关于优化国外某铁路带车钩尽端式站台的建议
2019-06-27孙妍婷
孙妍婷
摘 要:国外某铁路带车钩尽端式站台以我国标准图为基础设计,由于标准图已沿用了很多年,且该国铁路装卸载车辆与标准图适应车型不一致,存在很大的安全隐患。从现行设计依据存在缺陷入手,对该国某铁路带车钩尽端式站台从站台尺寸、车钩及缓冲装置选型及安装、站台斜坡设计等方面进行了技术分析,对该国某铁路带车钩尽端式站台的设计提出优化建议,为该国其他铁路带车钩尽端式站台设计提供参考,也可作为修订我国有关技术标准提供支撑。
关键词:带车钩尽端式站台;站台高度;连挂空挡;站台斜坡;双层运输汽车专用车;车钩;缓冲器
中图分类号:U291.1 文献标志码:A 文章编号:2095-2945(2019)08-0115-03
Abstract: The design of a railway platform with coupler end in a foreign country is based on the standard drawing of our country. Because the standard drawing has been used for many years, and the railway loading and unloading vehicles in this country are not consistent with the standard drawing, there are great safety risks. Starting from the defects existing in the current design basis, this paper makes a technical analysis of the platform size, the selection and installation of coupler and cushioning devices, and the design of platform slope of a railway platform with coupler in this country from the aspects of platform size, coupler and buffer device selection and installation, platform slope design, etc. This paper puts forward some optimization suggestions for the design of the end-to-end platform with coupler in a railway in this country, which provides a reference for the design of the end-to-end platform with coupler in other railways in the country, and can also be used as a support for revising the relevant technical standards of our country.
Keywords: end-to-end platform with coupler; platform height; connecting neutral gear; platform slope; double-deck transport vehicle; coupler; buffer
1 概述
国外某铁路终端带车钩尽端式站台是为疏散其港口汽车运量而建造的车站设施,能够保障铁路输送装卸载效率和装卸载作业安全。目前该国港口铁路终端修建的尽端式站臺的设计图,在施工过程中发现存在不少问题,与港口快速疏港需求不相适应。
2 现行的设计依据及存在的缺陷
2.1 现行的设计依据
该铁路终端带车钩尽端式站台是按照我国原铁道部批准发布执行的《尽端式站台》(带车钩方案)“叁标房(71)4035”中规定的技术标准和要求设计的,并在此基础上进行了局部调整。
站台与NW7双层运输汽车专用车匹配关系不合理,在装卸过程中存在安全隐患,主要体现在两方面:
(1)某国铁路终端的尽端式站台距离轨顶面高度为
1080mm,该国选用的NW7双层汽车专用车底层地板面高度1075mm左右,底层车辆需借助下端渡板进行装卸;渡板放平后,与端站台的车钩可能发生干涉。如图1所示。
(2)按照“叁标房(71)4035”的车钩装配尺寸和位置,车钩伸出端站台过长,造成两车钩连挂后仍存在一定的空挡,约350mm~500mm。以至于大部分轮式车辆在装卸过程中不能成功地通过空挡,底层车辆也需使用渡板才能通过。据了解,NW7双层运输汽车专用车车体自身配置下端渡板,下端渡板为可翻转式,设在底架的两端。由于车辆经过渡板时产生的冲击作用,渡板会发生跳动,从而可能导致车轮陷落,甚至车辆倾覆,造成人员和车辆的损伤,因此在使用时必须有专人负责看护。
2.2 站台斜坡与平台间为折线连接
该国的端站台斜坡与平台间为折线连接,未设置缓坡,易造成某些具有长轴距或较低底盘的车辆托底,影响车辆的通过性和安全性。
2.3 车钩及缓冲装置型号不一致
设计图中,该国的端站台车钩选用13B型下作用式车钩,与NW7双层运输汽车专用车的车钩型号不一致。经调研,国内SQ5型双层汽车专用车采用13B下作用式车钩及MT-3缓冲器;由于出口到该国的其它车型都是装用F型车钩,为减少配件储备种类,应该国需求,NW7双汽车也选用了符合美国AAR标准的F型车钩。
2.4 站台混凝土结构形式和耐久性、稳定性、强度低
站台面与站台帽采用独立结构,导致站台整体结构不稳定、抗弯强度差和使用寿命短等问题。
在施工过程中,难以规避以上问题,因此有必要对设计图进行一定的改进。
3 对存在问题的技术分析
3.1 站台与双层汽车专用车匹配关系
(1)站台高度
考虑空重车高度差15~20mm及双层汽车专用车底层地板面的高度,为满足汽车的顺利装卸,该国端站台高按1080mm设计是比较合理的。
(2)站台与双层汽车专用车的连挂空挡
汽车能否快速、顺利且安全装卸载,与站台和双层汽车专用车之间的连挂空挡有密切关系。而站台与双层汽车专用车之间的连挂空挡,取决于以下三方面因素:一是汽车的车轮直径及越壕能力;二是考虑站台与双层汽车专用车连接时缓冲装置的压缩行程;三是要满足站台与双层汽车专用车连挂(提钩)的必要空间。连挂空挡宽度的影响因素,如图2所示。
若汽车以恒定速度平稳地装卸载,对双层汽车专用车和站台的冲击作用都较小,因此连挂空挡的最大宽度取决于小型汽车的轮径。根据多次试验结果,车轮直径与车钩连挂空挡宽度之比通常为1:0.3。根据该比例,小型汽车能够平稳装卸载的连挂空挡尺寸宜为180mm≦W≦200mm。
连挂空挡宽度还应满足2个缓冲装置行程总和。货车车钩常用的各型缓冲器的行程为64~83mm。以其中行程最大的值计算,两个车钩连挂时的缓冲装置压缩空间为83mm×2=166mm,考虑5mm的平整度允许误差,则安全距离为171mm。
此外,考虑到双层汽车专用车采用下作用式车钩,因此连挂空挡的宽度W需同时满足车钩提杆的正常展开和手动提钩所需的工作空间,同时扣除双层汽车专用车底层地板边缘至端板外缘距离,即360mm+150mm-380mm=130mm,那么连挂空挡的宽度至少为130mm。
综上所述,如果根据小型汽车车轮直径计算连挂空挡的宽度为180mm~200mm,可确保钩缓装置的行程要求和提钩作业的要求。
3.2 站台斜坡的坡度值以及变坡方式
目前该国尽端式站台按照1/15坡度值设计,并采用了折线变坡方式,未设置缓坡,对车辆行驶的平稳性以及安全性造成一定的影响。此外,坡度值过大也对司机的视线不利。
参照《汽车库建筑设计规范》中关于汽车库内通车道坡道上下端设置缓坡的有关规定,结合现场实际情况,当尽端式站台坡度值≥1/12时,宜在变坡处设置缓坡。
3.3 车钩缓冲装置选型
尽端式站台与双层汽车专用车连接的车钩缓冲装置应采用国内铁路通用的货车车钩及缓冲装置。“叁标房(71)4035”图中,尽端式站台车钩采用2号车钩,随着列车运行速度的提高和牵引质量的增加,2号车钩强度已不适应国内运输发展的要求而被淘汰。目前我国新造货车上采用的车钩类型有13型、16型、17型车钩,其中约90%采用13型车钩。国内SQ5型双层汽车专用车采用的车钩为13型车钩,且国内尽端式站台采用车钩均为13型车钩。
据了解,F型车钩具有连挂间隙小,且具有防跳性能好以及防脱钩功能及联锁功能等特点,我国出口到该国的车辆全部采用符合美国AAR标准的F型车钩,因此尽端式站台车钩选型时还需考虑与F型车钩自由连挂要求,以及车钩的互换性。目前,F型车钩已经很大程度上达到国产化,且可与16型、17型车钩互连互换,在国内与13型车钩也可连挂。为便于配件互换以及安装和维修保养,该国铁路尽端式站台采用F型车钩较为合适。
同样,标准图中缓冲装置采用2号缓冲器,目前也已淘汰,仍在使用中的有ST型、MT-2型、MT-3型,与国内13型车钩匹配最多的是MT-3型缓冲器。
综上,该国铁路尽端式站台宜选用F型车钩及MT-3型缓冲器,及相应的钩尾框等产品。
4 改进建议
通过以上的技术分析,对该国铁路带车钩尽端式站台提出以下几点改进建议:
4.1 基本技术要求
4.1.1 站臺尺寸
该国铁路尽端式站台顶面平台长度不小于6m,站台宽度不小于4.5m,站台顶面距轨顶面高度为1.08m。普通铁路尽端式站台的斜坡坡率不大于1/12。
4.1.2 站台荷载
站台荷载按公路-I级计算。
4.1.3 车钩及缓冲装置及连挂空挡
带车钩的铁路尽端式站台,车钩缓冲装置的安装位置应符合有关规定,并保证站台端部与双层汽车专用车底层端板之间的距离,不大于200mm。
4.2 设计改进建议
4.2.1 车钩及缓冲装置选型
该国铁路尽端式站台车钩选用F型车钩、MT-3型缓冲器,并配套相应的车钩托梁、从板、从板座、前后夹板及夹板座等,根据需要配套钩尾框托梁、槽钢、盖板及相应预埋件。
4.2.2 车钩及缓冲装置安装技术要求
根据技规和机车车辆相关规程中关于货车车钩中心水平线至轨顶面高度的规定,车钩中心线高度为880±10mm。
车钩钩舌外缘至站台顶部边缘距离为185~205mm,车辆的托梁、从板、从板座、前后夹板及夹板座等宜采购成套成品,钩缓装置的固定件可采用角钢货钢板等加工预埋。
5 结束语
本文从站台尺寸、车钩及缓冲装置选型及安装、站台斜坡变坡点设置等方面进行了分析,针对汽车运输装卸的实际需要和现有技术标准图存在的问题,提出了改进建议,可为该国其他铁路终端带车钩尽端式站台设计提供参考,也可为修订有关技术标准提供支撑。
参考文献:
[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ100-2015车库建筑设计规范[S].
[2]铁道第四勘察设计院.铁路工程技术手册:站场及枢纽[M].北京:中国铁道出版社,2004.
[3]严隽耄,傅茂海.车辆工程[M].北京:中国铁道出版社,2009.
[4]刘志远.货车车辆构造与检修[M].北京:中国铁道出版社,2007.