铁路特殊货物运输课件：制定铁路阔大货物加固方案

制定铁路阔大货物加固方案【温故知新】1.货物装载方案分类？2.常用加固材料有哪些？3.举例说明常用加固材料的用途。4.加固装置的作用。主要内容重点1.货物加固方案的制定程序；2.货物稳定性判定。难点正确运用公式检验货物稳定性。33事故案例（1）事故案例（2）两个案例中事故，都是因为什么原因引起的呢？加固不良【任务引入】【任务4-3】铁路运输阔大货物，按装载方案装车后，为保证运输过程中货物和运输安全，是否都需要对货物加固呢？比如下面一种货物，确定是否需要加固。使用N17AK装载一件货物，重20t，规格11000mm×2500mm×2000mm箱型均重货物，木箱包装，均衡对称装载。试确定该货物加固方案。【任务（知识）储备】01制定货物加固方案的程序02制定加固方案03制定箱型货物制定货物加固方案任务04制定圆柱型货物制定货物加固方案任务一、制定货物加固方案的程序装载后的货物符合技术规定，一般还需采取适当的加固措施，才能保证货物在正常的运输过程中能够承受各种力的作用和调车作业的冲撞，不发生移动、倾覆、滚动、倒塌和坠落等现象。制定加固方案的程序：拟定好计划加固方案（柔性加固、刚性加固），步骤一：计算运行中作用在货物上的力值；步骤二：检验货物的稳定性；步骤三：确定计划加固方法和加固材料，计算加固材料应该承受的力值；步骤四：确定加固材料和装置的型号、规格和数量。前期思考的问题：选择适用的加固方法柔性加固：使用抗拉刚度较小的加固材料（钢丝绳、镀锌铁线、腰箍、盘条等），对货物进行拉牵加固或下压式捆绑加固。刚性加固：系指使用铁地板货车，将货物直接焊于车地板上，或者在四周加焊钢挡的加固。采用刚性加固时，货物和车体具有几乎相同的纵向加速度。一、制定货物加固方案的程序木地板货车可以采取钢性加固吗？不能二、制定加固方案（一）运行中作用于货物上的力力的产生：（1）运行中车辆和货物会有各种运动状态，包括等速、等加速运动的稳态运动；列车起动、加速、制动，牵引力骤变、调车时的冲撞等的非稳态运动。（2）运行中车辆的各种振动形态，包括沉浮振动、点头振动、侧滚振动、侧摆振动和摇头振动。（3）风力（4）货物和车体之间的相对运用，摩擦力。（一）运行中作用于货物上的力1.纵向惯性力纵向惯性力主要是因为车辆运动状态发生变化而引起的。比如，起动、紧急制动、变速运行、调车时运行车辆碰撞到静止的车辆等等，该力的作用点在货物的重心处。在直线区段，该力的作用方向与线路中心线平行；在曲线区段，该力的作用方向为曲线的切线方向。纵向惯性力可用下式计算：T＝t0Q（kN）式中t0——每吨货物的纵向惯性力，kN/t；Q——货物重量，t。二、制定加固方案（一）运行中作用于货物上的力1.纵向惯性力t0取值采用钢性加固：其中Q总——重车总重；当Q总＞130t时，按130t计算。采用柔性加固：（kN/t）其中Q总——重车总重；跨装运输时，按跨装车组总重计算。当130t＜Q总≤150t时，t0＝6.78kN/t;当Q总＞150t时，t0＝5.88kN/t。二、制定加固方案（一）运行中作用于货物上的力2.横向惯性力列车在运行时，车辆会产生侧摆振动、侧滚振动、摇头振动，从而使车上的货物产生横向惯性力。二、制定加固方案（一）运行中作用于货物上的力3.垂直惯性力由于列车在运行时，车辆出现点头振动，沉浮振动和侧滚振动，于是车上的货物则产生一个垂直惯性力。该力呈向上、向下交替产生。二、制定加固方案（一）运行中作用于货物上的力3.垂直惯性力q垂取值

式中a——货物重心偏离车辆横中心线的距离，mm，跨装时为货物转向架中心销偏离车辆横中心线的距离；l——负重车转向架中心距，mm。二、制定加固方案（一）运行中作用于货物上的力4.风力横向与纵向风力，哪个方向的风力、在何种情况下对装载货物稳定性的影响大？——横向风力的作用点——在货物横向受风面的几何中心处。W＝qF（kN）式中：q——侧向计算风压，受风面为平面时q＝0.49kN/m2，受风面为圆球体或圆柱体侧面时q＝0.245kN/m2；F——货物迎风面的投影面积，m2。二、制定加固方案什么是货物迎风面的几何中心？

货物迎风面如果是长方形，就是对角线交点；如果是三角形，就是三条中线的交点。注意：货物迎风面的几何中心和重心高度不一定是相同的！后面详细讲。二、制定加固方案（一）运行中作用于货物上的力5.摩擦力货物与车底板间的摩擦力起阻止货物移动的作用，是一个稳定的因素。纵向摩擦力F纵摩=9.8μQ（KN）横向摩擦力F横摩=μ（9.8Q-Q垂）（KN）式中：μ——摩擦系数，可按右表取值，当货物与车地板间加有垫木（衬垫）时，应取相互之间的较小值；Q——货物重量，t；Q垂——货物的垂直惯性力，kN。二、制定加固方案【小结】1.作用于货物上的力有哪些？哪些是破坏性的力？哪些是稳定性的力？2.一件钢板材质的货物，用一辆木地板平车装载，货物与车地板间使用横垫木。计算摩擦力时，摩擦系数应按多少计算？（一）运行中作用于货物上的力【案例1】钢（板）制箱型均重货物一件，重40t，长8000mm，宽2200mm，高1500mm，使用N17AK型平车一辆均衡装载，请制定加固方案。分析：（1）均衡装载，选择柔性加固。（2）步骤一，计算作用于货物上的各种力的数值。计算公式中，车辆自重19.7t，重车总重Q总=59.7t，车辆销距l=9000mm，a=0mm，风力计算中，

q＝0.49kN/m2，F=8*1.5=12m2，u为钢板与木，0.4.800022001500二、制定加固方案（一）运行中作用于货物上的力【案例1】解：二、制定加固方案（一）运行中作用于货物上的力【案例2】圆柱形钢制货物一件，重80t，长7000mm，直径为3000mm，使用一辆D10型均衡装载，货物下垫凹形垫木，拟用腰箍加固，计算作用于货物上的力值。二、制定加固方案（一）运行中作用于货物上的力【案例2】解：二、制定加固方案（二）检验货物稳定性货物不稳定状况：倾覆、滚动、水平移动。（平底货物、曲面货物）稳定系数：衡量货物免于倾覆(滚动)的条件是稳定系数。稳定系数=货物重力所形成的稳定力矩/外力所形成的倾覆(滚动)力矩。通常要求稳定系数不低于1.25，此时货物才不会发生倾覆(滚动)。二、制定加固方案（二）检验货物稳定性货物在运送过程中，作用于货物上的纵向惯性力、横向惯性力、垂直惯性力和风力，是使货物产生纵、横方向倾覆、滚动或水平移动的力。二、制定加固方案（二）检验货物稳定性1.货物免于倾覆的条件：不采取加固措施时，货物免于倾覆的条件是

二、制定加固方案区分：h和h风h和h风有什么不同呢？h:重心自倾覆点所在平面起算的高度。h风：风力作用点自倾覆点所在平面起算的高度。两者不一定相等风力作用点是迎风面的几何中心，如果货物是均质规则形状货物，则货物重心和风力作用点高度相同。否则，就要注意给出的货物相关信息。【温故知新】1.制定铁路阔大货物加固方案的程序？2.货物受那些力作用？3.货物稳定性判定方法？主要内容重点1.钢丝绳、铁线进行对称拉牵加固时加固强度的计算公式的运用；2.腰箍加固时加固强度的计算公式的运用；难点结合装车，正确运用公式确定加固材料型号和数量。2929（二）检验货物稳定性圆柱形货物、球形货物以及带轮货物等，装车后如不进行加固，在运送过程中受到各种力的作用就特别容易发生滚动。所以，必须使用掩木、三角挡或其他加固材料进行加固。二、制定加固方案（二）检验货物稳定性2.货物免于滚动的条件：采取掩木、三角档加固措施后，货物免于滚动的条件是

二、制定加固方案（二）检验货物稳定性3.货物免于水平移动的条件：如果货物的纵向惯性力大于纵向摩擦力,或横向惯性力与风力之和的1.25倍大于横向摩擦力，则应采取加固措施防止货物移动。不会发生移动按照下式判断：纵向△T＝T－F≤0（kN）横向△N＝1.25(N＋W)－F≤0（kN）纵摩横摩二、制定加固方案（二）检验货物稳定性从上述倾覆、滚动、水平移动三个方面对货物的稳定性进行检查，如其结果表明不能满足稳定性条件，则应进行必要的加固，以保证货物的运行安全。二、制定加固方案（二）检验货物稳定性【案例3】钢（板）制箱型均重货物一件，重40t，长8000mm，宽2200mm，高1500mm，使用N17AK型平车一辆均衡装载，请制定加固方案。解决方案——按照前面练习结果（1）纵向惯性力T=600.916（KN）横向惯性力N=112.800（KN）垂直惯性力Q垂=141.600（KN）风力W=5.880（KN）纵向摩擦力F纵摩=156.800（KN）横向摩擦力F横摩=100.160（KN）

二、制定加固方案（三）选择加固材料和加固方法货物装载以后，若检验出货物有发生倾覆、水平移动或滚动可能，则必须对其进行加固，以保证货物在运输过程中的稳定性，安全性。常用加固方法，柔性加固主要有拉牵加固、腰箍下压式捆绑加固、掩挡加固、阻挡加固等；刚性加固主要有焊接（阻挡）加固。二、制定加固方案（四）确定加固材料和装置的型号、规格和数量1.拉牵加固，对称拉牵加固（主要学习内容）和非对称拉牵加固采用铁线、盘条或钢丝绳拉牵加固。

∆TnAC△NnBC1.25(Nh+Wh风)-9.8Qbn（l横+BC）BO1.25Th-9.8Qan（l纵+AC）BO二、制定加固方案公式是由勾股定理和力的分解推导出来的。（四）确定加固材料和装置的型号、规格和数量1.拉牵加固，对称拉牵加固要求使用拉牵加固后加固材料能够同时防止货物纵、横方向的移动和倾覆。因此每根拉牵绳应承受的拉力S：选用钢丝绳拉牵时，钢丝绳的破断拉力不得小于2S。选用镀锌铁线或盘条拉牵时，每根拉牵绳需要股数为：

式中P许——一股镀锌线或盘条的许用拉力，KN。二、制定加固方案（四）确定加固材料和装置的型号、规格和数量1.拉牵加固，对称拉牵加固使用镀锌铁线、钢丝绳加固货物的注意事项:尽量考虑对称拉牵。弹性变形较大，抗拉能力较小的镀锌铁线，不宜作为重量较大货物捆绑加固用，一般当计算所需的单道拉牵镀锌铁线在14股以上时，应改用钢丝绳加固。拉牵绳与车底板的夹角一般应接近45°。若捆绑加固主要用于防止货物水平移动时，拉牵绳与车底板的夹角可小于45°；若主要用于防止货物倾覆，拉牵绳与车底板的夹角应适当大于45°。二、制定加固方案思考原因？（四）确定加固材料和装置的型号、规格和数量1.拉牵加固，对称拉牵加固使用镀锌铁线、钢丝绳加固货物的注意事项:二、制定加固方案多股镀锌铁线拉牵加固时，需用绞棍绞紧，绞棍应置于拉牵铁线的中部，绞紧适度，不得过紧过松。绞棍留用时须固定；不留用时须采取措施防止铁线回松。使用钢丝绳捆绑加固货物时，所用紧固装置的强度和规格需与之匹配。多股小直径钢丝绳捆绑加固货物时，两端绳头用钢丝绳夹头正反扣紧固定后，应用铁质绞棍绞紧，在此种情况下，绞棍必须留用并予以固定。（四）确定加固材料和装置的型号、规格和数量2.腰箍加固横腰箍主要是用于加固圆柱形货物或带轮子的货物。特别是用于防止顺向卧装的圆柱形货物发生滚动，也可用来加固箱形货物。（1）顺装圆柱形货物，用n道腰箍加固时，用n道腰箍加固时每道腰箍应承受的力为：二、制定加固方案（四）确定加固材料和装置的型号、规格和数量2.腰箍加固防止货物纵向或横向移动防止横向滚动二、制定加固方案P滚＝（kN）

P移＝（kN）

（四）确定加固材料和装置的型号、规格和数量2.腰箍加固加固材料的规格和数量二、制定加固方案

选用钢丝绳，与直径有关；选用扁钢带，则与厚度和宽度有关（一般确定厚度之后，在计算宽度）。（四）确定加固材料和装置的型号、规格和数量2.腰箍加固（2）箱形货物用n道腰箍加固时，每道需要承受的力防止纵向或横向移动时：防止纵向倾覆时：防止横向倾覆时：式中

a、b——货物重力的稳定力臂，mm；l1、l2、…、ln——每道腰箍所在横向垂直平面至货物纵向倾覆点之间的距离，mm；B——货物的宽度，mm。二、制定加固方案（四）确定加固材料和装置的型号、规格和数量2.腰箍加固（2）箱形货物用n道腰箍加固时

既防止移动又防止倾覆，每道腰箍应承受的力：一般采用钢丝绳作腰箍，钢丝绳的破断拉力不得小于2P。二、制定加固方案（四）确定加固材料和装置的型号、规格和数量3、采用焊接加固时，焊缝的需要长度使用铁地板长大货物车装载，在货物两端或两侧焊接钢挡时，同一方向钢挡的焊缝长度l可按下式计算防止纵向移动时：l纵＝（cm）防止横向移动时：l横＝（cm）10ΔT0.7K[τ]10ΔN0.7K[τ]式中K——焊缝高度，cm；[τ]——焊缝的许用剪切应力，MPa二、制定加固方案【案例1】钢（板）制箱型均重货物一件，重40t，长8000mm，宽2200mm，高1500mm，使用N17AK型平车一辆均衡装载，请制定加固方案。解决方案——按照前面练习结果，该件货物会发生纵向、横向水平移动

∆TnAC△NnBC案例二、制定加固方案【温故知新】1.制定加固方案的程序？2.箱