货物运输装载加固方案.docx
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货物运输装载加固方案
货物运输装载加固方案
1.变压器装载加固方案
1.1变压器规格尺寸
德阳站发闵行站变压器一件，重量为195t，长度为8810mm，宽度为3322mm，高度为3910mm；支重面长度为7980mm，宽度为2570mm；重心位于变压器纵中心线所在垂直平面上、支重面长度的中央，至变压器一端距离为4535mm，至另一端距离为4275mm，距底部高度为1875mm，如图1所示。
A
B
图1变压器尺寸图
1.2货车选用
根据上述所给条件，本次运输选用凹底平车来运输，通过查阅相关资料，决定在D32和D2A两种货车中进行选择。
D32的参数为：
自重226t，载重320t，轴数24，车体长×宽33800mm×3000mm，钩舌侧距离58860mm，地板至轨面高1150mm（中部），空车重心高1570mm，中部凹地长10500mm。
D2A的参数为：
自重136t，载重210t，轴数16，车体长×宽24150mm×2760mm，钩舌侧距离36880mm，地板至轨面高930mm（中部），空车重心高1072mm，中部凹底长9000mm，跨装支距23050m，小底架两上心盘中心距6300mm。
（1）由于D32长达货物车的中部凹底长为10500mm，变压器重心所在垂直面至变压器一端距离为4535mm，另一端距离为4275mm，可以使变压器的重心落在车辆横中心线与纵中心线的交点上。
在这种装载方案下，重车重心高为：
H=
=2243.9mm
（2）由于D2A长达货物车的中部凹底长为9000mm，变压器重心所在垂直面至变压器一端距离为4535mm，另一端距离为4275mm，变压器的重心无法落在车辆横中心线与纵中心线的交点上，因此在装载时，可以采取重心偏离车辆横向中心线的方式装载，此时需要进行验证方案可行性：
需要偏移量：
a需=1/2×（4535-4275）=130mm
P容–Q=210–195=15＞10t，故货物重心偏离车辆横中心线最大容许距离：
A容=5l/Q=5×23050/195=591mm＞a需
因此，此方案可行。
此时，重车重心高为：
H=
=
=1906.41mm
由于我国铁路规定长大货物车重车重心高一般不得超过2000mm，因此很明显，此次货物运输采用D2A货车。
1.3装载方案
（1）重车重心高度
经上述计算，确定重车重心高度为1906.41mm。
（2）超限等级计算
由于货物不是等断面体，故选取A、B两处为检测断面，经计算得知，两检测断面位于大底架两心盘中心方。
A:
XA=BA+CA-36=1661+
×1000–36=1641.54mm
HA=2990+930=3920mm。
B:
XB=BB+CB-36=1285+
×1000–36=1233.20mm
HB=200+930=1130mm。
通过查阅资料得知，A部位为上部超限，超限等级为未超限，B部位为下部超限，超限等级为未超限。
故此次运输的变压器未超限。
（3）超重等级计算
此次运输变压器重195t，货车车重136t，重车总重为331t，此次运输活载情况无法确定，因此根据重车总重来确定超重等级，通过查阅资料得知，此次运输超重等级为一级超重。
1.4加固方案
该变压器支撑底面长度为8810mm，宽度为2570mm，可以在其两端和两侧加焊钢挡防止货物移动，在两端分别加3个挡铁，在两侧分别加1个挡铁。
货件每侧用ɸ18的钢丝绳拉纤四个八字形，每道两根，绑在车侧丁字铁上；在车辆端部用ɸ18的钢丝绳拉纤加固，每道两根。
如下图所示
图2货物加固方案示意图
每个钢挡所需要的焊缝长度为
=37.8cm
=23.2cm
K为焊脚高度，取1.5cm，
为焊接的许用应力，取80MPa。
本加固方案纵向焊缝设计为226.8mm，横向焊缝设计为46.4mm，强度合理。
货物位移只要用挡铁加固，拉纤起到辅助加固作用，所以不需要校核拉纤强度。
1.5作用力计算
（1）纵向惯性力
T=t0×Q
由于
=136+195=331t＞150t，
大于130t时，取130t计算。
所以
T=
×Q=1909.05（kN）
（2）横向惯性力
作用于货物上的横向惯性力主要是由于摇头振动、侧摆振动和侧滚振动引起的。
横向惯性力为：
N=n0Q（kN）
n0=2.82+2.2a/l（
）
故此次货物运输的横向惯性力为：
N=（2.82+2.2×130
23050）×195=552.32kN
（3）垂直惯性力
货物的垂直惯性力主要是由于车辆的沉浮振动、点头振动和侧滚振动引起的。
取决于线路状态、列车运行速度、货物重心在车辆长度方向的位置及车辆的动力学性能。
Q垂=q垂Q（kN）
q垂=4.53+7.84a/l
此次运输垂直惯性力为：
Q垂=q垂Q=（4.53+7.84×130
23050）×195=891.97kN
（4）纵向摩擦力
（5）横向摩擦力
=308.28kN
（6）风力
W=qF=0.49×8.81×3.91=16.88（kN）
1.6加固强度计算
（1）纵向移动稳定性
1335.75（kN）>0
（2）横向移动稳定性
（kN）>0
（3）纵向倾覆的稳定性
由于不能计算出准确的a值，所以取
，该值一定小于准确值。
=2.13>1.25
（4）横向倾覆稳定性
=2.3>1.25
超限超重货物托运说明书
发局
局
装车站
德阳站
预计装后尺寸
到局
局
到站
闵行站
由轨面起高度
由车辆纵中心线起
品名
变压器
件数
1
左宽
右宽
每件重量
195t
总重量
195t
重心
位置
至变压器一端距离为4535mm，至另一端距离为4275mm，距底部高度为1875mm
中心高
2885mm
1510mm
1510mm
货物长度
8810mm
支重面长度
7980mm
侧高
8900mm
1661mm
1661mm
高
度
中心高
1875mm
宽
度
左1615mm
右1510mm
侧高
4105mm
1615mm
11510mm
侧高
3185mm
左640mm
右1510mm
侧高
4720mm
640mm
1510mm
侧高
3800mm
左1661mm
右1661mm
侧高
4830mm
1661mm
1661mm
侧高
3910mm
左1285mm
右1285mm
侧高
1285mm
1285mm
要求使用车种
D2A凹底平车
标记载重
210t
侧高
卸车时的要求
无
其它要求
无
车地板高度
930mm
垫木或转向架高度
0mm
预计装在车上货物重心位置距轨面的高度
2885mm
重车重心高度
1906.41mm
铁路超限超重货物运输请示电报
签发：
铁路局德阳车站调度室核稿XXX拟稿人XXX
电话:
XXXXXXX
发报所名
电报
等级
受理日
时分
收到日
时分
值机员
德阳站
XXXXXXX
XXX
2013.12.15
10:
00
2013.12.18
10：
00
XXX
主送：
铁路局货运营销中心
抄送：
铁路局调度所
报文：
1．发局：
局发站：
德阳站到局：
局到站：
闵行站
2．货物概况：
变压器一件
3．货物外形尺寸：
重量为195t，长度为8810mm，宽度为3322mm，高度为3910mm；支重面长度为7980mm，宽度为2570mm；重心位于变压器纵中心线所在垂直平面上、支重面长度的中央，至变压器一端距离为4535mm，至另一端距离为4275mm，距底部高度为1875mm。
4．拟使用D2A型凹底平车一辆运载
5．装载方法：
重心偏离车辆横向中心线的方式装载，采用钢挡焊接加固。
6.预计装后尺寸
由轨面起高度，由车辆纵中心线起左宽1510mm，右宽1510mm，中心高2885mm车地板高度930mm，预计装载车上货物重心位置距轨面的高度2885mm，重车重心高度1906.41mm。
7．其它特殊运输条件要求：
无
德阳站（局）超限超重××××号
2013年12月15日
2.圆柱体货物装载加固方案
2.1货物规格尺寸
圆柱体货物一件，重量为52t，全长为16.5m，大头端直径为3500mm，小头端直径为3200mm，详细尺寸如图所示。
图3圆柱体货物规格尺寸图
2.2货车选用
用NX17AK型平车一车负重，NX17AK的规格参数为：
车体长13m，宽2980mm，车地板高1212mm；自重22.4t，空车重心高730mm；销距9000mm，固定轴距1750mm
2.3装载方案
货物重心的投影位于车辆纵、横中心线交叉点上，一端突出，故使用一辆NX17AK型平车作为游车。
根据题目所给的条件，确定装载方式为货物大头端与车端对齐，小头端突出车辆边缘，突出车端的距离为：
16.5-13=3.5（m），因此需要加挂一辆游车。
由于小头突出车端外方的直径为3200mm，小头最低点比直径为3500mm部分的最低点高出的高度为1750-1600=150（mm）。
因此需要垫木或者鞍座的高度：
73.375（mm）
则需要的横垫木高度取为80mm
那么，重车重心高度为：
因为2345.9mm>2000mm，所以区间限速应为50km/h，通过侧向道岔限速为15km/h。
2.4作用力计算
（1）纵向惯性力
（2）横向惯性力
（3）垂直惯性力
（4）风力
（5）摩擦力
纵向摩擦力
横向摩擦力
2.5加固强度计算
由于鞍座凹口的深度足以保证货物不会发生横向滚动。
所以仅需要防止货物发生纵向移动以及货物带动带着鞍座发生横向移动。
则加固装置承受的纵向和横向水平力分别为：
（1）纵向移动稳定性
（2）横向移动稳定性
2.6加固方案
采用腰箍加固，腰箍两端拉直部分与纵向垂直平面之间的夹角为：
用6道腰箍，则每道腰箍需要具备的抗拉力为：
用扁钢带作腰箍，则扁钢带的截面积为：
用钢丝绳作腰箍时，其破断抗拉力不得小于
2.7超限等级计算
（1）若无突出部分，则超限位置可能位于重心所在横截面的最高点和最宽点，以及远端断面的最宽点。
重心所在横截面时：
货物最宽点距离轨面的高度h1=1212+1750+80=3042mm，
1747.75>1700mm
超出机车车辆限界，属于一级超限。
货物最高点距离轨面的高度h2=3500+1212+80=4792<4800，并未超限。
对于远端断面最宽点
1758.6>1700mm
超出机车车辆限界，属于一级超限.
因此若无突出部分，则该货物一级超限。
（2）下面考虑各个突出部分的超限情况：
对于半径为1850的突出，
88mm
对于半径为1830的突出
对于半径为1920的突出
24mm
由于有三种不同的半径突出，因此有不同的装载方案，考虑当突出为向上和向下时的不同情况。
方案一：
A突出位于最高点
对于A突出，hA=4892mm<4950mm，X=388mm，属于一级超限。
对于B突出，hB=1212+80+1750+1920cos30。
=4707mm，B突出距离重心所在纵断面垂直距离为
1920
sin30=960mm，X=
984mm，属于二级超限。
对于C突出，hC=3042mm，C突出距离重心所在纵断面垂直距离为1830mm，属于一级超限。
综上，此方案下，属于二级超限。
方案二：
B突出位于最高点
对于B突出，hB=1212+1750+80+1920=4962mm，X=224mm，属于二级超限。
对于A突出，hA=1212+1750+80+1850sin60。
=4644mm，A突出距离重心所在纵断面垂直距离为
1850
sin30。
=925mm，X=B+
=1013mm，并未超限。
对于C突出，hC=3042+1830sin30。
=3957mm，C突出距离重心所在纵断面垂直距离为
1830
cos30。
=1584mm，X=
=1567mm，并未超限。
综上，此方案下，属于二级超限。
方案三：
C突出位于最高点
对于C突出，hC=1212+1750+80+1830=4872mm，X=282.75，属于一级超限。
对于B突出，hB=3042+1920sin30。
=4002mm，B突出距离重心所在纵断面垂直距离为
1920
sin60。
=1662mm，X=B+
=1686mm，属于一级超限。
对于A突出，hA=3042mm，X=B+
=1938mm，属于二级超限。
综上，此方案下，属于二级超限。
方案四：
当突出朝上时，超限等级为二级超限。
当突出朝向下时，加横垫木的高度为1290mm>1250mm，根据界限的形状以及货物形状可知，当突出与纵截面向下的夹角越小时，超限等级越低，当a突出刚好与车底板接触是最优的情况。
如下所示：
通过三角函数关系计算得出，α=12.4。
，β=9.2。
。
hA=3042-1850cos21.6。
=1322mm，A突出距离重心所在纵断面垂直距离为1850sin21.6。
=681mm，X=B+
=769mm，并未超限。
hB=3042-1920cos51.6。
=1849mm，B突出距离重心所在纵断面垂直距离为1920sin51.6。
=1505mm，X=
1529mm，并未超限。
hC=3042+1830sin21.6。
=3716mm，C突出距离重心所在纵断面垂直距离为1830cos21.6。
=1701mm，
1683.75mm，属于一级超限。
综上，该方案属于一级超限。
所以，最优方案应该是装载方案四。
3.总结
经过此次货物运输的装载加固设计，我加强了货物运输相关方面的计算与应用能力，并学会结合目前所学专业课知识，进一步的结合实际，提高了专业应用能力。
当前，货运组织正在改革中，如何做好货运组织营销工作吸收货源赢得或者青睐变得十分重要，货物的装载加固在其中扮演着更加重要的角色，这将是货运组织中的重要部分。
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