交換箱的分類與應(yīng)用

文/區(qū)傳金 張 浩

改革開放以來(lái)，我國(guó)道路基礎(chǔ)設(shè)施顯著改善，貨運(yùn)業(yè)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，但總的來(lái)看，我國(guó)道路貨運(yùn)業(yè)仍處于粗放式發(fā)展階段，貨運(yùn)車型結(jié)構(gòu)與種類過(guò)于龐雜，車輛標(biāo)準(zhǔn)化程度過(guò)低，已成為影響物流業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要因素，嚴(yán)重制約了交通運(yùn)輸業(yè)的暢通、高效、安全、綠色、可持續(xù)發(fā)展。

為促進(jìn)物流業(yè)健康發(fā)展，國(guó)務(wù)院先后印發(fā)《物流業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》《物流業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2014-2020年）》，提出推進(jìn)物流技術(shù)裝備現(xiàn)代化的要求。作為一種新型運(yùn)輸方式，利用交換箱進(jìn)行運(yùn)輸是一種方便、靈活、高效的作業(yè)方式，具有較好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益，交換箱將成為我國(guó)多式聯(lián)運(yùn)的重要運(yùn)載工具。

一、交換箱的工作原理

交換箱的外形和結(jié)構(gòu)與集裝箱非常相近，但交換箱帶四個(gè)可折疊支腿。在公路運(yùn)輸中，運(yùn)載交換箱的車輛到達(dá)目的地后，可以將箱體卸下，無(wú)需等待交換箱裝卸貨物，就可以裝載另外一個(gè)交換箱進(jìn)行運(yùn)輸。

運(yùn)輸交換箱需要使用專用的載貨汽車（見圖1），該載貨汽車裝備有空氣懸架。在道路運(yùn)輸時(shí)，裝載交換箱的主要過(guò)程如下：

1．當(dāng)交換箱處于停放狀態(tài)時(shí)（見圖2），調(diào)整空氣懸架，降低車輛底盤高度，使其低于交換箱下底面；

2．調(diào)整載貨汽車的方向，使其縱向中心線與交換箱的縱向中心線大概重合（見圖3）；

3．載貨汽車倒車，倒車過(guò)程中，在載貨汽車上的導(dǎo)向輪和交換箱底面的導(dǎo)向槽相互配合下，完成倒車；

4．調(diào)整空氣懸架，升高車輛底盤，使交換箱的4個(gè)支承裝置離地，然后收起并固定好支承裝置，鎖緊交換箱的底角鎖，最后進(jìn)行運(yùn)輸（見圖4至圖6）。

在道路運(yùn)輸時(shí)，卸載交換箱大致與上述過(guò)程相反。

大部分交換箱與標(biāo)準(zhǔn)集裝箱一樣，可以裝載至鐵路平車上進(jìn)行運(yùn)輸。歐洲交換箱通常設(shè)置有抓臂提升區(qū)，鐵路站臺(tái)或站場(chǎng)的舉升機(jī)構(gòu)通過(guò)調(diào)整抓臂位置，抓住交換箱的抓臂槽，抓緊后吊起交換箱（見圖7），放置在火車貨臺(tái)上，最后通過(guò)鐵路平車的轉(zhuǎn)鎖和交換箱的底角件配合固定后進(jìn)行鐵路運(yùn)輸（見圖8）。

二、交換箱運(yùn)輸?shù)膬?yōu)勢(shì)

使用交換箱進(jìn)行運(yùn)輸，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

圖1 運(yùn)輸C級(jí)交換箱的載貨汽車

圖2 C級(jí)交換箱 處于停放狀態(tài)

圖3 載貨汽車倒車

圖4 載貨汽車完成倒車操作

圖5 收起支腿

圖6 裝有C級(jí)交換箱的載貨汽車

1．減少貨物等待裝卸時(shí)間，提高裝卸效率，并提高車輛的使用效率。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)集裝箱（例如20英尺集裝箱）進(jìn)行公路運(yùn)輸時(shí)，需要與半掛車一起存放貨場(chǎng)進(jìn)行裝貨。如果將集裝箱放置倉(cāng)庫(kù)裝貨，需要使用吊具或叉車將集裝箱從半掛車上取下，場(chǎng)站內(nèi)的設(shè)備投入成本比較高，且操作繁瑣。交換箱的外形和結(jié)構(gòu)與集裝箱非常相近，但交換箱帶四個(gè)可折疊支腿。在公路運(yùn)輸中，運(yùn)載交換箱的車輛到達(dá)目的地后，可以將箱體卸下，無(wú)需等待交換箱裝卸貨物，就可以裝載另外一個(gè)交換箱進(jìn)行運(yùn)輸。

2．使用靈活，降低運(yùn)營(yíng)成本。交換箱可不需要吊裝設(shè)備或者叉車等作業(yè)工具，就能實(shí)現(xiàn)箱體的裝卸，可降低場(chǎng)地設(shè)備購(gòu)置成本。另外，一輛載貨汽車一般配置3～4個(gè)箱體，可以減少車輛底盤的購(gòu)置費(fèi)用，同時(shí)還可減少駕駛員的人數(shù)，降低運(yùn)營(yíng)成本。除此之外，箱體可以作為“中間倉(cāng)庫(kù)”，貨物分揀后可以直接“入箱”，減少了無(wú)效搬運(yùn)及處理場(chǎng)地的壓力。同時(shí)車輛與箱體可以分離，更方便車輛檢修。

3．降低空車重量，并降低燃油成本。普通貨運(yùn)模式中，載貨汽車將貨物運(yùn)送到目的地后，然后空車返回。而交換箱無(wú)需一直固定在車輛底盤上，箱體和貨物一起從車輛上卸載后，可空車返回，此時(shí)，載貨汽車空車重量降低，能降低空車油耗。

4．相比國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)集裝箱，具有更大的容積優(yōu)勢(shì)。C級(jí)交換箱與之對(duì)應(yīng)的20英尺集裝箱的外廓尺寸要大，可裝載的托盤數(shù)量也較大，如C782交換箱能裝載18個(gè)1200mm×800mm托盤，或14個(gè)1200mm×1000mm托盤，而1C集裝箱只能裝載11個(gè)1200mm×800mm托盤，或9個(gè)1200mm×1000mm托盤，托盤裝載量分別增加63.6%或55.6%。

5．便于多式聯(lián)運(yùn)，促進(jìn)貨物運(yùn)輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)化。交換箱可以在鐵路平車上運(yùn)輸和近海、內(nèi)河中進(jìn)行船運(yùn)，從而實(shí)現(xiàn)交換箱的公路、鐵路和近海與內(nèi)河的無(wú)縫對(duì)接，可大幅提高物流運(yùn)輸系統(tǒng)的效率。

三、交換箱的分類

1.按長(zhǎng)度分類

圖7 通過(guò)抓臂吊裝的交換箱

圖8 鐵路上運(yùn)輸?shù)膫?cè)簾交換箱

圖9 A級(jí)交換箱

圖13 側(cè)簾式A級(jí)交換箱

圖14 篷布交換箱

圖15 可堆疊罐式交換箱

交換箱底角件定位尺寸和對(duì)應(yīng)的ISO集裝箱一致，根據(jù)底角件的定位尺寸，交換箱可分為A級(jí)、B級(jí)、C級(jí)，分別依據(jù)1 A（40英尺）、1 B（30英尺）和1 C（20英尺）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)集裝箱規(guī)范進(jìn)行底角件的定位。

（1）A級(jí)交換箱

在EN 452-1995中，A級(jí)交換箱根據(jù)箱體總長(zhǎng)不同，分為A1219、A1250、A1360三個(gè)系列，其箱長(zhǎng)分別為12192mm、12500mm、13600mm，最大總質(zhì)量均為34t。歐洲標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)推薦使用該三種A級(jí)交換箱，其他尺寸的A級(jí)交換箱雖允許但不推薦使用。

由于A級(jí)交換箱最大總質(zhì)量較大，通常不在箱體底部設(shè)置支承裝置。A級(jí)交換箱（見圖9）運(yùn)載在半掛車上，一般通過(guò)抓臂舉升裝置進(jìn)行交換箱的裝卸，受制于專門的舉升裝置在貨運(yùn)站場(chǎng)運(yùn)用較少，A級(jí)交換箱在歐洲市場(chǎng)應(yīng)用較少。

（2）B級(jí)交換箱

國(guó)際運(yùn)輸中通用的集裝箱規(guī)格主要是20英尺和40英尺兩種，且大部分的貨車和掛車按照20英尺或40英尺集裝箱進(jìn)行設(shè)計(jì)，30英尺不是重要的物流基礎(chǔ)模數(shù)，因此30英尺國(guó)際集裝箱應(yīng)用較少，B級(jí)交換箱也未廣泛應(yīng)用，目前并未有對(duì)應(yīng)的B級(jí)交換箱歐洲標(biāo)準(zhǔn)。

（3）C級(jí)交換箱

在EN 284:2006中，C級(jí)交換箱根據(jù)箱體總長(zhǎng)不同，分為C745、C782兩個(gè)系列，其箱長(zhǎng)分別為7450mm、7820mm，最大總質(zhì)量均為16t。EN 284的1992年版有C715系列（箱長(zhǎng)7150mm）的交換箱，但修訂后，取消了C715系列。

C級(jí)交換箱通常在底部裝有4個(gè)可折疊的支承裝置，在貨物裝卸時(shí)，支承裝置落下，在運(yùn)輸狀態(tài)下，支承裝置收起并固定在車輛底盤上。載貨汽車或掛車通過(guò)空氣懸架或者空氣升降裝置能快速實(shí)現(xiàn)交換箱的裝卸。由于C級(jí)交換箱尺寸比20英尺集裝箱大，同時(shí)整備質(zhì)量小，在干線運(yùn)輸，可用中置軸掛車列車裝載兩個(gè)C級(jí)交換箱，進(jìn)入城市道路，可以甩下中置軸掛車和一個(gè)交換箱，利用載貨汽車進(jìn)行城市物流配送。不僅如此，由于20英尺是物流基礎(chǔ)模數(shù)，C級(jí)交換箱還廣泛應(yīng)用于歐洲鐵路運(yùn)輸。三種系列的交換箱中，C級(jí)交換箱是是歐洲境內(nèi)最廣泛使用的，市場(chǎng)占有率最大。

2.按堆碼性質(zhì)分類

交換箱根據(jù)其設(shè)計(jì)和作業(yè)要求，分為可堆碼的和不可堆碼的交換箱。

不可堆碼的交換箱是歐洲普遍應(yīng)用的產(chǎn)品類型，其設(shè)有底角件用于與車輛底盤配合，不設(shè)置頂角件，其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與集裝箱和可堆碼的交換箱相比較小，因此，整體質(zhì)量更輕，更適合于道路運(yùn)輸。

可堆碼的交換箱（見圖10）可用于公鐵水聯(lián)運(yùn)，除了設(shè)有底角件之外，還設(shè)有頂角件用于頂部起吊。相比不可堆碼的交換箱，可堆碼的交換箱技術(shù)要求更為嚴(yán)格，除了一般試驗(yàn)要求外，還需進(jìn)行堆碼試驗(yàn)、由頂角件起吊試驗(yàn)、由底角件起吊試驗(yàn)等附加試驗(yàn)。由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大，適用于公鐵水聯(lián)運(yùn)，同時(shí)由于具有堆碼功能，可減少箱體占地空間，有利于集約化作業(yè)。

3.按箱體結(jié)構(gòu)分類

按照箱體結(jié)構(gòu)形式的不同，交換箱可分為廂式、側(cè)簾式、篷布式、罐式、欄板式和專用作業(yè)交換箱。

（1）廂式交換箱

圖10 可堆碼的交換箱

圖11 后墻帶有對(duì)開門的廂式交換箱

圖12 側(cè)簾式C級(jí)交換箱

圖16 不可堆疊罐式交換箱

圖17 欄板式交換箱

圖18 專用作業(yè)交換箱

廂式交換箱是封閉式箱體結(jié)構(gòu)，具有剛性頂面、側(cè)墻、端墻（前板和后板）和地板，端墻和側(cè)墻中至少一個(gè)配有箱門。該類型箱體可以有多種基本設(shè)計(jì)，如單側(cè)設(shè)置單個(gè)或多個(gè)卷簾門或?qū)﹂_門，后側(cè)對(duì)開門（見圖11）或設(shè)卷門。由于其能防雨、防盜，且適合運(yùn)輸?shù)呢浳镱愋投啵虼藥浇粨Q箱在歐洲應(yīng)用最普遍。

（2）側(cè)簾交換箱

側(cè)簾交換箱的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)的側(cè)簾半掛車相似，其封閉框架由剛性頂部、端墻和底板以及可折疊的側(cè)墻或可移動(dòng)的帆布組成，用于封閉箱體的簾布可以快速地拉開與封閉，其過(guò)程類似于拉窗簾，因此，該結(jié)構(gòu)的交換箱常稱為側(cè)簾交換箱或軟簾式交換箱，如圖12和圖13所示。側(cè)簾交換箱由于側(cè)墻是帆布或者塑料材料做成的，質(zhì)量較輕，有效裝載能力強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)性好，但由于側(cè)墻材料容易被刮破、火燒，存在貨物被盜的危險(xiǎn)。

（3）篷布交換箱

篷布交換箱的基本框架由箱體底盤、剛性端墻、活動(dòng)側(cè)墻和頂部組成，箱體由篷布覆蓋后形成封閉空間，見圖14。由于篷布交換箱的頂部和兩側(cè)均可以移動(dòng)或拆除，貨物可從不同方向進(jìn)行裝卸，便于叉車和吊裝機(jī)械的操作，能提高物流效率。箱體大部分由篷布覆蓋封閉，箱體的整備質(zhì)量輕，有效裝載能力強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)性好，同時(shí)箱體制造材料少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低。但與側(cè)簾交換箱一樣，由于篷布材料容易被刮破、火燒，存在貨物被盜的危險(xiǎn)。

相比于側(cè)簾交換箱，篷布交換箱缺少簡(jiǎn)單快捷的緊固裝置，篷布的緊固需要人工操作，耗時(shí)較長(zhǎng)。箱體篷布四邊均設(shè)置有扣眼，覆蓋到箱體框架后，扣眼和箱體上的扣環(huán)對(duì)應(yīng)連接好，然后利用繩索或條帶穿過(guò)扣眼和扣環(huán)，將篷布固定好。

（4）罐式交換箱

罐式交換箱是指裝有罐狀的容器，并且通常帶有工作泵，用于運(yùn)輸液體、氣體或粉粒狀物質(zhì)的交換箱。大部分罐式交換箱是可堆碼的，一般滿載可達(dá)3層，并具有頂部和側(cè)面舉升能力，如圖15。部分罐式交換箱是不可堆碼的，如C605L和C715L，如圖16。但這種類型的交換箱通常在底部設(shè)置導(dǎo)向槽和4個(gè)支承裝置，通過(guò)支承裝置能快速甩下箱體，然后裝運(yùn)另外一個(gè)交換箱，提高運(yùn)輸效率。

（5）欄板式交換箱

欄板式交換箱具有由縱梁及橫梁組成的骨架、底板和四塊欄板（即前板、后板和左、右側(cè)板）組成的載貨部位結(jié)構(gòu)，見圖17。由于欄板式交換箱沒(méi)有頂板，同時(shí)四塊欄板通?？梢酝ㄟ^(guò)鉸鏈進(jìn)行拆裝，可以從多個(gè)方向進(jìn)行貨物裝卸，甚至可通過(guò)吊車和叉車進(jìn)行裝車，貨物裝卸方便，提高裝卸效率。同時(shí)欄板車廂對(duì)貨物的局限性小，能滿足超長(zhǎng)、超寬、超高的貨物運(yùn)輸需求。欄板式交換箱運(yùn)輸?shù)呢浳锉┞对谕?，不能?duì)貨物提供防塵、防雨、防盜、防侵害等安全防護(hù)，且載貨容積小。

（6）專用作業(yè)交換箱

目前，歐洲部分制造企業(yè)借鑒交換箱的設(shè)計(jì)理念，通過(guò)交換箱4個(gè)支腿支承一些專用作業(yè)設(shè)備，可使專用作業(yè)設(shè)備快速地與車輛底盤實(shí)現(xiàn)裝卸，提高工作效率。圖18為一種專用作業(yè)交箱體，其上裝并不具有貨物運(yùn)輸功能。