特种平车采用普通重轨转向架装载长大号码道岔的研究

徐如宁 上海铁路局南京货运中心

特种平车采用普通重轨转向架装载长大号码道岔的研究

徐如宁 上海铁路局南京货运中心

通过分析原有D22A型特种平车用普通货物转向架装载42号长大号码道岔的装载加固方式的优缺点，在原有货物转向架存在不足的基础上，制定普通重轨转向架装载42号长大号码道岔的装载加固方案，通过较为详尽的分析与计算，对其适用性、经济性及便利性和安全性进行相关论证，为今后类似大号码道岔装载加固方案设计提供一种全新的思路。

普通重轨转向架；长大号码道岔；特种平车；装载加固

1 概述

随着我国铁路建设的跨越式发展，为了进一步适应线路铺设的需求，长大号码道岔已经成为线路铺设必不可少的一部分，在铁路货运列车实施提速的条件下，对长大号码道岔的运输安全提出了更高的要求。为优化长大号码道岔装载加固质量，降低铁路运输装载加固费用，加快货物转向架使用审批速度，针对长大号码道岔装载加固现状，就采用普通重轨转向架装载由中铁宝桥（南京）有限公司生产的42号长大号码道岔的装载加固方案作进一步研究。

2 装载加固方案设计

2.1 货物规格及参数

（1）转辙器1组（分为左右两部分），46200×1047×210mm，重14t；

（2）导曲线6根（为60kg/m钢轨），49200×150×180mm；（3）可动心轨1组，30500×1300×210mm，重12t。

2.2 运输方式

货物具有以下几个特点：

（1）超长；（2）主材为钢轨，挠度大；（3）属于精度高、工艺复杂的机加工配件。

采用普通货物转向架运输和采用普通重轨转向架运输方式比较：D22A型长大平车跨装运输，普通货物转向架前后均使用固定型滑台支撑货物，既能避免货物产生的下挠问题，又能保证货物质量，但是也存在一些问题：首先货物转向架本身高度偏高，货物在装载后重车重心高、合并重心高及中心高也会随之偏高，相比采用普通重轨转向架装载安全性低；其次，货物转向架的制作需要一定的费用；第三货物转向架在使用完毕后需要占用场地存放并做好防护措施。因此，采用普通货物转向架的运输方式并不理想。相对而言，在不违反《铁路货物装载加固规则》的前提下采用普通重轨转向架装载运输，既保证了运输安全及产品质量要求，同时又较经济合理。

2.3 加固材料与装置的选用

采用D22A型特种平车运输货物，需要使用的加固装置有：（1）普通重轨转向架一副，用于跨装超长货物；（2）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；（3）车钩缓冲停止器，用于确保跨装车辆行经曲线时的安全。

需要使用的主要加固材料有：（1）专用夹具，用于固定货物；（2）挡铁，用于防止货物横向移动；（3）钢丝绳，用于拉牵捆绑货物及重轨转向架。

2.4 装载加固方式

货物及装置装载方法：

（1）将普通重轨转向架（高度为260mm）分别置于两长大平车中部，将滑台分别置于重轨转向架两侧；

（2）将转辙器和导曲线置于第一层（见图1）；

图1 第一层装载加固示意图

（3）在第一层货物之上摆放隔木（高度为150mm）之后，将可动心轨置于第二层（见图2）。

图2 第二层可动心轨装载示意图

货物及装置加固方法：

（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）货物与重轨转向架间，货物与货物间做好防滑措施；

（3）使用夹具将底层货物加固为一体；

（4）使用钢丝绳将上层货物同重轨转向架捆绑牢靠。

货物及装置总体装载加固图（见图3）

图3 货物及装置总体装载加固图

2.5 装载加固及运输需要注意事项

在实施装载加固作业时，还要注意以下几点：（1）车地板状况良好以防止加固装置摆放受限；（2）专用夹具与钢轨接触处采用橡胶垫防磨和防滑；（3）所有加固螺栓采取防松措施；（4）转向架上、下架体间和滑台上均满涂润滑油脂；（5）加固线与货物或车辆棱角接触处采取防磨措施；（6）连挂车组禁止溜放。

3 重车重心高计算

Q车=44.0t；

h车=552mm；

Q加固装置=2.0t；

h加固装置=1210mm；

Q第一层货物=31.712t；

h第一层货物=1445mm；

Q第二层货物=12.0t；

h第二层货物=1805mm。

4 加固强度计算

转辙器总重为14t；导曲线6根钢轨总重为17.712t；可动心轨总重为12t；货物转向架重2.0t；D22A型长大平车自重44.0t。

则车组总重为：14+17.712+12+2.0+44.0×2＝133.712t

因此，每吨货物的纵向惯性力：

t0=6.78kN/t

货物装车后，重心近似位于跨装车组中央，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重轨转向架间及重轨转向架与车辆间需要的加固强度。

4.1 货物与重轨转向架上架体间的加固强度计算

4.1.1 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：T1=t0×Q=6.78×14=94.92kN导曲线6根钢轨的纵向惯性力：T2=t0×Q=6.78×17.712=120.09kN

转辙器的横向惯性力：N1=n0×Q=2.82×14=39.48kN导曲线6根钢轨的横向惯性力：N2=n0×Q=2.82×17.712=49.95kN（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32kN的预紧力，则预紧力矩应不小于128N·m。

焊接在重轨转向架上架体上的横向挡铁也可防止转辙器和导曲线横向移动。

4.1.2 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=81.36kN横向惯性力：N3=n0×Q=2.82×12=33.84kN（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＝2200mm，BO＝400mm，BC＝1200mm。

防止纵向移动时，每根拉牵绳应能承受的力：

导曲线用16个螺栓紧固，每个螺栓产生的拉力应不小于

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=400mm，BC=1200mm，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46.97kN。

4.2 重轨转向架与车辆间的加固强度计算

4.2.1 作用于重轨转向架上的力

（1）纵向惯性力

其中一重轨转向架具有死心盘，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为货物重量与一个转向架重量（0.6t）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个转向架重量（0.6t）之和。

4.2.2 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＝1750mm，BO=200mm，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75.60kN。

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。

5 结束语

综上所述，南京货运中心和中铁宝桥（南京）有限公司制定的采用D22A型特种平车、普通重轨转向架装载42号长大号码道岔的装载加固方案能够满足铁路运输安全的要求，能够确保道岔产品的质量不受影响，同时相对于用普通货物转向架运输节省了费用。面对今后的大号码道岔运输，要不断推陈出新，开阔思路，优化方案，严格按方案装车，确保铁路货物运输安全。

责任编辑：许耀元 徐伟人
来稿日期：2014-01-22