西南交通大學(xué)鐵路貨物運輸裝載加固課程設(shè)計說明書

1、鐵路貨物運輸裝載加固方案設(shè)計姓 名： 學(xué) 號： 專 業(yè)： 交通運輸 年 級： 201級 學(xué) 院： 交通運輸與物流學(xué)院 指導(dǎo)教師： 2018 年 7月目錄鐵路貨物運輸裝載加固方案設(shè)計任務(wù)書1一、貨物運輸組織裝載加固方案課程設(shè)計任務(wù)書1二、設(shè)計要求1三、裝載加固材料規(guī)格3鐵路貨物運輸裝載加固方案設(shè)計說明書71貨物的特點及運輸要求71.1貨物特點71.2貨物的運輸要求72 確定裝車類型83 確定裝載方案83.1可能的裝載方案83.2裝載方案超限檢測93.3裝載方案集重檢測183.4選擇的裝載方案194.計算作用于貨物上的力及需要加固裝置承受的力194.1縱向慣性力194.2橫向慣性力194.3垂直慣

2、性力194.4風(fēng)力204.5摩擦力205貨物穩(wěn)定性計算205.1貨物傾覆的穩(wěn)定系數(shù)205.2貨物水平移動的穩(wěn)定性216 確定加固強度217貨物裝載加固方案的示意圖228自我評價22鐵路貨物運輸裝載加固方案設(shè)計任務(wù)書2018貨物運輸組織裝載加固方案課程設(shè)計任務(wù)書一、貨物運輸組織裝載加固方案課程設(shè)計任務(wù)書1 貨物規(guī)格：鋼制圓柱體貨物一件，如下圖所示，長度單位均為mm。重35t，請依據(jù)鐵路貨物裝載加固規(guī)則，選擇經(jīng)濟(jì)合理的裝載加固方案。車輛參數(shù)見鐵路貨物裝載加固規(guī)則附件，限界尺寸參見鐵路超限超重貨物運輸規(guī)則。2400mm6000mm7200mm+3250mmQ=35t3350mm2 準(zhǔn)用貨車可用任何一

3、種普通平車裝運（常見貨車參閱鐵路貨物裝載加固規(guī)則中的附錄部分，56-60）3 加固材料與加固方法參見鐵路貨物裝載加固規(guī)則、鐵路貨物常用裝載加固材料與裝置、鐵路貨物裝載加固定型方案。二、設(shè)計要求1 分析貨物的特點及運輸要求充分了解掌握制定方案時依據(jù)的有關(guān)貨物的所有技術(shù)數(shù)據(jù)，如重量、結(jié)構(gòu)特點、外形尺寸、重心位置、支重面尺寸、加固作用點位置等等。2 確定裝車類型選擇合適的車輛，確定貨物在車輛上的合理位置。3 確定裝載方案確定貨物重心在車輛橫向和縱向上的位置，并進(jìn)行超限和集重檢查，計算重車重心高度。確定裝載位置時，要滿足裝載方案原則，對可能的裝載方案進(jìn)行比較，應(yīng)盡可能降低貨物超限等級和重車重心高度，并

4、注意避免集重裝載。4 計算作用于貨物上的力及需要加固裝置承受的力根據(jù)新的加規(guī)，（1）剛性加固的單位縱向慣性力：Q總重車總重，t。當(dāng)Q總 130t時，按130t計算Q 貨物重量，t。（2）柔性加固的單位縱向慣性力： Q總重車總重，t，跨裝運輸時，按跨裝車組總重計算。當(dāng)130t150t時，t05.88 kN/t。Q 貨物重量，t。（3）橫向慣性力式中，n0每噸貨物的橫向慣性力，kN/t。貨物重心偏離車輛橫中心線的距離。車輛銷距。Q 貨物重量，t。（4）垂直慣性力用普通貨車裝載時：用長大貨物車裝載時：貨物重心偏離車輛橫中心線的距離。車輛銷距。Q 貨物重量，t。（5）風(fēng)力 式中： F貨物在車輛側(cè)向迎風(fēng)

5、面投影面積； q計算風(fēng)壓。受風(fēng)面為平面時， q=0.49kN/m2受風(fēng)面為圓柱體或球體的側(cè)面時， q=0.245kN/m2（6）摩擦力縱向摩擦力： 橫向摩擦力：貨物與車地板間滑動摩擦系數(shù)。Q 貨物重量，t。5 進(jìn)行穩(wěn)定性計算6 確定加固強度確定加固材料或裝置的需要數(shù)量及其規(guī)格或承受載荷的能力7 畫出貨物裝載加固方案的示意圖，并標(biāo)注說明三、裝載加固材料規(guī)格表1 各類貨物加固材料適用范圍貨物種類防止貨物不穩(wěn)定狀態(tài)可使用的加固材料有平支承平面的貨物縱向或橫向傾覆拉牽鐵線、絞棍、鋼絲繩、緊固器、拉桿縱向或橫向位移擋木，拉牽鐵線，絞棍、鋼絲繩、緊固器、釘子或扒鋦釘圓柱形貨物縱向或橫向滾動凹形墊木、掩木、

6、三角擋、釘子或扒鋦釘順裝時縱向位移拉牽鐵線、鋼絲繩、橫腰箍、絞棍、緊固器橫裝時橫向位移拉牽鐵線、鋼絲繩、絞棍、緊固器、擋木、釘子或扒鋦釘帶輪貨物縱向或橫向滾動三角檔、掩木、拉牽鐵線、鋼絲繩、絞棍、緊固器、釘子或扒鋦釘、輪擋縱向或橫向位移擋木、拉牽鐵線、鋼絲繩、絞棍、緊固器、釘子或扒鋦釘輕浮貨物倒塌支柱(側(cè)、端)、鐵線、繩子、繩網(wǎng)、u形釘 1常用加固材料的規(guī)格 （1）鍍鋅鐵線1）鍍鋅鐵線的質(zhì)量應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T343一般用途低碳鋼絲的要求。2）鍍鋅鐵線的破斷拉力應(yīng)以產(chǎn)品標(biāo)簽上的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，需用拉力取其破斷拉力的1/2。常用鍍鋅鐵線的破斷拉力和需用拉力見面表2。表2 常用鍍鋅鐵線的破斷拉力和許用

7、拉力線 號6789101112直 徑（mm）5.04.54.03.53.22.92.6破斷拉力（kN）6.75.44.33.292.752.261.82許用拉力（kN）3.352.72.151.641.371.130.91（2） 盤條1）盤條的質(zhì)量應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T701低碳鋼熱軋圓盤條的要求。2）常用盤條公稱直徑為：5.5mm、6.0mm、6.5mm。3）盤條的破斷拉力應(yīng)以產(chǎn)品標(biāo)簽上的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，許用拉力取其破斷拉力的1/2。常用盤條的破斷拉力和許用拉力表間表3。表3 常用盤條的破斷拉力和許用拉力直徑（mm）5.566.5破斷拉力（kN）7.969.4711.12許用拉力（kN）3.984

8、.735.56（3）鋼絲繩1）鋼絲繩和鋼絲繩夾的質(zhì)量應(yīng)分別符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T20118一般用途鋼絲繩和GB/T5976鋼絲繩夾的要求。2）實際使用時，鋼絲繩的破斷拉力應(yīng)以產(chǎn)品標(biāo)簽上的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，許用拉力去其破斷拉力的1/2。3）鋼絲繩的型號規(guī)格較多，為便于現(xiàn)場掌握和操作，本規(guī)則以上述標(biāo)準(zhǔn)中公稱抗拉強度1670N/mm2的619（b）（1+6+12）型鋼絲繩為例，列出常用鋼絲繩直徑及其相應(yīng)的最小破斷拉力和許用拉力，具體見表4。表4 公稱抗拉強度1670N/mm2規(guī)格619（b）鋼絲繩的最小破斷拉力和許用拉力鋼絲繩直徑（mm）677.7899.310111212.513最小破斷拉力（kN）18.5

9、25.131.732.841.645.651.36273.881.0486.6許用拉力（kN）9.2512.5515.8516.420.822.825.653136.940.5243.3鋼絲繩直徑（mm）1415.516171818.52022242628最小破斷拉力（kN）100126.6131153.27166182.37205248295346402許用拉力（kN）5063.365.576.638391.18102.5124147.5173201（4）鐵路貨物常用摩擦系數(shù)表表5 鐵路貨物常用摩擦系數(shù)表物體名稱磨擦系數(shù)木與木0.45木與鋼板0.40木與鑄鐵0.60鋼板與鋼板0.30履帶走行

10、機械與車輛木地板0.70橡膠輪胎與車輛木地板0.63橡膠墊與木0.60橡膠墊與鋼板0.50稻草繩把與鋼板0.50稻草繩把與鑄鋼0.55稻草墊與鋼板0.44草支墊與鋼板0.42鐵路貨物運輸裝載加固方案設(shè)計說明書1貨物的特點及運輸要求1.1貨物特點待運貨物為一鋼制均重等斷面圓柱體貨物。此貨物總長15.6米，高3.35米，重心位于圓心平面，重心距離最左端7.2米，重35噸。，本設(shè)計采用鞍座支承該圓柱體貨物。支重面尺寸：鞍座凹口底部高度為40mm，凹口深度為260mm，貨物與鞍座之間可墊有5mm厚的橡膠墊。采用腰箍加固，已知腰箍兩端拉直部分與縱向垂直平面之間夾角4.272400mm6000mm7200

11、mm+3250mmQ=35t3350mm圖1-1-1 待加固貨物示意圖其中，左側(cè)圓柱體的直徑為3250mm，長為13200mm；右側(cè)圓柱體的直徑為3350mm，長為2400mm。1.2貨物的運輸要求本次裝載加固方案，可以選用任何一種普通平車進(jìn)行裝運作業(yè)。對于圓柱形貨物，為了防止集重，應(yīng)進(jìn)行墊高。另外，為了防止在運輸過程中貨物產(chǎn)生的縱向或橫向滾動與位移、貨物的上下跳動，應(yīng)配套使用拉牽材料，以確保貨物的穩(wěn)定。另外,由于貨物過長，可以采用兩端突出，加掛游車，或者使用貨物轉(zhuǎn)向架，采用兩車負(fù)重的模式，進(jìn)行貨物的裝載加固。由于貨物本身長度較大，應(yīng)注意游車的選用及區(qū)間速度和過岔速度的限制。2 確定裝車類型本

12、次設(shè)計要求使用任何一種普通平車，因此選用N17ak型木地板平車，其基本參數(shù)如下表所示：表2-1-1 N17Ak型（H512）木底板平車部分基本參數(shù)表自重（t）20.8載重（t）60面積（m2）38.7空車重心高（mm）723固定軸距（mm）1750底板距軌面高（mm）1211轉(zhuǎn)向架中心距（mm）9000車底架長寬（mm）130002980鉤舌內(nèi)側(cè)距離（mm）139383 確定裝載方案確定貨物重心在車輛橫向和縱向上的位置，并進(jìn)行超限和集重檢查，計算重車重心高度。確定裝載位置時，要滿足裝載方案原則，對可能的裝載方案進(jìn)行比較，應(yīng)盡可能降低貨物超限等級和重車重心高度，并注意避免集重裝載。3.1可能的裝

13、載方案方案1：使用N17ak型平車一輛，一車負(fù)重，右端突出裝載，右端加掛游車一輛，貨物左端與車端對齊，貨物重心與重車橫中心線相差700mm，裝載方案如圖：方案2：使用N17ak型平車一輛，一車負(fù)重，兩端突出裝載，加掛游車兩輛，貨物重心落在負(fù)重車橫中心線上，裝載方案如圖：方案3：使用N17ak型平車一輛，一車負(fù)重，左端突出裝載，左端加掛游車一輛，貨物右端與車端對齊，貨物重心與重車橫中心線相差1900mm，裝載方案如圖： 方案4：使用N17ak型平車一輛，一車負(fù)重，一端突出裝載（根據(jù)加規(guī)中的規(guī)定，此貨物半寬大于車輛半寬，因此貨物突出端的長度不得超過200mm，因此小頭一端突出200mm不需加掛游車

14、），加掛游車一輛，貨物重心與重車橫中心線相差500mm，裝載方案如圖： 3.2裝載方案超限檢測對于方案1：（1）橫向偏移量的計算：由于待運貨物為均質(zhì)圓柱體，且最大寬度為3350mm，大于車輛寬度2980mm，于是，可以保證待運貨物的重心剛好在車輛縱向中心線所在平面。因此，橫向偏移量為零。（2）縱向偏移量的計算：由于，車輛的載重量為60t，貨物重35t，則：于是，縱向容許偏移量為：貨物重心與重車橫中心線相差700mm，此方案可行；確定墊高高度橫墊木的合理高度H墊可按下式計算： （mm）式中 a貨物突出端至負(fù)重車最近輪軸軸心所在垂直平面的距離，mm；h車差游車地板高度與負(fù)重車地板高度差，游車地板比

15、負(fù)重車地板高時，取正值，反之取負(fù)值，mm；f貨物突出端的撓度，mm。注：若貨物突出車端部分底部低于其支重面時，墊木高度還應(yīng)加該突出部分低于貨物支重面的尺寸；如果貨物突出車端部分底部高于貨物支重面時，墊木高度應(yīng)減去貨物突出車端部分高于貨物支重面的尺寸。當(dāng)貨車運行上下竄動及連掛車組通過變坡點時，為保證貨物底部同游車地板不相接觸，應(yīng)加橫墊木或支座，高度為：（1） 對于大頭端，突出長度為1600mm，則：因此，方案由于鞍座與橡膠墊的厚度和為45mm，因此需要另外將貨物墊高195.475+50-45=200.475mm,因此選用高210mm，長2700mm，寬1500mm的橫墊木將貨物墊高。確定重車重心

16、高由于重心高度在20002400之間，需限速運行。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，運行限速為50km/h，通過側(cè)向道岔限速15km/h。貨物超限等級確定（1）確定檢定端面與計算點若本貨物采用一車負(fù)重、一端突出、加掛一輛游車的裝載加固方案，且貨物為非等斷面體，且貨物較長，滿足：大頭一端：小頭一端：根據(jù)計算結(jié)果可知，計算點應(yīng)分別為貨物兩端斷面上的上頂點與最大側(cè)寬處的點，共計4個點。 小頭端計算點示意圖 大頭端計算點示意圖A計算點：中心高度為4716mm，側(cè)寬為0mm；B計算點：側(cè)高3091mm，側(cè)寬為1625mm；C計算點：中心高度為4816mm，側(cè)寬為0mm；D計算點：側(cè)高3091mm，側(cè)寬為1675mm。A點：

17、 B點： C點： D點： 自軌面起算的高度(mm)限界距線路中心線所在垂直平面的距離(mm)機車車輛限界一級超限限界二級超限限界建筑限界*309017001900 19402413根據(jù)計算可知D點一級超限。對于方案2：（1）橫向偏移量的計算：由于待運貨物為均質(zhì)圓柱體，且最大寬度為3350mm，大于車輛寬度2980mm，于是，可以保證待運貨物的重心剛好在車輛縱向中心線所在平面。因此，橫向偏移量為零。（2）縱向偏移量的計算：由于，車輛的載重量為60t，貨物重35t，則：于是，縱向容許偏移量為：貨物重心與重車橫中心線重合，此方案不可行；對于方案4：（1）橫向偏移量的計算：由于待運貨物為均質(zhì)圓柱體，且

18、最大寬度為3350mm，大于車輛寬度2980mm，于是，可以保證待運貨物的重心剛好在車輛縱向中心線所在平面。因此，橫向偏移量為零。（2）縱向偏移量的計算：由于，車輛的載重量為60t，貨物重35t，則：于是，縱向容許偏移量為：貨物重心與重車橫中心線相差700mm， 130t時，按130t計算；貨物重量，單位：t。4.2橫向慣性力貨物重心偏離車輛橫中心線的距離：每噸貨物的橫向慣性力：橫向慣性力：式中：車輛銷距；4.3垂直慣性力本貨物用普通貨車裝載。每噸貨物的垂直慣性力：垂直慣性力：4.4風(fēng)力因貨物受風(fēng)面為圓柱體側(cè)面，貨物在車輛側(cè)向迎風(fēng)面投影面積：式中：計算風(fēng)壓。4.5摩擦力因貨物為鋼制，并與鞍座上

19、的橡膠墊相接觸，比較鋼制貨物與橡膠墊間、橡膠墊與鋼制鞍座、鞍座與橫墊木，一級橫墊木與木質(zhì)車地板間的摩擦系數(shù)，取較小者為。則縱向摩擦力： 橫向摩擦力：5貨物穩(wěn)定性計算在貨物運輸?shù)倪^程中作用于貨物上的縱向慣性力、橫向力和風(fēng)力，可能使貨物產(chǎn)生縱、橫方向的傾覆、滾動或移動，而貨物的重力及其與車地板間的摩擦力，屬于穩(wěn)定因素，可阻止貨物產(chǎn)生縱、橫方向的傾覆、滾動和移動。重力和摩擦力能否保證貨物穩(wěn)定，需通過以下計算。5.1貨物傾覆的穩(wěn)定系數(shù)根據(jù)計算貨物的縱向傾覆系數(shù)為2.40，高于1.25因此不可能產(chǎn)生縱向傾覆。因貨物為圓柱體，不可能在橫向產(chǎn)生傾覆，但要防止其橫向發(fā)生滾動。因鞍座凹口深度較大，故不需掩木。貨物重心所在橫向垂直平面至凹口與貨物接觸點之間的距離為：其中=0.08D=3250*0.08=260mm 橫向滾動的穩(wěn)定系數(shù)：所以，貨物在橫向滿足滾動的穩(wěn)定性。5.2貨物水平移動的穩(wěn)定性當(dāng)縱向慣性力大于縱向摩擦力時，貨物會產(chǎn)生縱向水平移動；橫向力和風(fēng)力之和大于橫向摩擦力時，貨物會產(chǎn)生橫向水平移動，因而必須進(jìn)行加固。加固材料所承受的力為：在縱方向上：在橫方向上：由上述兩式可知：、均大于零，故在運輸過程中，貨物有產(chǎn)生縱向和橫向移動的可能性，因此必須對其加固。6 確定