（交通运输规划与管理专业论文）提速后铁路超限货物运输组织若干问题的研究.pdf

韭塞窑煎太亟堂僮论室 虫塞摘墨 中文摘要 摘要：铁路超限货物运输对于满足国家大型工程项目和国防建设的运输需求具有 十分重要的意义，它是铁路运输组织中技术性很强的工作。随着社会主义市场经 济的深入发展，铁路的硬件设备在不断更新，铁路列车运行速度不断提高，市场 也在逐步细化。在新的形势下，如何安全、科学、经济地组织超限车的运输，是 当前铁路超限货物运输面i 临的重要问题。 超限货物运输组织是一项复杂的系统工程，必须要有科学的理论作为依据， 先进的管理作为保障，否则就不可能实现安全、迅速、适应市场要求的超限货物 运输。由于管理落后和缺乏对相关技术条件的研究，我国铁路的超限货物运输组 存在诸多不科学和不完善的地方，有的甚至严重脱离了铁路运输实际。本文围绕 超限货物运输组织，主要进行了以下工作： 分析当前我国铁路超限货物运输所处的环境。 根据我国铁路机车车辆限界和铁路限界之问的关系、限界管理对制定运行 条件的影响和铁路限界管理现状，分析铁路限界管理存在的问题。 分析了现行超限车运行条件、超限车挂运方案不足之处，超限货物运输手 续复杂等问题。 针对限界管理存在的问题，提出了统一曲线建筑限界折减标准等解决方 案。 提出限界距离和会车距离的计算方法，设计出动力学试验方案。 在分析影响超限车挂运方案影响因素的基础上，建立超限车挂运方案优化 模型，并给出应用算例。 针对超限货物运输手续复杂、运输时效性差等问题，提出提高铁路超限货 物运输市场竞争力的措施。 关键词：铁路；超限车； 货物运输；限界；横向偏移量；运行条件 分类号：u 2 9 4 6 迸 a b s t r a c t ：r a i l w a yo u t - o f - g a u g eg o o d st r a n s p o r t a t i o ni so fg r e a ts i g n i f i c a n c et o s a t i s f yt h et r a n s p o r t a t i o n d e m a n d so f l a r g e s t y l ee n g i n e e r i n gp r o j e c t a n dt h e c o n s t r u c t i o no fn a t i o n a ld e f e n s e i ti st h ew o r kt h a tn e e d sh i 【g ht e c h n i q u ei nr a i l w a y t r a n s p o r t a t i o no r g a n i z a t i o n w i t ht h ed e e pd e v e l o p m e n to fs o c i a l i s tm a r k e te c o n o m y , t h er a i l w a yt r a n s p o r t a t i o ne q u i p m e n ti sc o n s t a n t l yr e n e w e da n dt h er u n n i n gs p e e di so n t h er i s e h o wt oo r g a n i z et h ew a g o nl o a d e dw i t ho u t - o f - g a u g eg o o d si sau e wp r o b l e m o ft h er a i l w a yo u t - o f - g a u g og o o d st r a n s p o r t a t i o n t h eo r g a n i z a t i o no ft h eo u t o f - g a u g eg o o d st r a n s p o r t a t i o ni sac o m p l i c a t e ds y s t e m e n g i n e e r i n g i tm u s t b a s eo ns c i e n t i f i ct h e o r ya n db ee n s u r e db ya d v a n c e dm a n a g e m e n t , o re l s ei tw i l lb ei m p o s s i b l ef o rt h eo u t - o f - g a u g eg o o d st ob et r a n s p o r t e ds a f e l y , r a p i d l y , e c o n o m i c a l l ya n dc o n v e n i e n t l y f o rt h ep o o rm a n a g e m e n ta n d l a c ko fr e l e v a n ts t u d yo n t h et e c h n i c a lc o n d i t i o n s t h e r ea r em u c ho p e r a t i o nw i t ht h ec o r eo ft h eo r g a n i z a t i o no f t h eo u t - o f - g a u g eg o o d st r a n s p o r t a t i o n t h ef o l l o w i n gt a s k sh a v eb e e nd o n ei nt h i s d i s s e r t a t i o n ： t h es i t u a t i o nt h eo u t o f - g a u g eg o o d st r a n s p o r t a t i o ni nr a i l w a yf a c e si s a n a l y z e d a c c o r d i n gt ot h er e l a t i o nb e t w e e nr o l l i n gs t o c kc l e a r a n c ea n ds t r u c t u r e c l e a r a n c e , t h ei m p a c tt h em a n a g e m e n to fc l e a r a n c eh a so nt h er u n n i n g c o n d i t i o n s , a l s oa n dt h ea c t u a l i t ya b o u ts t r u c t u r ec l e a r a n e e sm a n a g e m e n t ，t h e p r o b l e m se x i s t i n gi nt h em a n a g e m e n ti sa n a l y z e d t h eu n s c i e n t i f i cf a c t o r sl y i n gi nt h er u n n i n gc o n d i t i o n sa n dt h ep i c k i n g - u p t r a n s p o r tp r o g r a mo fo u t - o f - g a u g ew a g o n sa r ei n d i c a t e d s u b s e q u e n t l y , t h e c o m p l e x i t yo ft h et r a n s p o r t a t i o np r o c e d u r ei sb r o u g h tf o r w a r d a i m i n ga tt h ep r o b l e m se x i s t i n gi nc l e a r a n c em a n a g e m e n t , s o m es e t t l e m e n t p r o j e c t sl i k eu n i t i n gt h es t r u c t u r ec l e a r a n c ed i s c o u n ts t a n d a r d sa n de t ca l e a d v a n c e d t h ef o r m u l a st oc a l c u l a t ec l e a r a n c ed i s t a n c ea n dd i s t a n c eo ft w om e e t i n g t r a i n sa g eo f f e r e d s u b s e q u e n t l yd y n a m i c se x p e r i m e n tp r o j e c t sa r ed e s i g n e d 0 nt h eb a s i so fa n a l y z i n gt h ef a c t o ma f f e c t i n gt h ep i c k i n g - u p & t r a n s p o r t p r o j e c t , t h eo p t i m i z a t i o nm o d eo fp i c k i n g - u p t r a n s p o r tp r o j e c ti se s t a b l i s h e d a n a p p l i c a t i o ne x a m p l ei sg i v e n p o i n t i n gt ot h e o m p l e x i t yo ft h et r a n s p o r t a t i o np r o c e d u r ea n dt h ep o o r t r a n s p o r t a t i o nt i m e - e f f i c i e n c y , t h em e a s u r e sa r ep u tf o r w a r dt oi m p r o v et h e m a r k e t c o m p e t i t i o na b i l i t y o ft h e o u t - o f - g a u g eg o o d st r a n s p o r t a t i o n o r g a n i z a t i o n k e y w o r d s ：r a i l w a y ；w a g o nl o a d e dw i t ho u t - o f - g a u g ef r e i g h t ；f r e i g h tt r a n s p o r t a t i o n ； d e a r 撇；l a t e r a ld e v i a t i o n ；r u n n i n gc o n d i t i o n s c l a s s n o - u 2 9 4 6 致谢 本论文的工作是在我的导师韩梅教授的悉心指导下完成的，韩梅教授严谨的 治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢三年来韩梅 老师对我的关心和指导。 郭维鸿教授和黄艳春老师悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上 和生活上都给予了我们很大的关心和帮助，在此向郭维鸿、黄艳春老师表示衷心 的谢意。 西安局糜强( 科长) 和郭荣科( 工程师) 对于我的科研工作和论文都提出了 许多的宝贵意见，在此表示衷心的感谢。 感谢与我一起度过硕士研究生生活的师妹牛琳旋，师弟赵勇钢、陈超，谢谢 他们对我的关心和帮助。 另外也感谢我的家人和朋友，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我 的学业。 1 1 超限货物运输的特点 1 引言 超限货物具有重量和尺寸较大、外形复杂、价值较高等众多特点，多为国家 重点建设工程的关键设备，如大型变压器、发电机定子、石油化工机械、钢铁冶 炼设备、桥梁构件等。这些设备的运输安全和运输效率对促进国民经济的发展， 特别是对保证国家基础设施建设具有重要意义。 随着我国现代化工业的发展，特别是电力、钢铁及化工工业的发展，会产生 越来越多的超限货物运输需求。超限货物运输不同于普通货物运输，运输组织难 度明显高于普通货物。铁路办理超限货物运输过程同普通货物一样，也要经过受 理、承运、挂运、到达交付四个环节，但在每个环节中，针对超限货物的特点都 要采取相应的措施。如超限货物除了办理普通的运输手续外，还要在货物装车静 准确地测量货物的外形尺寸、选择合适的装载车辆、确定经济合理的装载加固方 案；进行严格的报批手续；运行过程中要进行多次检查和交接；对列车运行要严 格要求，如有的超限车需限速、限会、绕道等，有的超限货物运输甚至要求拆除 线路两旁的建筑物、设备、电力接触网或采取拨道、落坡、扩宽建筑物或其他可 行的措施。因此超限货物运输涉及车辆、机务、工务、电务和运输等部门，运输 难度大，需要相互间的协调合作，超限货物运输是一项复杂的系统工程，需要科 学的理论和完善合理的规章做保障，以便实现超限货物运输的安全、经济和高时 效性。 1 2 铁路技术发展对超限货物运输的影响 随着我国铁路发展的进一步深化，一些新技术和措施的采用对超限货物运输 的影响日益明显，如列车提速和铁路电气化等，给铁路超限货物运输组织带来很 大的影响。 1 2 1 列车提速对超限货物运输的影响 实施了第五次大面积提速后，列车速度大面积、大幅度提高，提速网络里程 达到了1 6 5 万多公里，京沪、京广、京哈等干线铁路提速区段旅客列车最高时速 达到1 6 0 公里，增开了1 9 对一站到达的直达特快旅客列车，货物列车速度也有所 提高。 我国铁路正处于跨越式发展阶段，2 0 0 6 年4 月1 8 号将实施第六次大面积提速， 部分提速干线旅客列车最高速度将提至2 0 0 k m h ，货物列车最高运行速度将提至 1 2 0 k m h 。列车提速后技术装备和线路利用情况都将发生很大的变化，要保证高等 级列车的开行，无疑对超限货物运输组织提出了更高了要求。 不少超限货物由于重心较高、尺寸较大，在运输过程中要求限制车辆运行速 度，现在中国铁路的运输模式还主要是客货混跑，尤其是在繁忙干线上，行车密 度大，重点客车比较多，运行速度高，而限速运行的超限车的放行会对列车运行 秩序带来很大的干扰，而且，旅客列车提速后，铁道部下发了铁科技( 1 9 9 7 ) 2 1 号文件，即在快速旅客列车运行办法中第1 0 条规定：“区间线间距在4 m 及其 以下时，不准办理快速旅客列车与挂有中部超限货物车辆的列车在区间交会，挂 有中部超限货物车辆的列车应接入车站固定线路停车会让。”我国铁路区间双线线 间距设计标准是4 m ( v = 1 4 0 k r n h 时) “1 ，既有路网中，运行速度低予1 4 0 k m h 的 线路里程占很大的比例，这样的规定使得大部分双线区间挂有中部超限货物车辆 的列车不能与快速旅客列车会车，只能待避，大大影响了超限货物送达速度，延 长了货物的在途时问。 另外，为适应旅客列车速度的提高，线路最大曲线外轨超高值也随之增大， 因为超限货物的重量一般较大，重心较高，而且通过曲线的速度很低，造成超限 货物列车严重的过超高，势必影响超限货物列车的运输安全 提速背景下，超限车挂运方案和运输组织应做出科学、合理的调整以适应市 场经济和铁路快速化的发展。 1 2 2 电气化铁路对超限货物运输的影响 发展电气化铁路，不仅可以提高运输能力，改进铁路运营工作，而且能够合 理利用资源，保护生态环境，是当今铁路现代化的主要方向。2 0 世纪6 0 年代以来， 电气化铁路在世界各国发展迅速。我国自1 9 6 1 年建成第一条电气化铁路宝成 线宝风段，至今4 0 多年的时间里，我国电气化铁路建设得到了迅速发展。截止到 2 0 0 5 年底，全国铁路营业里程达到7 5 2 1 3 公里，其中全国铁路电气化里程达到 2 0 1 7 8 公里，比上年增加8 7 5 公里，电气化率达到2 6 8 。至2 0 0 6 年9 月底，我 国共建成开通4 9 条电气化铁路，全国铁路电气化率达到2 7 ，承担着全路4 3 的 货运量。 我国的电气化线路限界标准普遍较低，按铁路技术管理规程( 后面简称 技 2 规) 要求，其接触网高度在区间和中间站，不少于5 7 0 0 r a m ，在技术站( 编组站、 区段站) 和个别较大的中间站站场，不少于6 2 0 0 r a m 。而这仅是对新建线路的要求， 在我国还有相当一部分线路是旧线改造的线路，对这部分线路，在铁路技术规 程要求其接触网高度在区间和中间站不少于5 3 3 0 m m ，但实际上还存在着部分 线路低于5 3 3 0 m m “，如郑州局洛阳广元之间一隧道内仅有5 2 5 0 m m ：北京局丰 沙线沙城一三家店上行线仅5 1 5 0 m m 等。既有线铁路电气化设施缩小了线路限界， 使原本并不富裕的限界净空大大减小，限制了超限货物的通过能力，加大了超限 货物运输组织难度。 1 3 货物运输时效性和超限货物运输组织之间的矛盾 货运市场营销理念正在发生着深刻变化，传统的货运营销观念基本上局限于 以铁路自身的运输能力、技术资源为出发点去揽货源、找货主，把货主视做铁路 要攻坚的堡垒，然后去设计销售手段，组织营销。而新的市场营销观念则把关注 点放在货主的需求上，选择他们所需要的价值，并提供这些价值。这是一个根本 的转变。如果说过去依据铁路自身的运输规模、运输方式、运输能力来组织货源， 实行以运定装，企业实行以运定产，适应了大宗“原”字头货物计划运输的话， 那么，现在对货物的组织则相反，应当根据货主对运输的需求来设计铁路的运输 方式。即由运输能力一市场营销，转变为市场需求运输能力运输方式的 开发提供市场价值市场细分，不仅是一般意义的市场营销战略，也是铁路 货运市场营销的必经之路。我国铁路由于长期执行计划经济模式，因此在经营战 略、发展理念、企业制度、营销机制等方面较为滞后，与竞争日趋激烈的运输市 场很不适应。 目前我国已进入社会主义市场经济发展阶段，许多国有大中型企业是通过银 行贷款维持生产和发展，企业还本付息的压力较大例如：国内1 台6 0 力k w 发电 机组提前一天投产发电，可为电厂节约银行贷款利息3 0 万元，增加销售收入2 2 9 8 万元；1 台6 0 万k w 发电机组每度电上网价格约为0 2 7 元，年发电量4 0 亿度，其产 值为1 0 8 亿元，延误1 天电厂的损失达2 9 6 万元，延误一个月电厂的损失近90 0 0 万 元。因此，对于企业来说时间就是金钱，时间就是效率。而在产品的整个流通过 程中，运输是非常重要的环节。1 2 j 超限货物运输组织包括超限货物的托运、装车前的测量、装运办法的请示与 批示、装车、挂运、超限车的运行条件、途中检查与交接等方面由于超限货物 具有长、大、笨重的特点，超限货物运输从受理、装车到装载超限货物的重车( 简 称超限车) 在途中运行各个环节的运输组织工作比普通货物运输复杂得多，根据 3 超限货物装运颁发的请示与批示办法，最简单的过程也要经过货主向车站。车站 向路局提出申请装运电报及装载加固方案，路局发装运电报和装载加固方案批复， 然后调度进行配车，车站组织有关部门共同装车，最后调度组织挂运。如果遇到 跨局或超级超限的货物，流程会更长。一般从申请车到装车完了，需要一个星期 左右，对于没有定型方案的货物，手续会更多，需要的时间更长。 铁路超限货物平均送达时间长，运到时间难以保障，远远不能满足货主和市 场经济发展的要求，大大降低了铁路超限货物运输的市场竞争能力，原因有以下 几个方面： ( 1 ) 超限车在运输过程中常有限速、限会要求，货物在途中的等待时间大大 增加。 ( 2 ) 超限车大部分编入区段列车或摘挂列车，停站多，在技术站和中间站作 业时间都很长。 ( 3 ) 许多路局和车站为减少超限车运行对通过能力的影响，把超限车集结一 起开行，集结时间长。 1 4 公路大件货物运输的快速发展对铁路超限货物运输发展的威 胁 随着公路路网的不断发展和完善，以及公路路面等级和质量的提高，公路运 输对铁路运输的垄断地位形成了强烈的冲击，2 0 世纪8 0 年代初公路运输开始进入 大件运输领域，并且以灵活、方便、快捷的运输方式和良好的服务迅速占有市场， 而且继续以强劲的势头发展。目前大件货物运量较大的各省市均建立了公路大件 货物运输公司，从事公路大件货物运输。 许多公路大件运输公司运营车队可承接全国范围内超高、超宽、超重、超长 大件设备，超限物资及各种工程机械设备的公路运输业务同时在全国各大中城 市设有站点或联营网点，能够提供非常便捷的运输服务。 公路大件货物运输采用先进的“门到门”运输，没有复杂的审批手续，价格也比 较灵活，尤其是车辆回程运输时，可以以很低的价格捎带大件运输，和铁路相比， 价格便宜而且运送速度快。公路车辆技术发展也十分迅速，2 0 世纪9 0 年代以来， 公路专业大件运输行业及生产厂家自设的大件汽车运输队伍迅速崛起，很多大件 运输公司已拥有载重量3 0 0 t 、3 5 0 t 等各种型号的大型车，大大提高了公路运输的优 势，抢占了部分铁路货源。 4 2 铁路超限货物运输组织现状及主要问题 随着铁路的不断发展，机车车辆和线路条件都发生了很大的变化，列车运行 速度有了大幅度提高，超限货物运输组织存在着诸多不科学或不完善的地方。如 建筑限界管理不善，运行条件的制定缺乏相应的理论和试验依据，承运审批手续 复杂，超限车挂运方案缺乏优化等，这些问题的存在已经严重地制约了铁路超限 货物运输的发展。 2 1 建筑限界管理 为了保证行车安全，接近铁路线路的各种建筑物和设备，必须与铁路线路保持 一定的距离，同时对在线路上运行的机车车辆的横向尺寸也须有一定的限制。所 以铁路规定了各种专门的限界，如机车车辆限界、基本建筑限界、隧道建筑限界、 桥梁建筑限界等，其中最基本的是机车车辆限界和基本建筑限界两类。超限货物 运输就是充分利用铁路机车车辆限界和建筑限界之间的空间问隙，运送超出机车 车辆限界的大件货物，所以铁路建筑限界是研究超限运输组织的前提和基础。 2 1 1 铁路建筑限界的定义和类型 铁路建筑限界是一个和线路中心线垂直的极限断面轮廓。在此轮廓内，除机车 车辆和与机车车辆相互作用的设备( 车辆减速器、路签接收器、接触电线及其他) 外，其他设备或建筑物不得侵入该限界是按水平直线线路制定的。 铁路建筑限界的制定应该考虑机车车辆限界的尺寸和机车车辆安全运行的要 求，还应考虑国家大型设备运输的需要，同时还应为机车动力学的发展和货车的 大型化留有发展余地。建筑限界过大，必然会造成巨大浪费，过小则会阻碍大型 设备的运输。 根据中华人民共和国国家标准标准轨距铁路建筑限界( g b l 4 6 2 8 3 ) ，铁路 建筑限界分为基本建筑限界、隧道建筑限界、桥梁建筑限界等；隧道、桥梁建筑 限界包括新建及改建蒸汽及内燃牵引的单线及双线铁路、新建及改建电力牵引的 单线及双线铁路建筑限界。上述限界都是按水平直线线路制定的，曲线上的建筑 限界要根据计算车辆、曲线半径、外轨超高等进行加宽。 2 1 2 标准轨距铁路建筑限界( g b l 4 6 2 8 3 ) s 图2 1 基本建筑限界 f i g u r e 2 - 1f u n d a m e n t a ls t r u c t u r ec l e a r a n c e 我国标准轨距铁路建筑限界是1 9 5 9 年作为国家标准正式颁布的( 当时称为建 筑接近限界) 。1 9 8 3 年改称为标准轨距铁路建筑限界，重新以g b l 4 6 2 - 8 3 公布。 ( 1 ) 基本建筑限界 基本建筑限界最大高度从轨面起为5 5 0 0 m m ，最大半宽从线路中心线所在纵向 垂直平面算起为2 4 4 0 m m ，如图2 1 。 ( 2 ) 隧道、桥梁建筑限界 桥梁、隧道建筑限界的制订依基本建筑限界尺寸依据，比基本建筑限界大， 制订桥梁、隧道建筑限界时需考虑以下因素： 在基本建筑限界的项部与桥隧建筑限界之间，电气化铁路需要考虑安设接 触网及必要的绝缘距离，非电气化铁路需考虑排烟等； 在基本建筑限界的两侧与桥隧建筑限界之间，需考虑装设照明、通信、色 灯信号灯设备，并考虑所需电缆的通过 线路的维修、养护、巡查等要求 1 9 5 9 年正式实施建筑限界的国家标准后，新建或改建的线路甚至7 0 年代以后 6 新建线路的个别地段实际限界也有小于国家标准的。 ( 3 ) 曲线上建筑限界的加宽 机车车辆在通过曲线时，其纵向中心线与线路中心线不一致( 称为曲线的割 线) ，因此车体中部向曲线内侧偏移，车辆端部向曲线外侧偏移，如果此时的建筑 限界还是直线上的建筑限界，则车辆在曲线上与建筑限界之间的距离必然变小。 处理这种偏移有两种方法，一种是依此偏移的大小将建筑物挪远，以保持机车车 辆相当于运行在直线上的情况，这种情况称作建筑限界的曲线加宽；一种是依此 偏移量的大小将机车车辆车体中部和端部的宽度减小，以保持与直线上同样的车 辆中心至附近建筑物的距离。我国铁路和苏联采用的是第一种方法，即建筑限界 的曲线加宽，以前欧洲有些国家采用第二种方法，将车辆端部和中部做成弧线状， 但现在欧洲国家的车辆大都是矩形的了 建筑限界的曲线加宽量与机车车辆的参数( 包括机车车辆车体长度和销距) 和线路的参数( 线路曲线半径和外轨超高) 有关。在计算建筑限界的曲线加宽值 时，需要确定相应的车体长度和销距，具有这样尺寸参数的机车车辆称为“计算 车辆”。 我国规定建筑限界在曲线上的加宽值按照车长为2 6 米，销距为1 8 米的计算车 辆和曲线的实际半径进行计算。同时考虑由于曲线外轨超高引起的车辆倾斜量。 建筑限界在曲线的加宽值，可按下式计算1 3 l ： 曲线内儇4 ： 。4 0 s o o + 型r - ( m m ) ( 2 1 ) 曲线外侧： - t 4 4 0 0 0 ( 栅) ( 2 2 ) 式中日计算点自轨面起算的高度，衄7 h 外轨超高，m m ： r 曲线半径，m ( 4 ) 最小线间距的制定依据及曲线路间距加宽 直线上、复线区间线问距要保证列车安全会车，除考虑机车车辆限界尺寸外， 还应考虑下列因素： 最小线问距应能保证计算车辆不限速安全会车，即考虑机车车辆横向振动 偏移量： 考虑高速列车运行，当两列车相遇时，产生强大风压的问题，最小线间距 应能保证车窗玻璃等不被破坏； 为充分保障行车安全和超限货物运输而预留一定的裕量 7 我国铁路要求双线区间线间距不应小于4 m ( v = 1 4 0 k m h 时) “1 在相邻曲线 上，外侧线路上的车辆中部向线路内侧偏移，内侧线路上的车辆两端向线路中心 线外侧偏移，如果曲线线路间距和直线线路间距相同，则两车之间的净空比在直 线上时小，当相邻曲线夕卜轨超高不同，若外侧线路外轨超高大于内侧线路外轨超 高时，两车之间净空比在直线上时小。 这样，为了使相邻曲线上的车辆问能够保持与其在直线上相同的净空，曲线 线路间距应予以加宽。其加宽值也是按照计算车辆进行计算的，计算公式为： 竿+ 竿+ 盎k 。， 。t + 西丽( r a m ) 式中日计算点自轨面起算的高度，m m ； h 麓外侧线路与内侧线路外轨超高差，m m ； r 曲线半径，m 。 2 1 3 铁路超限货物运输规则( 简称超规) 采用的建筑限界 超规采用的建筑限界是1 9 5 0 年铁路技术管理规程公布的建筑限界。 与当时同时公布的机车车辆限界相适应。其最大高度为5 1 5 0 r a m ，最大宽度为 4 2 0 0 r a m ，见图2 - 2 。显然这个标准比较小。1 9 5 9 年在制定建筑限界的国家标准时， 废弃了这个标准。但是1 9 7 9 年制定超规时考虑到我国铁路旧线建筑限界标准 不一，而且较小，在短时间内难以统一改造，因此在超规中也引用了1 9 5 0 年 技规中的建筑限界。 8 图2 - 2 超规 建筑限界图 f i g u r e 2 - 2s t r u c t u r ec l e a r a n c ei no u t - o f - g a u g ef r e i g h tt r a n s p o r t a t i o nr u l e s 超规采用的建筑限界在曲线上的加宽值是按照车长为1 3 2 2 米，销距为 9 3 5 米的计算车辆计算的。内、外侧加宽值分别为： 一1 0 r 9 2 _ _ _ _ 8 8 + 旦1 5 0 0 | i i ) 7 ( 2 - 4 ) - t 1 0 9 1 8 ( 肭) ( 2 - 5 ) 迄今为止，1 9 5 9 年以前的旧线已基本改造完毕，该加宽标准应废止。 2 1 4 建筑限界的制定程序 根据铁路各种限界的作用和制定原理，制定铁路建筑限界时应该考虑现行机 车车辆的运输安全、机车车辆大型化发展的空间和未来大件货物运输的需要等， 所以制定建筑限界的正常程序应该是：计算车辆、计算曲线半径一机车车辆限界 一基本建筑限界一桥隧建筑限界，即依据相应的计算车辆和计算曲线半径确定了 机车车辆限界，以此为基础，考虑机车车辆运行中的偏移量和为运输超限货物所 预留的空间后，决定建筑限界的外形，尺寸和线间距，并依据建筑限界修建线路 和桥梁、隧道、跨线桥等大型人工建筑物 9 如果按照以上程序来制定机车车辆限界和建筑限界当然是理想的，可以避免 随后机车车辆设计制造，建筑物结构的修建与超限货物运输之间的不配套、不协 调而产生的种种难于解决的问题。但是世界上许多国家包括我国在内铁路限界都 是在几十年或百年以前制定的，当时不可能考虑到近代铁路出现的一系列变化， 也没有一套完整的铁路限界理论，只能依据当时的条件制造机车车辆尺寸、修建 铁路、确定一个能够保证行车安全的机车车辆限界和建筑限界，并在随后的年代， 依该建筑限界铺设大量铁路，修建大量桥梁、隧道及跨线桥等大型人工建筑物， 这样，限界制定的程序恰好颠倒过来，即确定计算车辆，计算曲线半径，机车车 辆最大横断面时需要考虑到已修建的大量线路、桥梁、隧道及跨线桥等大型人工 建筑物的实际情况。 2 1 5 建筑限界管理的范围、内容及方式 齐全、准确的限界资料是铁路超限货物运输安全的根本前提和保障。超限货 物运输安全涉及国家重点工程、国防建设、铁路行车安全、运营效率等诸多问题， 因此，应对限界管理的内容严格把关。 铁路建筑限界的管理可以分为限界检测及限界日常管理。 ( 1 ) 限界管理的范围 铁路建筑限界管理的范围包括：铁路中心线两侧、轨面上下一定范围内的所 有设备、建筑物等设施( 针对的是所有线路) 。和铁路超限货物运输密切相关的管 理范围是超限货物运输通行径路线路上的铁路线路中心线两侧、轨面上下一定范 围内的所有设备、建筑物等设施( 针对的是部分线路) 。 ( 2 ) 限界管理的主要内容 限界管理的对象是限界管理范围内设施的限界情况，主要包括限界的检测、 资料的整理、资料汇总、使用、限界数据的更新、限界变化报告以及侵限设备整 治等。 ( 3 ) 限界管理的主要方式 目前限界管理包括限界检测、限界资料整理、限界资料使用、限界更新等环 节。限界检测包括隧道限界检测和其他设备的限界检测，隧道限界检测主要用隧 道检测车( 兰州、沈阳局两辆隧道检测车) 检测；其他设备主要用手工检测，也 有用简易设备检测。限界资料的整理、汇总大都采用单机版软件进行汇总。限界 资料使用主要是以纸质资料与人工经验相结合的方式进行。限界的日常管理、限 界变化报告以书面报告形式进行公布、使用，对每次数据的更新应进行汇总。 韭塞窑逼太堂亟j 金塞 2 毯盛嫠醒堂物运箍组丞现迭区圭鼍回题 2 1 6 限界管理存在的主要问题 我国铁路建设经过许多个阶段，限界的建设标准也是不一致的，不少设备侵 入限界，限界尺寸达不至1 1 2 4 4 0 m m ，桥隧之类的大建筑物改造成本又比较高，所以 对现有实际限界尺寸的有效管理很重要。但目前我国铁路建筑限界的管理还存在 许多问题。 ( 1 ) 获取的限界资料误差不统一 限界资料的基础是限界检测，检测的对象有隧道、桥梁、立体交叉的下层线 路、天桥、站台、雨棚、高架候车室、煤台、信号机( 含信号桥、信号托架) 、通 信、电力设施( 含灯桥) 、客车洗车机、接触网设施、跨越铁路的高压线路、安装 在线路上的各种安全检测装置及靠近铁路修建的各种建筑物、设备等。 检测所获数据误差的大小对超限货物运输组织有很大的影响。现在隧道限界 资料主要靠隧道检测车( 兰州局一台，沈阳局一台) 检测，其他设备限界主要是 靠手工检测，也有少数是用简易设备检测。不同的检测车测得数据精度不一样， 手工检测和检测设备检测数据的准确程度差别也很大。 兰州局隧道检测车检测断面时每1 5 帧，秒( 6 0 k m h ，1 0 米1 个断面；8 0 k m h ， 1 3 米1 个断面) ，检测内容为隧道主体结构，不含其他附属设施( 如电缆等) ；沈阳 局隧道检测车检测断面时每2 5 帧秒( 6 0 k m h ，0 6 米1 个断面；9 0 k m n ，1 2 米1 个断 面) ，检测内容为鉴定断面的隧道主体结构及其他附属设施，未含检定断面之外的 隧道主体结构及其他附属设施。最后得到的限界只是检定断面中的最小综合限界， 没检测到的断面限界有可能比检定断面中的最小综合限界要小。两台隧道检测车 检定断面问距不同，断面问距越小误差就越小，检测内容也不一样，控制的误差 范围不一致。对于隧道限界，有无穷多个检定断面，手工根本无法检测，目前隧 道检查车提供的资料就是依据，一般不许改动，除非经实际检查确实有问题，通 知相关人员核实无误后，可以改动。 另外，手工测量大量存在，测量建筑限界数据时，考虑到数据对运输安全的 影响，尺子常常往线路中心线倾斜，澳0 完后还要扣掉一定的安全裕量( 比实际建 筑限界偏小) ，限制了超限车的运行，可能会导致本来不该限速的车辆却被限速运 行，低速通过曲线( 由外轨超高) 时很不利，容易造成翻车事故。不同区段的人 测量时，尺子倾斜程度不一样，扣掉的安全裕量不同，数据误差不易控制，限界 数据的准确程度差别很大，没有统一的控制标准。 ( 2 ) 曲线建筑限界折减标准不一致，易产生限界使用错误 隧道检测车曲线折减是按铁路桥隧建筑物大修维修规则中公式计算的， 已考虑了曲线超高因素曲线折减计算标准【4 1 ： 1 1 c = l 2 a r ( 2 6 ) 式中c - 一曲线内外侧加宽量，e l l m , ： l - 货物转向架中心销间距离( 常用平板车9 3 5 0 m m ) ； r 该区段内桥隧的最小曲线半径，m m 。 手工测量获得的限界资料是按铁路技术管理规程曲线折减标准计算的： 曲线内侧偏移：4 0 f 5 0 0 + 西h 面| i i ( 2 - 7 ) 曲线外侧偏移： 4 4 0 0 0 ( 2 8 ) r 相当于采用的计算车辆是：车长2 6 米，转向架中心销间距离1 8 米的车辆。 ( 3 ) 汇总起讫点不明确，易产生限界使用错误 限界资料一般都是以区段为单位进行测量管理的，现在区段分界点划分不明 确，分界处限界资料管理混乱，有的是管理区存在交叉，相邻两区段都测分界处 交叉区的限界，但测出的数据却不一致，管理上的重视程度也不够。也有的是两 相邻区段对分界点的限界都不管，报限界资料时，就没有分界点的详细限界资料， 管理上存在漏洞。如果说分界点恰是区段综合最小限界，这对货物运输尤其是超 限货物运输来说是很危险的。 ( 4 ) 站线的基础信息不明确 有的车站有一部分基础资料，但这些数据的测定朝向不明确，涉及到具体限 界时起讫点里程标注不知道，车站设备相对于起讫点的位黄不清楚，站线上曲线 半径未知无法进行折减等，这些基础信息的缺乏，给车站限界资料的准确管理带 来很大的难度 ( 5 ) 提供的限界资料不能如实反映两高程间真实的限界 根据中华人民共和国铁道部铁运i 函 2 0 0 1 1 2 7 7 号文件，铁路局应该掌握管内每 个区段桥隧综合最小建筑接近限界图、尺寸表，每个区段其他所有设备及建筑物 实测建筑接近限界尺寸表，每座桥隧综合最小建筑接近限界图、尺寸表，数据格 式见2 - 1 2 - 3 表 由表2 1 2 3 可以看出，提供的限界资料不能反映出两高程问真实的限界，根 据超限等级的划分，高1 2 5 0 r a m 处是下部超限和中部超限的分界点，一旦下部超限 至少是二级超限，现在表上把这一关键点给跳过去了，很有可能造成本来该限速 的车辆却没有限速，存在很大的安全隐患。 1 2 表2 1 区段桥隧综合最小建筑接近限界尺寸表 t a b l e 2 - 1t h em i n i m u mi n t e g r a t e ds t r u c t u r ec l e a r a n c es i z eo f b r i d g ea n dt u n n e l 线路名称： 区段：面向站名；编号：局别 桥隧座数小于国家标准直线建筑接近限界桥隧座数：桥梁座，隧道座 最小曲线半径最大外轨超高m接触网最低高度m 直线部分曲线部分 距轨面 折减尺寸 控制桥隧名称、 高度 实际尺寸控制桥隧名称、位置 曲线曲线 r a i n位置 m m 半径m方向 左右左右左右左 右 6 6 6 4 0 0 6 2 6 0 0 0 5 8 5 6 5 4 0 0 5 2 0 0 5 0 0 0 4 8 0 0 4 6 0 0 4 4 0 0 4 2 0 0 4 0 0 0 3 8 0 0 3 6 0 0 3 2 2 8 2 4 0 0 2 0 0 0 1 6 0 0 1 2 0 0 8 0 0 6 o 旬0 0 实测：桥隧直线部分最低高度m m 桥隧曲线部分最低高度一 桥隧总长度m 表2 - 2 桥隧综合最小建筑接近限界尺寸表 t a b l e 2 - 2 t h e n n j m 哪i n t e g r a t e d s l r u c t u r e c l e a r a n c es i z e o f b r i d g e a n d t u n n e l s t r u c t u r e s 线路名称：区段：面向站名：编号=局别 桥隧座数中心里程k m桥隧长度 最小曲线半径最大外轨超商m m接触网最低高度咖 直线部分曲线部分 距轨面高度 控制桥隧名称、 折减尺寸 控制桥隧名称， m m 实际尺寸曲线半曲线 位置 位置m m 径m 方向 左右左右左右左右 6 6 0 0 6 4 0 0 6 2 6 0 0 0 5 8 5 6 0 0 5 4 0 0 5 2 5 0 0 0 4 8 4 6 0 0 4 4 0 0 4 2 0 0 4 0 0 0 3 8 0 0 3 6 0 0 3 2 0 0 2 8 0 0 2 4 0 0 2 0 0 0 1 6 0 0 1 2 0 0 8 0 0 枷 m 0 实测：桥隧直线部分最低高度m m桥隧曲线部分最低高度m m 1 4 衰2 - 3 区段其他设备及建筑物综合最小建筑接近限界尺寸表 t a b l e 2 - 3t h e m i n i m u mi n t e g r a t e ds t r u c t u r ec l e a r a n c es i z eo f o t h e re q u i p m e n t sa n d s t r u c t u r e si nr a i l w a yd i s t r i c t 线路名称：区段：面向站名：编号；局别 桥隧座数小于标准直线建筑接近限界设备数：天桥座风雨棚个，站台个 接触网最低高度 最小曲线半径最大外轨超高m n f l m m 直线部分曲线部分 距轨面 实际尺寸 控制桥隧名称、 折减尺寸咖 曲 曲 控制桥隧名称、 高度 位置线 线 位置 m m 半 方 左右左右左右径 向 左右 m 6 6 0 0 6 4 0 0 6 2 0 0 6 l d 0 0 5 8 0 0 5 6 0 0 5 4 0 0 5 2 0 0 5 0 0 0 4 8 0 0 删 4 4 0 0 4 2 0 0 4 0 0 0 3 8 0 0 3 6 0 0 3 2 0 0 2 8 0 0 2 4 0 0 2 0 0 0 1 6 0 0 1 2 0 0 8 0 0 6 0 0 o 3 0 0 实测：桥隧直线部分最低高度1 1 1 1 1 1 1桥隧曲线部分最低高度m ( 6 ) 线问距管理存在漏洞 线阃距发生变化，线路限界就会发生变化，如果线间距变小了，有可能影响 到超限车的通过和在区间的会车。现场拨道等施工的进行，都会导致线间距的变 化，现在三级及以上的线路对线问距的管理存在漏洞，有些地方还没有纳入管理 韭立奎逼太堂亟论塞2 毯蹬趋阻货物运箍组堡强丛厦圭鹭回避 范围。 2 2 超限车运行条件 制定超限车运行条件的主要目的就是要在保证运行安全前提下，合理利用限 界空间( 即机车车辆限界与建筑限界之间的空间) 运输超限货物。其内容包括超 限车通过建筑物或设备的运行条件和超限车与邻线列车交会时的运行条件，他们 取决于超限车与建筑限界之间的距离以及超限车与邻线列车间的距离，这两个距 离与货物外形尺寸、机车车辆限界、建筑限界，线间距以及车辆在运行过程中的 横向偏移量密切相关。 车辆在线路上运行时，由于轮轨之间的相互作用，在各种垂向和横向力的作 用下，车辆系统会产生垂向和横向振动1 5 1 。车辆系统的横向振动偏移量将减小车辆 ( 货物) 与建筑限界之间的横向距离。因此，研究车辆系统各种振动型式下的横 向偏移量是合理确定超限车运行条件的基础。 2 2 1 车辆系统的振动型式 车辆是由车体、转向架构架、轮对等基本部件组成的，其各基本部件之间有 弹性约束或刚性约束，以限制车辆结构中各零部件之间的相对运动，可以把铁路 车辆当作一个具有弹簧悬挂装置多自由度的振动系统来考虑，由于铁路轨道上存 在各种各样的不平顺以及车辆自身结构特点，车辆在轨道上运行时，轮轨之间会 出现不断变化着的轮轨作用力，这些作用力会激起车辆各种不同型式的振动。 在研究车辆振动时，