超限等级确定.docx
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超限等级确定
任务四超限等级确定
理论知识
根据超限货物定义可知，当货物行经在半径为300m的曲线时，判断货物超限等级需用计算宽度。
影响计算宽度的主要因素有计算点的实测宽度、偏差量、附加偏差量和曲线线路建筑限界内外侧水平距离的加宽值。
（一）实测宽度
计算点的实测宽度是指计算点至负重车纵中心线垂直面的水平距离，通常用米尺测量而得，用符号“B”表示。
（二）偏差量
当超限车（装有超限货物的车辆）行经在平直线路上时，两转向架中心销的垂直投影落在线路中心线上，此时货车纵中心线与线路中心线重合。
当超限车行经在曲线线路上时，两转向架中心销的垂直投影落在线路中心线上时，两中心销间的货车纵中心线偏向线路内侧，产生偏差量，称为内偏差量（用C内表示）；两中心销外方的货车纵中心线偏向线路外侧，产生偏差量，称为外偏差量（用C外表示），如图8.10所示。
计算点的偏差量按下列方法进行计算。
1.使用一辆六轴及以下货车装载时偏差量计算
（1）计算公式
①当计算点所在的检定断面位于车辆两转向架中心销之间时，其计算公式为：
（8.1）
②当计算点所在的检定断面位于车辆两转向架中心销外方时，其计算公式为：
（8.2）
式中：
l——车辆转向架中心距，m；
x——检定断面至车辆横中心线的距离，m；
R——曲线半径，m。
图8.11货物偏差量计算示意图
（2）原理
一车负重时，车辆、货物和线路相对位置如图8.11所示，图8.11中，圆为半径300m曲线的线路中心线，AB直线为货车纵中心线，MN为车辆转向架中心销在线路中心线上的投影。
在直角△KGN和直角△NGD中，GN为KG和DG的比例中项，所以有：
由于
，将2R-KG中的KG忽略不计，上式得：
设x为计算点E所在检定断面至车辆横中心线所在断面的距离，同理可得：
图2-2
由图8.11可知，E点的内偏差量
。
又由图8.11可知，P点的外偏差量
。
2.使用普通平车跨装时偏差量计算
（1）计算公式
①当计算点所在的检定断面位于两货物转向架中心销之间时，其计算公式为：
（8.3）
式中：
L——跨装支距，m；
l——负重车的转向架中心距，m；
x——检定断面至跨装支距中心线的距离，m。
②当计算点所在的检定断面位于两货物转向架中心销外方时，其计算公式为：
（8.4）
（2）原理
使用两辆以上普通平车跨装货物，当超限车行经在曲线时（图8.12），货物会向曲线一侧偏移，产生内偏差和外偏差，同时，由于负重车纵中心线也会向曲线一侧偏移，亦会使货物向曲线内侧和外侧的偏差量增大。
图8.12跨装货物偏差量计算示意图
3.用六轴以上长大货物车装载时偏差量计算
（1）当计算点所在的检定断面位于大底架两心盘中心之间时，其计算公式为：
（8.5）
式中：
L1、…、Ln——分别为长大货物车由上向下各层底架心盘中心距，m；其中，n为长大货物车底架层数；
x——检定断面至车辆横中心线的距离，m。
注：
用具有导向装置的长大货物车装载时，C内根据车辆使用说明书计算。
（2）当计算点所在的检定断面位于大底架两心盘中心外方时，其计算公式为：
（8.6）
（三）附加偏差量
若某计算点的
时，还必须考虑由于车辆走行部分的游间、曲线线路轨距的加宽量和车辆在线路上蛇行运动而产生的附加偏差量（用符号“K”表示）。
若
时，附加偏差量K为0。
同一件货物，计算点不同时，K值不同。
1.计算公式
（8.7）
注：
当
时不计算。
2.原理
影响附加偏差量K的主要因素：
（1）车辆走行部位的游间
货车转向架由摇枕、侧梁、弹簧减震装置、轴箱油润装置、轮对、下心盘和旁承等各部件组成。
各部件之间，都存在着一定的间隙，这些间隙称为游间。
当车辆行经曲线线路时，由于离心力等作用，一侧的游间被压缩，使中心销向线路外侧偏移，产生偏移量，用“S1”表示，取值44mm，具体情况见表8.6。
表8.6车辆走行部分游间值
影响因素（50t以上车辆）
游间（mm）
轴瓦及轴领间
14
轴瓦纵向磨耗
14
轴箱导框与轴箱
5
上、下心盘之间
6.5
架柱与摇枕之间
-
侧架与摇枕挡面
5
合计
44.5
走行部分S1取值
44
（2）曲线线路轨距的加宽
为了使机车车辆能顺利通过曲线，防止外轨侧面磨耗和抵压外轨，曲线线路轨距应适当加宽。
加宽值应根据有关规定计算确定。
为保证轮对不掉道，轨距加宽有最大值。
最大轨距=车辆最小内侧距+最小轮缘厚度+车辆内侧至踏面变坡点最小距离-钢轨轨头圆角半径
=1350+22+97-13=1456（mm）。
为保证轮对的正常使用，轮对轮缘外侧之间的距离有最小值。
轮对轮缘外侧的最小距离=车辆最小内侧距+最小轮缘厚度×2=1350+22×2＝1394（mm）。
在最大轨距处，轮对轮缘外侧距离最小的车辆运行时，其中心销由线路中心线向一侧移动最大距离为：
（3）车辆在曲线线路上的蛇行运动
车辆运行在曲线线路时，由于游间的压缩和轨距的加宽，一端转向架的中心销会向线路中心线一侧偏移，偏移量S销为S1+S2=44+31=75（mm）。
同时，另外一端转向架中心销由于车辆的蛇形运动，会向线路中心线的另一侧偏移，如图8.13所示。
设车辆端部的摆动量为S车。
因为
，所以
。
因为铁路普通平车的车长与销距之比约等于1.4，
。
设计算点的摆动量为S。
因为
，所以
在确定曲线线路限界的加宽值时，已经考虑了S车，因而在确定K值时，应将S车扣除。
，
（四）扣减曲线线路建筑限界内外侧水平距离的加宽值
《超规》所采用的曲线内、外侧水平距离加宽值为36mm，它是以车长为13.2m，销距为9.35m的平车，行经半径为300m的曲线线路时，所产生的内、外偏差量（均为36mm）作为曲线线路建筑限界内外侧水平距离的加宽值。
在确定曲线线路建筑限界的实际宽度时，已考虑了该值，所以确定计算宽度时，须减去36mm。
（五）确定计算宽度
综合影响计算宽度的四个因素，考虑机车车辆限界和建筑限界的作用和运输货物时需保证的安全空间，计算点的计算宽度按下列公式计算：
1.用一辆六轴及以下货车装载时
（1）当检定断面位于车辆转向架中心销之间任何部位时
（8.8）
当C内的计算结果小于36mm时，货物停留在水平直线上时的超限等级高于运行在曲线上时的超限等级，此时X内=B。
假设
=36mm，得出l=9350mm，即用销距小于9350mm的货车装载货物，货物两端不超出车辆中心销时，X内=B。
（2）当检定断面位于车辆转向架中心销外方任何部位时
（mm）（8.9）
当
时，不计算K。
2.用普通平车跨装时
（1）当检定断面位于两货物转向架中心销之间时
（mm）（8.10）
（2）当检定断面位于两货物转向架中心销外方时
（mm）（8.11）
当
时，不计算K。
3.用六轴以上长大货物车装载时
（1）当检定断面位于大底架两心盘中心之间时
（mm）（8.12）
注：
用具有导向装置的长大货物车装载时，C内根据车辆使用说明书计算。
（2）当检定断面位于大底架两心盘中心外方时
（mm）（8.13）
注：
当
时，不计算K。
任务实施
对货物进行装车前测量之后，需进行装载方案设计，图8.6显示了该货物的计划装载方案。
货物超限等级，按下列步骤计算。
（一）标出需要计算的点（简称“标点”）
以计划装载方案为依据，在左视图上标出不同高度、不同宽度的点作为计算点。
在等宽条件下，在1250mm以上时，标高不标低；不足1250mm时，标低不标高。
（二）选择检定断面（简称“选面”或“选点”）
1.用一辆六轴及以下货车装载时
在正视图上，与某一计算点相对应的是一线段，线段上所有的点都等宽等高，因此，应选偏差量大的点。
在两转向架中心销之间，应选近不选远（距离货车横中心线所在垂直面）；在两转向架中心销外方，应选远不选近。
（1）当货物为等断面体时
假设车辆横中心线所在检定断面的内偏差量（x=0，此时内偏差量最大）大于货物某检定断面的外偏差量，即：
。
因此，对于等断面体货物，装车后：
若货物最外端的
，选取距离货车横中心线所在垂直面最近的点。
若货物最外端的
，选取距离货车横中心线所在垂直面最远的点。
因为铁路普通平车的车地板长与销距之比约等于1.4，所以，当货物不突出车端装载时，取距离货车横中心线所在垂直面最近的点；当货物突出车端装载时，选取货物最外端。
（2）当货物为非等断面体时
首先只看第一个突出部分，此时，突出部分也是一个等断面体，按第一种情况选取一个点作为计算点。
再看第二个突出部分，此时，突出部分也是一个等断面体，按第一种情况选取一个点作为计算点，以此类推……。
最后只看货物主体部分，应是一个等断面体，同样可选取一个计算点。
2.用普通平车跨装时
对于等断面体货物，假设跨装支距中心线所在检定断面的内偏差量（x=0，此时内偏差量最大）大于货物最某检定断面的外偏差量，即：
，即：
。
因此，对于等断面体货物，装车后：
若货物最外端的
，选取距离跨装支距中心线所在垂直面最近的点；
若货物最外端的
，选取距离跨装支距中心线所在垂直面最远的点。
对于非等断面体，处理方法同用一辆六轴及以下货车装载时的处理方法。
（三）计算计算点的计算宽度和高度（简称“计算”）
根据货物的装载方案、计算点所处的位置，分别用不同的公式计算计算点的计算宽度和计算点高度。
计算点高度是计算点至轨面的高度。
一般包括货车车地板高度、垫木（或座架、货物转向架）高度和计算点至货物支重面的高度。
（四）确定超限等级（简称“查表”）
根据计算宽度和计算点高度数值，查表8.1（机车车辆限界、各级超限限界与建筑限界距离线路中心线所在垂直平面尺寸表）来确定超限等级。
[例1.1]长方形货物一件，长10000mm，宽3800mm，高1500mm，使用N17AT型平车装载，货物底部选用高140mm的横垫木2根，装载方案主要内容如图8.14所示。
计算货物超限等级。
解：
（1）标点
货物装车后，所有部位都在1211+140=1351（mm）以上，超过1250mm。
等宽时，选高不选低，在左视图上标明A点。
（2）选面
A点在正视图上对应的是线段A1A2，没有超出车端，应选择货车横中心线所在垂直面作为检定断面，即A点。
（3）计算
计算宽度小于实测宽度，取
=B=1900mm。
或者直接判断：
货物没有超过车端装载，车辆销距小于9350mm，所以按货物实宽计算超限等级，即XA=B=1900mm。
（4）查表
根据XA=1900mm、HA=2851mm，查《超规》附件四得A点为一级超限，该货物属于一级超限。
[例8.2]钢梁一件，长15000mm，宽3400mm，高2000mm，使用N60型60t平车一辆装载，货物一端和车底板对齐，一端突出，用60t平车一辆做游车，使用垫木高度180mm，装载方法主要内容如图8.15所示。
计算货物超限等级。
解：
（1）标点
在左视图上标明A点。
（2）选面
A点在正视图上对应的是线段A1A2A，超出车端，应选择距离货车横中心线最远的点，即A点。
（3）计算
（4）查表
根据XA=1780mm、HA=3350mm，查《超规》附件四得A点为一级超限，该货物属于一级超限。
（五）降低超限等级
根据计划装载方案计算出超限等级后，为更经济、安全地运输超限货物，可采取一定措施降低超限等级。
主要有以下一些方法：
1.对超限、超重的大型设备，托运人应在设计的同时考虑经铁路运输的可行性，必要时，应分部制造。
2.选择装车方案
根据货物外形、重量等情况研究顺装、横装或立装等方案，以确定最有利的装载方法。
3.对货物采取措施
对通行上有困难的货物，应采取改变货物包装、拆解货体的方法，以降低超限等级、超重程度。
4.对车辆采取措施
货物如不能拆解，为通过个别区段的建筑限界，经铁路局确定，准许将木制车底板拆下，以容纳货物的突出部分。
拆下的车底板必须装在原车上，并应在运单内说明。
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