铁路平车轮式车辆装载定位及安全问题研究

铁路平车轮式车辆装载定位及安全问题研究

1提高铁路运输质量,提高运输效率随着中国经济的发展和物流市场的逐步繁荣，汽车已成为日常工作和生活中最常用的交通工具。但是,由于汽车生产企业的地理位置分布不均,商用成品汽车常常需要经过长途运输才能到达销售市场,因而汽车长途运输多采用铁路运输方式。另外,军队使用的运输车、指挥车、作战车等轮式车辆,大批量的装备也大多采用铁路普通平车进行运输。军事运输相对于商业运输而言,要求具有更高的装载质量和效率,提高轮式车辆装载的质量和效率对于提高军事运输任务的整体质量具有现实意义。军事运输的装载任务一般是由部队自己完成,但是由于部队作业人员更新换代较快,有经验的现场作业人员相对较少,每年的军事运输现场都能发现一些问题,并且发生的频率较高,如果能及时发现和解决这些问题,可以较大程度地提高整列装载的效率和质量。因此,有针对性地分析解决轮式车辆平车装载中存在的问题,对确保铁路运输安全具有重要意义。2平车载载主要问题是倾斜车辆2.1准备和安装定位方法2.1.1简化了铁路车辆的清理流程平车地板杂物多的问题较为普遍。一般情况下,为了尽量争取装载时间,在装车前基本简化了铁路车辆的清扫流程。由于车地板清扫不彻底,在诸如钉固铁塑三角挡作业等环节中,杂物的支垫使得三角挡悬空翘起。该车挂运后,运行过程中的外力会使支垫的杂物脱落,造成三角挡作用减弱甚至失效,给列车运行安全带来较大的风险。2.1.2共同检查的方法装载定位过程中,为满足“使货物重心位于车辆纵横中心线”的装载要求,以往采用的做法是在车辆纵向中心拉扯一条中心线,装载定位辅助线的设置如图1所示,图1中A与装车车辆车头中心悬挂的吊锤B一起组成共同检查体系,以平车中心与车辆中心重合作为检查基准。这种传统的方法存在较多弊端:(1)设置中心线、吊锤作业环节耗时较长,拉长整体装载时间;(2)车辆行驶于平车地板过程中,吊锤随震动摆动剧烈,无法确保其与车地板中心线对应;(3)仅能作为装备前轮左右定位的辅助手段,无法确保其后轮左右偏移量;(4)作为装载定位辅助工具的吊锤,在装载定位完成后如不将其拆除,列车运行过程中由于外力作用存在脱落甩出的风险。2.2拉紧加固过程2.2.1拉牵和拉牵绳的数量轮式车辆最常采用的加固方式是柔性加固,使用镀锌铁丝、钢丝绳、链式紧固器、棘轮紧固器等作为加固器材,一端拉牵于轮式车辆上,一端拉牵于平车车侧丁字贴或支柱槽上。由于列车在运行过程中会受到来自各个方向上的力,需要货物在相对方向上的加固强度基本相同。为了达到以上要求,加固器材在相对方向上的拉牵位置、拉牵角度、拉牵绳的数量要基本保持一致,即左右对称、前后对称。在现场作业时,为缩短加固作业时间,同一装备一般由多个作业组同时作业。由于作业组之间的沟通不畅,经常出现拉牵不对称的问题,拉牵点不对称示意图如图2所示,拉牵绳一侧拉牵于平车车侧丁字铁上A点,另一侧拉牵于平板车支柱槽内D点,左右拉牵绳的拉牵角度不同,2根拉牵绳在列车运行过程中所要承受的外力大小也会不同,应力会集中到1根拉牵绳上,断裂风险较大。2.2.2柱槽内加固器材种类拉牵点的选择直接影响着拉牵角度、栓结难易程度及拉牵效率。有多个拉牵点选择的时候,如果选择支柱槽作为栓结点,由于支柱槽为闭环设计,必须靠加固器材本身缠绕在支柱槽上才能实现,不仅缩短了加固器材的有效长度,还带来较为繁重的防磨工作量。选择支柱槽作为拉牵点还需要避免绕穿错误,常见支柱槽拉牵绕穿错误位置如图3所示,图3中钢丝绳的绕穿方向通过支柱槽的远端(即B面)绕穿,列车运行过程中货物受力后,加固器材很容易松脱至A面,造成整根拉牵绳松散失去拉牵作用。2.3用于加固设备的设备配置2.3.1铁塑轮档和拉牵绳三角木(或三角挡、铁塑轮档)主要用于轮式车辆车轮掩挡,主要作用是限制轮式车辆的车轮滚动,一般结合拉牵绳共同使用,而且二者多成对出现,作用力方向相对,以确保单一车轮的稳定,轮挡与拉牵绳提供的作用力如图4a所示,拉牵绳对车轮有一个向左下的拉力,同时铁塑轮档支撑面对车轮有一个向右上的支撑力,两者方向相对、大小相当,确保车轮总体受力大致为0,并且2个力的方向均通过轮轴,对轮轴的整体扭矩也为0,确保其受扭矩稳定不会发生滚动,这种使用方法是正确的。实际作业中,由于捆绑加固人员对拉牵时的扭矩作用原理理解不足,时常会出现铁塑轮档与拉牵绳出现在轮胎的两侧,并且拉牵绳的拉牵高度过低的问题,如图4b所示。图4b中的拉牵方式存在2个问题:(1)铁塑轮档的作用力与拉牵绳的作用力方向同向,必须依靠车地板提供的反向摩擦力才能保持稳定;(2)由于装备上选择的拉牵点位置过低,拉牵绳拉力、三角轮档支撑力相对于轮轴的扭矩不能相互抵消,有顺时针旋转的整体扭矩存在。2个不利因素的存在,使得车辆在运行过程中出现捆绑加固安全系数降低,甚至断裂失效的安全风险。2.3.2多个拾遗钉平行钉固当多个扒钉在铁路货车上的钉固位置在1条直线上,并且与木地板的木材纹理重合时,由于扒钉间距较小,极易使得平车地板沿木纹炸裂、钉固失效,多个扒钉平行钉固示意图如图5所示。如果将2个扒钉平行钉固,并且全部钉入车地板木板缝中时,起不到应有的钉牢作用,存在运输途中松、脱的安全风险,扒钉钉固位置不当示意图如图6所示。2.3.3拉牵绳中小企业在绞棒的使用注意事项中规定,绞棍留用时必须予以固定,绞棍的使用和固定示意图如图7所示。实际加固作业中,为节省加固时间,绞棒固定时,不进行钉固,仅采取“绞棒一端抵住货件、车体”的简化作业方式,依靠拉牵绳的回弹应力别住绞棒。重车运行过程中,随着拉牵绳在重车运行过程中产生的微量伸缩,绞棒与货件、车体之间的间距随之发生变化,达到一定的量级时,绞棒会回弹甚至脱离拉牵加固器材,给列车运行带来极大的安全隐患。2.4车辆连接2.4.1风力作用下的风力机作用作为军用运输车重要附件的篷布、伪装网能够起到防风、伪装等重要作用,但在铁路装载运输过程中,它们在列车运行过程中会受到风力的作用。如果不对它们进行捆绑固定,篷布、伪装网很有可能被强风鼓起,存在卷挂接触网线路的风险。2.4.2加固材料的确定为军列途中整理所需,发站会为部队提供一定富余量的加固材料以备用。但是,很多备用加固材料被随意挂置在轮式车辆外部,这些备用加固器材在列车运行的颠簸过程中一旦掉落,将给军列或临线列车带来重大隐患。2.4.3运输车辆的运行安全发生严重事故,影响沿线铁路除了上述常见问题外,还有运油车接地线未接地,运油车、水车未放空,油桶、后视镜、外置通信天线等车辆附件松动或加固不牢,车门损坏无法锁闭,运输车内装载货物偏载外漏、顶破篷布等情况的发生,给军列的运行安全带来火灾隐患、倾覆隐患、杂物掉落砸坏铁路信号设备等隐患,甚至车门打开、天线弹起等改变列车超限等级的情况也有可能发生,对沿线铁路设施设备和部队装备本身都将带来重大伤害。以上情况都要在列车开出前及时发现整改,确保列车运行安全。3平车安装和改进方法3.1车辆纵向分步骤定位,尽量先定位前后,后定位轮平车地板不设置中心线,车辆不悬挂吊锤;引导定位人员蹲位引导,肉眼借助平车本身带有的中部木板压条与车辆轮胎间距调整车辆左右偏差。木板压条在铁路货车制造过程中有严格的质量控制,左右对称误差极小,采用其作为参照物具有可靠的依据。定位过程中,引导定位人员仅需掌握轮式车辆轮胎与压条间距左右相等,就能确保车辆整体重心位于车辆纵向中心线上。采用此方法定位时,尽量先定位后轮,后定位前轮,可以极大提高定位效率;原因在于轮式车辆后轮不带转向,难于调整左右位置,而前轮带有转向功能,较易于调整。改进的装载定位方法示意图如图8所示。相对于原来的定位辅助方法,改进后的方法具有以下优点。(1)无需在平车地板、轮式车辆上设置定位辅助装置,极大缩短装车前准备时间,提高装车效率,同时杜绝加装的定位辅助设施残留于车辆上给列车运行安全带来的隐患。(2)定位参照物(木板压条)固定于平车地板上,不存在位移可能,提高定位精度。(3)由于采用蹲位进行定位引导,可以同时兼顾前、后轮与木板压片间距,确保车辆前后定位效果。3.2明确拉牵位置(1)加强与部队人员沟通。针对拉牵不对称的问题,一是在装载协调会时,装车部队应进行重点布置,防止实际装载过程中反复出现、多次返工,严重影响装车效率;二是在实际装载时,协助部队进行车辆定位的过程中,应要求装备两侧的加固小组加强沟通,拉牵前共同确定拉牵位置,防止因对加固方案的理解不同造成不对称、返工。(2)尽量选择丁字铁作为拉牵点。由于丁字铁的表面光滑,不存在棱角,拉牵绳栓结后无需采取防磨措施,可以节省大量的作业时间。丁字铁为开口设计,无需拉牵绳整体绕穿,作业难度较低,效率较高。很多加固器材(尤其是可重复使用的制式加固器材)都是针对丁字铁拉牵设计制造,采取其他位置作为栓结点费时费力而且效果打折。(3)拉牵绳通过支柱槽的近端绕穿。由于拉牵位置和角度的选择,不得不选择支柱槽作为栓结点时,正确的绕穿方法应该是通过支柱槽的近端绕穿,避免拉牵绳途中紧度缓解、拉牵失效。3.3重车充车钉固的加固建议(1)三角木与拉牵绳成对出现于车轮同侧,并且需要根据轮式车辆的车轮直径选择不同高度的三角木,以确保支撑力的方向通过车轮轮轴;同时应合理选择拉牵绳的拉牵高度和角度,原则同样是拉牵绳的拉牵延伸方向通过车轮轮轴,以确保车轮受到的整体扭矩为0。如图4a所示。(2)在平车纵向位置上错开木纹钉固,横向成八字钉固。钉固位置尽量远离车地板木板缝,尽量做到“钉固扒锔钉时,应避免钉在木质加固材料同一横纹上,同时避开车地板的缝隙或木板裂纹;扒锔钉应钉固成八字形,以增强其稳定性”的要求。扒锔钉钉固的正确位置如图9所示。(3)正确使用绞棒来固定。使用钢钉将绞棒钉固在车地板上,或者捆绑于钉固在车地板上的钢钉上。绞棍的使用和固定实例如图10所示。(4)拉牵绳要松紧适宜。加固方式采用柔性加固时,所用的加固器材在抗拉方面必须具备良好的性能,但是任何材料都具有一定强度,所受拉力超过其最大承受极限(破断拉力)时,拉牵绳就可能被拉断。装载加固方案设计的时候,选择的加固器材的破断拉力一般要达到重车运行过程中拉牵绳所需承受的最大力值的2倍,理论计算时加了1倍的安全系数。但是,这种理想状态必须要求加固拉牵绳的内部初始应力为0才能确保其最大安全性。事实上,拉牵绳并不是拉的越紧越好,而是只要让拉牵绳绷直不下垂,其预应力残留越少越好,才能达到最好的安全效果。(5)正确使用双帽钉。为节省木材资源,现在的轮式车辆装载多数采用铁塑三角挡进行加固,与之配套使用的是Ф6mm×110mm双帽专用圆钢钉(俗称双帽钉)。双帽钉的设计是为提高卸车效率,装载钉固的时候只需要低帽钉至压实钉固目标即可;卸车时,起钉器卡在低帽与高帽之间,方便操作。但是在实际操作中,把高帽钉至压实钉固目标的现象时有发生,存在较为严重的安全隐患。如果钉的过深,低帽破坏了钉固目标(即铁塑三角挡),有可能造成铁塑三角挡的碎裂,降低了整体加固强度甚至使加固失效,也会给卸车作业时拆卸三角挡造成困难,卸车时只有破坏三角挡才能拆卸,使可以循环使用的铁塑三角挡被破坏后造成浪费。3.4车后族顶天气对比不确定的车前车坡下湿风的影响运输车篷布、伪装网尤其是后篷布必须进行捆绑或遮挡,防止篷布鼓风或鼓风后飘起。除此以外,还可以将运输车后篷布整体