铁路运输大号码道岔装载加固方案研究

黄瑜南，糜 强

（1.中铁宝桥集团有限公司 储运部，陕西 宝鸡 721000；2.西安铁路局 货运处，陕西 西安 710054）

1 概述

铁路货物装载加固是铁路运输中非常重要、技术性很强的工作，是确保铁路运输安全的重要环节之一。当前，随着列车运行速度的提高，必须按照提速条件下铁路货物装载加固安全技术条件，根据货物、车辆的结构特点及各种加固材料与装置的特性，合理确定货物装载加固方法，切实保证货物的运输安全。要满足货物装载加固的基本技术要求，使货物均衡、稳定、合理地分布在货车上，不超载，不偏载，不偏重，不集重；能够经受正常调车作业及列车运行中所产生各种力的作用，在运输全过程中，不发生移动、滚动、倾覆、倒塌或坠落等情况。实践证明，装载不当、加固不良，易引发事故，严重的甚至会引发重车脱轨、列车颠覆的重大行车事故。因此，装车之前制定科学的装载加固方案，装车时严格按方案进行装载和加固，是确保运输安全的重要条件。

随着铁路不断提速，作为线路关键设备的道岔产品得到了长足的发展。从普通道岔到高速道岔，从铸钢辙叉到可动心轨辙叉，道岔的科技含量、装配水平不断提高。道岔产品从以往最常见的9#道岔到目前国内最大号码的41#、42#道岔，道岔号数越来越大，道岔侧向通过速度越来越高，道岔的铺设长度越来越长，其中41#、42#道岔的转辙器组件长度更是达到近50 m。对此，必须根据其自身的特点制定合理的装载加固方案。下面以42#道岔为例，探讨铁路运输大号码道岔产品装载加固方案的制定与实施。

2 装载加固方案设计

2.1 道岔相关参数及特点

（1）42#道岔主要参数。42#道岔在发运时各组件的相关参数如下：①转辙器1组，长 46.2 m，重14 t，分为左右两部分，重心距大头端 21.8 m；②导曲线6根，每根长49.2 m，为60 kg/m钢轨；③可动心轨1组，长30.5 m，重12 t，重心距大头端13.5 m。

（2）42#道岔特点。超长货物，长度达到49.2 m；货物主材为钢轨，挠度大；货物属于工艺复杂、精度很高的机加工组件。

2.2 确定运输方式

根据货物特点，超长货物运输选用普通平车或特种长大货物平车，有以下几种运输方式可以考虑：①普通平车跨装运输，5车1组，中间及两端各使用游车1辆；②同样采用普通平车跨装运输，5车1组，中间及两端各使用游车1辆，但考虑制作轻型钢结构货物托架，将货物与货物托架固定为一个整体，托架与货物转向架捆绑；③采用D22型长大货物平车跨装运输，转向架前后均使用固定型滑台支撑货物，防止货物产生下挠变形，影响产品质量。

通过对比，可以看出第一种运输方式会使货物产生很大的下挠，当受到车辆在运行途中产生的各种惯性力时，会导致货物产生永久变形，严重影响货物的使用质量，甚至导致产品报废。第二种运输方式可以采用，因为有托架的存在，避免了货物产生下挠问题，可以保证货物质量。但该方法也存在一些问题，托架必须有足够的长度作为承载面，有足够的强度以承受运输中产生的各种惯性力，还要足够轻以保证货物转向架能够承受托架及货物的重量，因此制作难度较大、费用较高，且使用完毕后还需占用大量场地存放并做好防护措施。因此，采用第二种运输方式并不理想。第三种运输方式在符合《铁路货物装载加固规则》要求的前提下是比较理想的运输方式，既保证了运输安全及产品质量要求，同时又比较经济合理。

2.3 加固材料与装置的选用

采用D22型长大货物平车运输货物，需要使用的加固装置有：普通货物转向架1副，用于跨装超长货物；滑台4个，用于支撑货物但并不与货物捆绑，确保货物与滑台能够自由滑动；车钩缓冲停止器，用于确保跨装车辆行经曲线时，车钩处保持一定的压缩距离，避免相邻车辆在内曲线侧车厢角碰撞的安全防护装置。

需要使用的主要加固材料有：挡铁，用于防止货物横向移动；钢丝绳，用于拉牵捆绑货物及货物转向架；夹具，用于固定货物。

2.4 装载加固方式

货物的装载方法为：将货物转向架分别置于两长大平车中部，将滑台分别置于货物转向架两侧；将转辙器和导曲线装在第一层；在第一层货物上摆放隔木之后，继续将可动心轨装在第二层(见图1)。

对货物及加固装置应进行如下加固作业：①将各个装载加固装置及材料按方案设计进行捆绑加固；②货物与货物转向架间、货物与货物间采取防滑措施；③使用夹具将底层货物同货物转向架加固为一体；④使用钢丝绳将上层货物同货物转向架上架体捆绑牢靠。

2.5 注意事项

在实施装载加固作业时，还要注意以下方面：车组禁止通过驼峰、禁止溜放；车地板状况良好以防止加固装置摆放受限；加固线与货物和车辆棱角接触处采取防磨措施。

3 装载加固方案中加固强度的计算说明

转辙器总重为14 t；导曲线6根，钢轨总重为17.712 t；可动心轨总重为12 t；每台货物转向架重4.7 t；D22型长大货物平车自重41.4 t。则车组总重为：14+17.712+12+4.7×2+41.4×2＝135.912 t。因此，每吨货物的纵向惯性力：

货物装车后，重心位于跨装车组中央，因此，每吨货物的横向惯性力：

摩擦力忽略不计，故垂直惯性力也不需计算。

下面分别确定货物与转向架间及货物转向架与车辆间需要的加固强度。

3.1 货物与转向架上架体间的加固强度计算

3.1.1 转辙器和导曲线的加固强度计算

（1）作用于货物上的力。

转辙器的纵向惯性力：

导曲线6根钢轨的纵向惯性力：

转辙器的横向惯性力：

导曲线6根钢轨的横向惯性力：

（2）加固方法及加固强度。为防止转辙器和导曲线移动，通过M20螺栓和夹具对其进行下压加固。在夹具和轨头间及轨底与货物转向架间加有橡胶垫，摩擦系数为 0.5。

转辙器用6个螺栓紧固，每个螺栓产生的拉力应不小于94.92/(0.5 × 6)＝31.64 kN。

导曲线用16个螺栓紧固，每个螺栓产生的拉力应不小于120.09/(0.5 × 6)＝15.01 kN。

转辙器与导曲线用同一个夹具加固，因此螺栓紧固后，每个螺栓应具有32 kN的预紧力，则预紧力矩应不小于128 N.m，现场实际作业时，采用扭力扳手紧固螺栓，每个螺栓的预紧力矩均达到140 N.m以上。

焊接在转向架上架体上的横向挡铁可防止转辙器和导曲线横向移动。

3.1.2 可动心轨的加固强度计算

（1）作用于货物上的力。

纵向惯性力：T3＝t0×Q= 6.78 × 12＝81.36 kN

横向惯性力：N3＝n0×Q＝2.82 × 12＝33.84 kN

（2）加固方法及加固强度。采用钢丝绳拉牵加固防止可动心轨水平移动。

为防止可动心轨纵向移动，在可动心轨两端采用交叉或倒八字形拉牵。确定加固强度时，仅考虑死心盘端的拉牵绳，故n取2。AC＝2 200 mm，BO＝400 mm，BC＝1 200 mm。

防止纵向移动时，每根拉牵绳应能承受的力：

为防止可动心轨横向移动，在可动心轨两侧各用2根钢丝绳横向拉牵，AC＝0，BO= 400 mm，BC=1 200 mm，每根拉牵绳应能承受的力：

因此，为防止可动心轨移动，钢丝绳双股使用时的破断拉力应不小于46.9 kN。

3.2 货物转向架与车辆间的加固强度计算

3.2.1 作用于货物转向架上的力

（1） 纵向惯性力。其中一台货物转向架具有死心盘，货物和该转向架的纵向惯性力均需通过对该转向架的加固来克服。

因此，计算纵向惯性力时，Q为货物重量与一台转向架重量之和。（2）横向惯性力。计算横向惯性力时，Q为货物重量的一半与一台转向架重量之和。

3.2.2 加固方法及加固强度

为防止货物转向架纵向移动，采用钢丝绳拉牵加固。同一方向用4根拉牵绳(n＝4)，AC＝1 750 mm，BO=200 mm，BC= 0。则每根拉牵绳应能承受的力：

钢丝绳双股使用时，破断拉力应不小于82.6 kN。

货物转向架下架体焊有横向挡铁可防止其在车辆上的横向移动。

4 结束语

研究了42#道岔铁路装载加固方案，即采用D22型长大货物平车运输方案。通过实践证明，该装载加固方案能够满足铁路运输安全的需要，确保了道岔产品的质量，同时相对于采用托架运输的方案节省了费用。面对今后的大号码道岔铁路运输，要不断推陈出新，开阔思路，优化方案，密切配合铁路相关部门，严格按方案施工，确保铁路运输安全，确保产品质量。