轮式装备铁路运输装载加固强度研究

2015-05-09徐开启彭洪波

军事交通学院学报 2015年11期

徐开启，黄橙，杨磊，崔鲲，彭洪波

(1.军事交通学院联合投送系，天津300161;2.军事交通学院研究生管理大队，天津300161;3.军事交通学院训练部，天津300161;4.空军韶关司机训练大队，广东韶关512023)

《铁路军事运输轮式装备装载标准》制定，在确定装备的装载加固强度时，理论上应严格按照《铁路货物装载加固规则》(铁运［2006］161号，以下简称现行《加规》)的要求来进行，以充分保证运输安全。但由于现行《加规》计算力值确定的加固强度，较之《铁路货物装载加固规则》(铁运［1995］70号，以下简称旧《加规》)计算力值确定的加固强度发生了巨大变化，使装备加固器材强度或使用数量成倍增加，延长了装卸载时间，降低了军事效益和经济效益。这样确定的加固强度，由于没有充分考虑军事运输的特殊性，势必会给军事运输带来巨大的影响和冲击，也会给新标准的实施带来困难。为此，必须对轮式装备铁路运输的加固强度问题进行严肃认真、科学审慎地分析研究。

1 现行加固强度存在的问题与统一加固强度的设想

1.1 现行加固强度存在的问题

目前，轮式装备铁路运输装载加固强度，由于新的装载标准制定颁布前各铁路局和驻铁路局军代处在按铁路现行《加规》计算核实时，掌握的尺度不一致，导致加固强度不统一。实际采用的加固强度存在以下3种情况:①既有装载标准的加固强度;②既有装载标准加固强度的1.5倍、2倍、3倍不等;③铁路现行《加规》计算力值确定的加固强度。

由于加固强度的不统一，影响了装载加固方案或装载标准的科学性、权威性和严肃性，也给部队开展装载训练以及实施装载带来困惑与困难。

1.2 统一加固强度的设想

基于敢担当，切实为部队服务、为军事运输服务，着力提高军事运输效率、提高我军战略投送能力的理念，通过统一加固强度，制订具有我军特色的装备铁路运输装载标准。

对加固强度的统一，既要考虑铁路现行《加规》的要求，又要考虑军事运输的特殊性和装载标准的继承性，并结合长期的铁路军事运输安全实际，设想并提出以下具体方案:一是严格采用铁路现行《加规》计算力值确定的加固强度;在铁路现行《加规》计算力值确定加固强度的基础上打折，可分别按铁路现行《加规》计算力值确定加固强度的85%或60%确定。

2 加固强度打折方案的可行性

(1)既有装载标准采用的加固强度，是旧《加规》计算力值确定加固强度的约70%。轮式装备铁路运输时，其受力和加固强度与其质量、驱动型式、外形尺寸、质心位置、轮径、轮距等因素密切相关。其中装备质量是确定加固强度的核心因素。既有装载标准制定时，采用的装备按质量Q分级的加固强度见表1。

表1 既有装载标准采用的加固强度

该加固强度在制定既有装载标准时得到审查专家的一致认可。长期的铁路军事运输安全实践表明:此加固强度既是科学、可行的，又是简便、实用的;既保证了军事运输的安全，又充分体现了军事运输的特殊性。据此加固强度制定的《铁路军事运输装载标准》国军标完全满足了铁路军事运输安全的需要。

在2008年完成的课题“铁路军事运输装载标准归类合并研究”中，通过计算分析得知，依据铁路旧《加规》制定的上述加固强度，纵向惯性力实际取值约为规定计算力值的70%。因此，军事装备铁路运输过程中所受的纵向惯性力力值，取《加规》计算值的70%即可满足运输安全需要。

制定既有装载标准所确定的加固强度，既符合铁路运输安全要求，又体现了军事运输的特殊性;既有利于装载标准的修订和新装备装载加固方案的制订，又便于标准的掌握和使用;既减少了加固器材的使用数量，又提高了军事效益和经济效益。但上述科学可行、简便实用的加固强度，仅在制订既有装载标准时采用，而没有明确列入相关标准或铁路军事运输规章中。

(2)货物在列车运行工况时受到的纵向惯性力约为调车冲击工况时的30%。北京交通大学交通运输学院、铁道科学研究院机车车辆研究所于2005年7月完成的《列车提速后作用于货物上的惯性力力值的研究——研究报告》，是制订现行《加规》的试验依据。通过对该研究报告的全面解读分析，根据其中轮式货物的纵向加速度部分的结论，当冲击速度为5 km/h时、试验用罗曼汽车的最大纵向加速度为1.691 4 g，当冲击速度为6 km/h时、试验用罗曼汽车的最大纵向加速度为2.039 3 g;而列车运行工况时的货物纵向加速度的ā+3σ值均不大于0.485 g(试验用罗曼汽车的该数据仅为 0.287 g)。0.485 g 与 1.691 4 g、2.039 3 g相比，分别占 28.7% 和 23.8%，均不足30%(如果是 0.287 g与 1.691 4 g 、2.039 3 g 相比，则分别只占20%、14%)。

也就是说，货物在列车运行工况时受到的纵向惯性力约为调车冲击工况时的30%。换言之，货物在列车运行工况时受到的纵向惯性力，其取值为现行《加规》计算力值的30%，如不存在溜放调车冲击工况，按30%取值确定的加固强度是完全可以满足运输安全需要的。

(3)军事运输的整列运输和有禁止溜放调车限制的零星运输车辆具有不存在调车冲击工况的特殊性。军事装备物资铁路运输中，除零星运输(其中多数情况下也不能溜放调车，如军用危险品、装有精密仪器的装备等)外均为整列运输，而整列运输和有禁止溜放调车限制的零星运输车辆不存在调车冲击工况。基于此，装备物资铁路运输过程中受到的纵向惯性力，其取值为现行《加规》计算值的30%就可以完全满足运输安全的需要。

军事装备物资铁路运输中，鉴于都需要押运员押运的客观实际，为确保押运员人身安全，可在装载标准以及铁路军事运输相关规章中增加“押运员乘坐的车辆(组)禁止溜放”这一规定即可。

上述分析表明，如果充分考虑军事运输的特殊性以及长期运输安全的实际情况，装备物资的装载加固强度打折方案是可行的。

3 各种加固强度与铁路现行《加规》计算力值确定加固强度的关系

文献［3］中，对轮式货物铁路运输的加固，通过计算对比分析了现行和旧《加规》条件下加固装备的拉牵绳受力情况。计算表明，现行和旧《加规》条件下加固强度之比平均约为2.5，即ΔT新≈2.5ΔT旧。由此可推断1.1中目前实际采用加固强度与现行铁路《加规》计算力值确定加固强度之间的关系。

对上述3种情况加固强度取值再做进一步的分析，可得出以下结论。

(1)第1种情况(既有装载标准的加固强度)，是铁路现行《加规》计算力值确定加固强度的约30% ，取值差距太大，不宜接受和采用。

(2)第2种情况之一(既有装载标准加固强度的1.5倍)，是铁路现行《加规》计算力值确定加固强度的约40%，同样取值差距太大，也不宜接受和采用。

第2种情况之二(既有装载标准加固强度的2倍)，是铁路现行《加规》计算力值确定加固强度的约60%，该方案既考虑了铁路现行《加规》的要求，又充分考虑了军事运输的特殊性和现实可能性，课题组建议采用这一方案。据此计算制定了表2所示的铁路军事运输轮式装备质量分级加固标准(60%取值)。

表2 铁路军事运输轮式装备质量分级加固强度(60%取值)

第2种情况之三(既有装载标准加固强度的3倍)，是铁路现行《加规》计算值确定加固强度的约85%，打折太少、意义不大，也不宜采用。

(3)第3种情况(铁路现行《加规》计算力值确定的加固强度)，没有充分考虑军事运输的特殊性，也不宜采用。

需要说明的是，该加固强度表(60%取值)是按质量分级的上限质量来制定的，而多数中、下限质量装备的实际加固强度则比之要大，再加上所选用制式加固器材的破断拉力通常又大于按上限质量来制定的加固强度，所以多数中、下限质量装备的实际加固强度接近甚至超过了现行铁路《加规》规定的加固强度(尤其是10 t以下装备)。

同时，从质量分级的角度，该加固标准与既有的加固标准也保持了较好的继承性和连续性。