铁路长大货物车直接出境运输探讨

张 兴，樊 校，罗 昊

(1.中铁特货大件运输有限责任公司 综合部，北京 100067；2. 中国铁路国际有限公司 拉合尔轨道交通橙线项目部，北京 100844；3. 北京交通大学 交通运输学院，北京 100044)

0 引言

近年来，随着我国装备制造业的高速发展和“公转铁”国家运输结构调整政策的实施[1-2]，我国铁路在国内承担着越来越多的特种货物运输任务，尤其是变压器、发电机定子、压力容器、工程机械、铁路道岔、长钢板等高附加值产品大多通过铁路进行运输，这使得以长大货物车为主体的铁路特种货物运输得到了快速发展。

我国铁路长大货物车作为特种货物运输的载体，以其技术含量高、制造难度大和运输货物种类多等特点，已达到国际先进水平，在国内特种货物运输领域有着举足轻重的地位，但在出境运输领域，却几乎是一片空白[3-4]。虽然“一带一路”倡议的提出，中欧班列的开通，加快了我国装备制造业“走出去”的步伐[5-6]，电力、航天、化工、钢铁和工程机械等装备制造业的出口对特种货物的出境运输需求越来越大，但目前特种货物出境运输仍然以公路运输为主。

特种货物出境选择公路运输存在运输成本高、运输时间长和货物质损率高等诸多问题。而通过铁路长大货物车直接出境运输，可以有效解决当前特种货物出境运输的问题，降低运输成本、缩短运输时间和保障货物安全，为我国装备制造业“走出去”战略的实施提供物流保障。我国目前铁路出境运输的业务主要集中于阿拉山口、霍尔果斯、二连浩特、满洲里等口岸，主要涉及标准轨转宽轨问题，因而对铁路长大货物车直接出境运输进行可行性研究，满足特种货物高质量出境运输需求，成为当前我国铁路亟待解决的问题。

1 长大货物车直接出境运输的车型选择

1.1 现有主要车型

长大货物车是供运输质量特大或体积特大货物的铁路车辆，其长度在16 m 以上、载重在90 t 以上。长大货物车与铁路普通货车基本相似，二者结构均由车体、转向架、制动装置、钩缓装置等部分组成，二者在轴重、车辆限界方面均采用相同设计标准；但长大货物车一般采用多轴转向架和多层底架结构，通过的最小曲线半径大，其载重和自重大。按车体结构特点，长大货物车分为凹底平车、长大平车、落下孔车和钳夹车4 个品种[7-8]。长大货物车技术参数如表1 所示。

表1 长大货物车技术参数表Tab.1 Technical parameters for long and large freight vehicles

1.2 出境运输现状

铁路长大货物车在边境站进行换装时，通过铁路运输主要涉及2 种换装作业。①换轮换装。将铁路车体和货物整体更换到另一国铁路的空转向架上并固定，然后由另一国的机车牵引开出。②倒货换装。不同轨矩的线路处于平行状态，将一国铁路车辆上的货物直接吊装到另一国的铁路适装车辆上，完成加固工作后由另一国的机车直接牵引开出。

目前，我国陆路邻国的铁路多采用宽轨，由于轨距不同、转向架专用性、运行条件特殊、车货总重大、各国货物装载加固标准不统一和空车回送等问题，使用长大货物车运输的特种货物不能直接出境运输，全部采用倒货换装的方式。该方式存在吊装成本高、作业时间长、加固材料浪费量大和需要另一国调配适用的长大货物车等问题，运输时效性和经济性得不到有效保障，严重制约了特种货物出境运输的发展。

1.3 直接出境运输的车型选择

为实现长大货物车直接出境运输，探索运用换轮换装作业方式，对上述长大货物车转向架种类、车体结构特点和适装的特种货物货源等因素进行综合研究。分析发现，落下孔车、钳夹车为多层转向架，车体结构和运行条件复杂，进行换轮换装作业和境外运行较为困难,在适装货源方面，落下孔车主要运输特高压变压器和大型轧机机架，钳夹车主要运输大型发电机定子，目前这类出境货源较少；而凹底平车中的D12K，DA21，DA25 和长大平车中的D22A 这4 种车型载重从120 t 到250 t，承载货物的最大长度可以达到25 000 mm，车型较新，新造车周期短，除D12K 以外最高运行速度与铁路普通货物车相同，在重量和长度上几乎能满足所有特种货物出境运输需求。因此选取这些车型具体开展特种货物出境运输分析，研究各自技术特点及适用货源。

（1）D12K 型凹底平车。转向架方面，D12K型凹底平车装用转K2 转向架，与60 t 级通用车转向架相同，边境站可利用现有转向架资源。车体结构方面，D12K 型凹底平车承载面为铁地板，载重120 t，轴数8 轴，车辆长24 338 mm，承载面长×宽为9 000 mm×3 000 mm，承载面距轨面高850 mm。最高运行速度100 km/h 小于铁路普通货物车，通过最小曲线半径145 m 与铁路普通货物车相同。特种货物货源方面，可以装运小吨位变压器、转子、工业机械、挖掘机、装载机、轧辊和化工设备等。D12K 型凹底平车如图1 所示。

（2）DA21 和DA25 型凹底平车。转向架方面，DA21 和DA25 型凹底平车装用4E 轴焊接构架转向架，边境站无该型号转向架，须提前购置符合境外轨距要求的4E 轴焊接构架转向架。车体结构方面，DA21 型凹底平车承载面为铁地板，载重210 t，轴数16 轴，车辆长25 030 mm，承载面长×宽为9 800 mm×2 700 mm，承载面距轨面高940 mm。DA25 型凹底平车承载面为铁地板，载重250 t，轴数16 轴，车辆长26 160 mm，承载面长× 宽为10 000 m×2 700 mm，承载面距轨面高1 050 mm。2 种车型最高运行速度120 km/h 与铁路普通货物车相同，通过最小曲线半径180 m 大于铁路普通货物车。特种货物货源方面，可以装运大吨位变压器、发电机定子和大吨位轧辊等。DA21，DA25 型凹底平车如图2 所示。

（3）D22A 型长大平车。转向架方面，D22A 型长大平车装用4D 轴焊接构架转向架，边境站无该型号转向架，须提前购置符合境外轨距要求的4D 轴焊接构架转向架。车体结构方面，D22A 型长大平车承载面为铁地板，载重120 t，轴数8 轴，车辆长25 000 mm，承载面长×宽为25 000 mm×3 000 mm，承载面距轨面高1 080 mm。最高运行速度120 km/h与铁路普通货物车相同，通过最小曲线半径145 m与铁路普通货物车相同。特种货物货源方面，可以装运挖掘机、装载机、道岔、圆钢坯、水泥桥梁、钢板、大客车、轨排和铁路客车体等。D22A 型长大平车如图3 所示。

图1 D12K 型凹底平车Fig.1 D12K concave flat car

图2 DA21，DA25 型凹底平车Fig.2 DA21, DA25 concave flat car

图3 D22A 型长大平车Fig.3 D22A long flat car

上述D12K，DA21，DA25 和D22A 4 种车型载重从120 t 到250 t，承载货物的最大长度可以达到25 000 mm，车型较新，新造车周期短，除D12K 以外最高运行速度与铁路普通货物车相同，在重量和长度上几乎能满足所有特种货物出境运输需求，基于以上3 种转向架选取4 种长大货物车通过换轮换装作业直接出境运输，能够满足目前特种货物出境运输需求。

2 长大货物车直接出境运输的技术经济分析

2.1 技术性分析

我国长大货物车目前尚没有通过换轮换装作业(更换转向架)直接出境运输的实际运营经验，因而在分析长大货物车直接出境运输的技术问题时，基于长大货物车与普通货车技术参数的不同，总结长大货物车直接出境运输存在的技术问题：①长大货物车转向架更换作业与普通货物车转向架更换作业的技术区别；②长大货物车运行与普通货物车运行的技术区别。

（1）转向架更换作业的技术区别。①转向架更换作业需要将车体和所装载货物一同抬起，普通货物车自重与载重之和不会大于94 t，长大货物车自重与载重之和往往大于160 t。因此，长大货物车更换转向架作业可增加现有起升装置的数量或者升级现有起升装置。②既有换轮车间缺乏能够在境外使用的4E和4D 轴焊接构架转向架。因此，可提前采购能够在境外使用的4E 和4D 轴焊接构架转向架。③长大货物车与普通货物车的风管、转向架销轴等在换轮换装作业中涉及的设备不同，作业方法和顺序也不同。因此，应该对换轮换装作业流程和作业标准进行调整。

（2）车辆运行的技术区别。①长大货物车与普通货物车通过的最小曲线半径不同。在选取的4 种长大货物车中，D12K 与普通货物车通过的最小曲线半径相同，都为145 m；DA21，DA25 和D22A 通过的最小曲线半径为180 m。因此，需对长大货物车拟在境外运行的线路和通过的道岔最小曲线半径进行复核。②长大货物车与普通货物车通过曲线时的内偏差量不同。在选取的4 种长大货物车中：普通货车，D12K，DA21，DA25 和D22A 通过300 m 曲线时的内偏差量分别为50 mm，114 mm，132 mm，261 mm 和289 mm。因此，需对境外曲线处的限界进行重点复核，防止因偏差量较大导致限界距离过小。③长大货物车与普通货物车的最高运行速度不同，普通货车，DA21，DA25 和D22A 的最高运行速度均为120 km/h，D12K 的最高运行速度为100 km/h。因此，编挂D12K 型列车的最高运行速度不能大于100 km/h。④长大货物车在国内禁止溜放、禁止通过驼峰，与普通货车所装载货物的加固强度要求不同(纵向惯性力和垂向惯性力的要求不同)。因此，可对境外铁路货物加固强度的具体要求进行研究，优化出境长大货物车的货物装载加固方案。

2.2 经济性分析

目前特种货物出境运输，除了采用铁路长大货物车直接换轮换装和倒货换装运输2 种方式外，多数会通过公路换装运输。这些方式主要涉及的费用为：铁路加固费用、吊车费用、汽车运输费用、境外长大货物车费用和换轮换装作业费用。

（1）直接换轮换装运输。长大货物车直接换轮换装出境运输只需要支付换轮换装作业费用，该费用主要体现在购置新转向架和优化起升装置上。这2 项费用均为一次投入，可通过增加使用次数的方法，摊薄单次使用成本。作业时间主要为起升车体货物时间和更换转向架时间。这2 项作业可以全天24 h 进行，每一项均有起升、吊装机具辅助，可大大降低整个作业时间。

（2）铁路倒货换装运输。铁路倒货换装运输的作业流程为：拆除原有加固材料、使用吊车将货物吊装至境外长大货物车上、对货物重新进行加固。因此，铁路倒货换装运输需要支付铁路加固费用、吊车费用和境外长大货物车费用。①由于长大货物车装载的特种货物的特殊性，加固费用较高、加固时间较长，需要大直径钢丝绳捆绑和焊接等作业。②长大货物车装载的特种货物单件重量往往大于60 t，特种货物单件长度往往大于13 000 mm。车站既有吊车往往无法满足吊装要求，需要从站外雇佣吊车。因此，吊车费用很高、作业时间较长、对作业场地的要求较高。③境外长大货物车费用较高。虽然在国内长大货物车使用费已经取消，但在境外长大货物车属于稀缺资源，其调度和使用成本很高。

（3）公路换装运输。公路换装运输的作业流程为：拆除原有加固材料、使用吊车将货物吊装至汽车上、汽车运输。因此，换装运输时需要支付吊车费用和汽车运输费用。①与铁路倒货换装运输模式存在同样的吊车费用很高、作业时间较长等问题。②境外汽车的牵引能力有限，很多特种货物在境外很难找到适装的汽车，公路运输的费用很高。③境外的公路路况不佳，运行速度有限。

特种货物出境运输不同换装运输方式经济性对比如表2 所示。其中直接换轮换装出境运输只需一次性投入换轮作业费，整体物流费用少于铁路倒货换装运输和公路换装运输，且作业流程更简单，作业时间更短。

表2 不同换装运输方式经济性对比Tab.2 Economic comparison of different transshipment modes

3 结束语

铁路长大货物车采用直接换轮换装出境运输方式，在转向架更换及车辆运行等技术方面具有可行性基础，在经济性方面明显优于铁路倒货换装运输和公路换装运输，是国内特种货物出境运输的一种新思路，也是落实“铁路国内国际双循环”的一次探索尝试。近年来，中国铁路走出去的步伐越来越快，我国在境外投资建设铁路的力度也随之加大。研究铁路长大货物车的直接出境运输方式，分析车货衔接、计划兑现、安全运输、运到时限等问题，是我国铁路货物运输发展的必然要求，有助于完善与“一带一路”发展相适应的铁路货物运输体系，推进我国铁路货车与邻国铁路“畅通无缝”衔接。