)測點的高度－裝車裕量”取值，裝車裕量一般在30 ～ 50 mm間取值。

（2）預(yù)計裝后尺寸各測點寬度的確定。對于標(biāo)記載重大于90 t的采用非專列方式組織運(yùn)輸?shù)陌嫉灼杰嚕捎谪涇囆谋P為球形心盤，為避免重車運(yùn)行時往一側(cè)壓死，裝載時通常要求貨物橫向居中；而寬度方向的裝車裕量一般在30 ～ 50 mm間取值，申請電報中預(yù)計裝后尺寸各測點的寬度按“貨物寬度+裝車裕量”取值。

依照上述方法編制出預(yù)計裝后尺寸各測點的高度和寬度。對于在動態(tài)運(yùn)行時車地板相對軌道平面傾斜角度較大的球形心盤貨車，應(yīng)進(jìn)一步考慮車地板相對軌道平面的傾斜角度，根據(jù)不同車型傾斜轉(zhuǎn)動軸位置和最不利傾斜角度調(diào)整增加各測點高度和寬度裝車裕量。

3 結(jié)束語

準(zhǔn)確、合理地測量貨物尺寸、是正確進(jìn)行加固強(qiáng)度計算、編制預(yù)計裝后尺寸、核算限界距離的基礎(chǔ)，是復(fù)核貨物裝后尺寸的要求，是保障鐵路超限貨物運(yùn)輸安全的關(guān)鍵。為實現(xiàn)國家重點工程大型設(shè)備運(yùn)輸和保障鐵路超限貨物運(yùn)輸安全的要求，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)鐵路超限貨物運(yùn)輸?shù)睦碚撗芯浚岣叱挢浳镞\(yùn)輸管理的信息化水平，不斷規(guī)范超限貨物運(yùn)輸相關(guān)的貨物尺寸測量、裝載加固方案編制與實施、限界管理與運(yùn)用等工作，減少安全隱患，保障鐵路超限車運(yùn)行安全，為不斷擴(kuò)大鐵路大件貨物運(yùn)輸市場份額奠定良好的基礎(chǔ)。