趙 勇，張中平

（呼和浩特鐵路局 貨運(yùn)處，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010057）

一直以來，我國的鋼軌定尺長度主要為 12.5 m，隨著我國客運(yùn)專線和高速鐵路建設(shè)的逐步推進(jìn)，鋼鐵公司于 2005 年開始同時(shí)軋制 100 m 和 25 m 鋼軌。100 m 鋼軌在焊軌廠焊接成 500 m 鋼軌后用于新線建設(shè)， 25 m鋼軌主要用于我國鐵路既有線的改造和維修。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 25 m 鋼軌 2008 年運(yùn)量為 171.33萬 t，2009 年運(yùn)量為 191.21萬 t。在今后一段時(shí)期內(nèi)，25 m 鋼軌將與 100 m、500 m 鋼軌并存，在鐵路貨物運(yùn)輸中占有非常重要的地位。

125 m鋼軌運(yùn)輸現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)外 25 m 鋼軌運(yùn)輸方式主要有 2 種：專用車運(yùn)輸和普通平車運(yùn)輸。歐洲國家、俄羅斯、日本等主要采用專用車運(yùn)輸，我國主要采用普通平車跨裝運(yùn)輸。

歐洲國家以奧地利的鋼軌運(yùn)輸方案最具代表性。奧地利 25 m 鋼軌運(yùn)輸采用 22.4 m 平車裝載，每車可裝載4層共 40 根鋼軌。底層鋼軌放置在 4 根支撐墊木上，鋼軌用隔木分層，每層鋼軌用鋼帶捆扎。4層鋼軌裝載完畢后，再用鋼帶整體捆扎和整體下壓捆綁，如圖1所示。由于鋼軌長度大于車體長度，為保證運(yùn)行安全，在運(yùn)軌車兩端各增加1輛游車保護(hù)。

圖1 奧地利 25 m鋼軌運(yùn)輸列車

俄羅斯主要采用8軸專用平車運(yùn)輸 25 m 鋼軌，該專用車于 1997 年由布良斯克機(jī)器制造廠試制，裝載鋼軌層數(shù)與軌型有關(guān)，每一層均允許鋼軌正反扣或正擺式排列。日本主要采用 Kiya97 系鋼軌搬運(yùn)車運(yùn)輸 25 m 鋼軌，可裝載 46 根 50 kg/m 鋼軌，或 38 根60 kg/m 鋼軌。

目前，我國 25 m鋼軌采用2輛普通平車跨裝方式運(yùn)輸，使用工具主要是六支點(diǎn)專用轉(zhuǎn)向架。六支點(diǎn)轉(zhuǎn)向架既能支承鋼軌，還能使車輛順利通過曲線和道岔，鋼軌本身不產(chǎn)生彎曲變形。鋼軌在轉(zhuǎn)向架上分層裝載，每層鋼軌正反扣擺放以增加鋼軌運(yùn)量，層與層之間采用隔木分隔，最后用盤條將鋼軌捆為一體。

25 m 鋼軌采用六支點(diǎn)轉(zhuǎn)向架運(yùn)輸方式自運(yùn)用以來，為我國的鐵路建設(shè)發(fā)揮了應(yīng)有的作用，但也存在著一些不足。隨著貨運(yùn)計(jì)量安全檢測(cè)設(shè)備的不斷投入使用，通過貨運(yùn)計(jì)量安全檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)數(shù)據(jù)看，使用六支點(diǎn)轉(zhuǎn)向架兩車跨裝 25 m 鋼軌偏重問題較為突出。以包鋼為例，2009 年全年裝運(yùn) 25 m 鋼軌 6950 組(73.87萬t)，經(jīng)貨運(yùn)計(jì)量安全檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)偏重的208組，約占運(yùn)量的 0.3%，其他裝運(yùn) 25 m 鋼軌的鐵路局也不同程度地存在偏重問題。

2 產(chǎn)生偏重的原因分析

《鐵路貨物裝載加固規(guī)則》(以下簡稱《加規(guī)》)規(guī)定：裝車后，任何一個(gè)車輛轉(zhuǎn)向架所承受的貨物重量超過貨車容許載重量的二分之一，或兩轉(zhuǎn)向架承受重量之差大于 10 t，即為偏重。25 m 鋼軌運(yùn)輸時(shí)發(fā)生的偏重問題與車輛及裝載加固方式有關(guān)。

25 m 鋼軌跨裝運(yùn)輸用六支點(diǎn)專用轉(zhuǎn)向架，每組由4個(gè)滑臺(tái)或活動(dòng)式滑枕、1個(gè)活心盤下架體、1個(gè)死心盤下架體及2個(gè)上架體組成，各部件擺放位置如圖2所示。4個(gè)滑臺(tái)或滑枕分別放在兩車輛的4個(gè)轉(zhuǎn)向架中心線上，即1、3、4、6支點(diǎn)，由上下架體組成的2個(gè)貨物轉(zhuǎn)向架分別放在車輛的橫中心線上，即2、5 兩支點(diǎn)。通常 1、3、4、6 支點(diǎn)的支承面高度比2、5 支點(diǎn)略低，以利于合理分布車輛的承重。

圖2 轉(zhuǎn)向架安裝位置示意圖

由圖 2可以得出，25 m 鋼軌采用六支點(diǎn)轉(zhuǎn)向架運(yùn)輸方式是一個(gè)超靜定系統(tǒng)。同時(shí)，25 m 鋼軌可以看作是彈性梁，車輛同時(shí)也包含有彈性單元，如懸掛系統(tǒng)等。所以，25 m 鋼軌采用六支點(diǎn)轉(zhuǎn)向架運(yùn)輸方式也是一個(gè)復(fù)雜的非線性系統(tǒng)。理論上，車輛的承重與車輛的懸掛狀態(tài)、支點(diǎn)的高度、車平板的高度，以及線路的狀態(tài)都有一定的關(guān)系。在實(shí)際運(yùn)輸時(shí)，通過對(duì)貨運(yùn)計(jì)量安全檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)發(fā)現(xiàn)偏重問題的車組進(jìn)行檢查和分析，偏重問題產(chǎn)生原因主要有以下幾個(gè)方面。

（1）跨裝車組，若2輛平車車地板高度差超過 20 mm，則 3 (4) 支點(diǎn)承受重量遠(yuǎn)大于對(duì)應(yīng)的1 (6) 支點(diǎn)承受重量，超過了車輛偏重規(guī)定的 10 t，致使車輛偏重。

（2）跨裝車組，2 輛平車車地板高度相同 (同一車型)，但裝載鋼軌后，由于貨車使用率和使用年限不同，車輛轉(zhuǎn)向架彈簧疲勞度不同，致使2輛平車車地板高度差超過 20 mm，同樣造成車輛偏重。

（3）跨裝車組，在2輛平車 3、4 支點(diǎn)之間，鋼軌會(huì)產(chǎn)生較大的撓度，增大平車上3、4支點(diǎn)的承重，如果3或4支點(diǎn)下的貨車轉(zhuǎn)向架彈簧疲勞度小(即強(qiáng)度大)，則承受重量大，造成車輛偏重。

（4）裝車前，如果不認(rèn)真檢查車地板，安放3或4支點(diǎn)的下方由于車地板不平或邊緣角鐵變形突起，造成3或4支點(diǎn)不在同一高度，導(dǎo)致下方貨車轉(zhuǎn)向架承受重量大，造成車輛偏重。

（5）在使用時(shí)，由于各支點(diǎn)高度差沒有控制在一個(gè)合理的范圍，即使車輛的狀態(tài)完全一致，也會(huì)造成支點(diǎn)的受力差別較大，產(chǎn)生車輛偏重。

3 解決偏重問題的探討

車輛偏重問題的存在，會(huì)對(duì)列車運(yùn)行安全有較大影響：①車輛載荷集中在車輛一端，該端應(yīng)力值可能超過車輛設(shè)計(jì)許用應(yīng)力值，極有可能造成底架局部產(chǎn)生裂紋，從而引起行車事故；②由于貨物偏重，車輛兩側(cè)輪對(duì)所受重量不均衡，車輛一端負(fù)重較大，則另一端容易翹起。特別是在通過豎曲線變坡點(diǎn)或道岔時(shí)，負(fù)重小的輪對(duì)容易出現(xiàn)爬軌，最終可能造成列車脫線或顛覆；③偏重嚴(yán)重時(shí)，使車輛一端車鉤翹起，容易在線路有坡度時(shí)兩連接車輛車鉤脫鉤，使車輛溜逸，造成列車沖突。

在解決車輛偏重問題時(shí)，除貨物本身的因素需要考慮外，還需考慮車輛的長度、集重與承載能力及裝載加固裝置等因素的影響，下面就幾種可能的解決方案進(jìn)行探討。

（1）各鐵路局使用的裝載 25 m 鋼軌的轉(zhuǎn)向架，結(jié)構(gòu)基本相同，但規(guī)格有所不同，通常是反映在支點(diǎn)的高度方面，通過調(diào)整支點(diǎn)的高度來控制車輛偏重。通過改變支點(diǎn)高度解決偏重問題時(shí)，通常是通過提高2、5支點(diǎn)上架體高度來減輕3、4支點(diǎn)承重。但采用此辦法時(shí)，可能出現(xiàn)以下問題：一是3、4支點(diǎn)與鋼軌不接觸，懸空而不承重；二是3、4支點(diǎn)承重小，而大部分重量由轉(zhuǎn)向架2、5支點(diǎn)承擔(dān)。六支點(diǎn)方案中的轉(zhuǎn)向架下架體兩負(fù)重面中心間距只有1000 mm，這樣2、5支點(diǎn)承重易超過《加規(guī)》規(guī)定的平車負(fù)重面長度最大容許載重量，特別是在車輛通過變坡點(diǎn)時(shí)，2、5支點(diǎn)承重更大，從而導(dǎo)致車輛集重。所以該辦法對(duì)支點(diǎn)的高度要求非常嚴(yán)格，且受車輛狀態(tài)的影響也較大。

（2）如果使用四支點(diǎn)承載 25 m 鋼軌，則該運(yùn)輸系統(tǒng)仍為多支點(diǎn)超靜定問題，車輛的承重受支點(diǎn)高度的影響也非常大。如跨裝車輛處于理想狀態(tài)時(shí)，即重車高度一致，不存在偏重問題。但在實(shí)際運(yùn)營中，車輛狀態(tài)參差不齊，無法完全保證車輛高度一致，極易造成貨車偏重。另外，采用四支點(diǎn)時(shí)，如采用座架方式，則車組通過曲線時(shí)，還需研究鋼軌橫向力對(duì)車輛運(yùn)行安全性的影響。所以該方法也難以從根本上解決車輛偏重問題。

（3）如果使用兩支承貨物轉(zhuǎn)向架，則1輛車只有1個(gè)支點(diǎn)，安放在車輛地板中部，不受車地板高度差影響，不存在偏重問題，只要轉(zhuǎn)向架支重面長度符合《加規(guī)》承載重量規(guī)定，則既可解決偏重又能解決集重問題，有利于鐵路運(yùn)輸安全。此方法對(duì)貨物轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)要求較高，必須在跨距滿足車輛集重要求的情況下有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，同時(shí)重量盡可能小，以提高運(yùn)量。

（4）開發(fā) 25 m 鋼軌運(yùn)輸專用車。從 25 m 鋼軌和我國既有鐵道車輛的特點(diǎn)看，研發(fā)滿足 25 m 長度貨物需要的運(yùn)輸車輛是完全可行的。專用運(yùn)輸車既可以減少裝載加固材料的成本，提高運(yùn)輸效率，又能保證運(yùn)輸安全，也是貨物運(yùn)輸發(fā)展的方向。

4 結(jié)束語

既有 25 m 鋼軌運(yùn)輸裝載加固方案已經(jīng)運(yùn)用多年，為我國鐵路建設(shè)發(fā)揮了重要作用。隨著鐵路科技水平的不斷發(fā)展，25 m 鋼軌運(yùn)輸技術(shù)有較大的提升空間。25 m 鋼軌運(yùn)輸是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，本文僅是從實(shí)際運(yùn)輸中出現(xiàn)偏重問題這一角度，探討解決偏重問題的方法。研究制定更經(jīng)濟(jì)、更安全的 25 m鋼軌運(yùn)輸裝載加固方案，還需要大量的研究和實(shí)踐。