張 興，樊 校，羅 昊

(1.中鐵特貨大件運(yùn)輸有限責(zé)任公司 綜合部，北京 100067；2. 中國(guó)鐵路國(guó)際有限公司 拉合爾軌道交通橙線項(xiàng)目部，北京 100844；3. 北京交通大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院，北京 100044)

0 引言

近年來(lái)，隨著我國(guó)裝備制造業(yè)的高速發(fā)展和“公轉(zhuǎn)鐵”國(guó)家運(yùn)輸結(jié)構(gòu)調(diào)整政策的實(shí)施[1-2]，我國(guó)鐵路在國(guó)內(nèi)承擔(dān)著越來(lái)越多的特種貨物運(yùn)輸任務(wù)，尤其是變壓器、發(fā)電機(jī)定子、壓力容器、工程機(jī)械、鐵路道岔、長(zhǎng)鋼板等高附加值產(chǎn)品大多通過(guò)鐵路進(jìn)行運(yùn)輸，這使得以長(zhǎng)大貨物車為主體的鐵路特種貨物運(yùn)輸?shù)玫搅丝焖侔l(fā)展。

我國(guó)鐵路長(zhǎng)大貨物車作為特種貨物運(yùn)輸?shù)妮d體，以其技術(shù)含量高、制造難度大和運(yùn)輸貨物種類多等特點(diǎn)，已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，在國(guó)內(nèi)特種貨物運(yùn)輸領(lǐng)域有著舉足輕重的地位，但在出境運(yùn)輸領(lǐng)域，卻幾乎是一片空白[3-4]。雖然“一帶一路”倡議的提出，中歐班列的開(kāi)通，加快了我國(guó)裝備制造業(yè)“走出去”的步伐[5-6]，電力、航天、化工、鋼鐵和工程機(jī)械等裝備制造業(yè)的出口對(duì)特種貨物的出境運(yùn)輸需求越來(lái)越大，但目前特種貨物出境運(yùn)輸仍然以公路運(yùn)輸為主。

特種貨物出境選擇公路運(yùn)輸存在運(yùn)輸成本高、運(yùn)輸時(shí)間長(zhǎng)和貨物質(zhì)損率高等諸多問(wèn)題。而通過(guò)鐵路長(zhǎng)大貨物車直接出境運(yùn)輸，可以有效解決當(dāng)前特種貨物出境運(yùn)輸?shù)膯?wèn)題，降低運(yùn)輸成本、縮短運(yùn)輸時(shí)間和保障貨物安全，為我國(guó)裝備制造業(yè)“走出去”戰(zhàn)略的實(shí)施提供物流保障。我國(guó)目前鐵路出境運(yùn)輸?shù)臉I(yè)務(wù)主要集中于阿拉山口、霍爾果斯、二連浩特、滿洲里等口岸，主要涉及標(biāo)準(zhǔn)軌轉(zhuǎn)寬軌問(wèn)題，因而對(duì)鐵路長(zhǎng)大貨物車直接出境運(yùn)輸進(jìn)行可行性研究，滿足特種貨物高質(zhì)量出境運(yùn)輸需求，成為當(dāng)前我國(guó)鐵路亟待解決的問(wèn)題。

1 長(zhǎng)大貨物車直接出境運(yùn)輸?shù)能囆瓦x擇

1.1 現(xiàn)有主要車型

長(zhǎng)大貨物車是供運(yùn)輸質(zhì)量特大或體積特大貨物的鐵路車輛，其長(zhǎng)度在16 m 以上、載重在90 t 以上。長(zhǎng)大貨物車與鐵路普通貨車基本相似，二者結(jié)構(gòu)均由車體、轉(zhuǎn)向架、制動(dòng)裝置、鉤緩裝置等部分組成，二者在軸重、車輛限界方面均采用相同設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；但長(zhǎng)大貨物車一般采用多軸轉(zhuǎn)向架和多層底架結(jié)構(gòu)，通過(guò)的最小曲線半徑大，其載重和自重大。按車體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，長(zhǎng)大貨物車分為凹底平車、長(zhǎng)大平車、落下孔車和鉗夾車4 個(gè)品種[7-8]。長(zhǎng)大貨物車技術(shù)參數(shù)如表1 所示。

表1 長(zhǎng)大貨物車技術(shù)參數(shù)表Tab.1 Technical parameters for long and large freight vehicles

1.2 出境運(yùn)輸現(xiàn)狀

鐵路長(zhǎng)大貨物車在邊境站進(jìn)行換裝時(shí)，通過(guò)鐵路運(yùn)輸主要涉及2 種換裝作業(yè)。①換輪換裝。將鐵路車體和貨物整體更換到另一國(guó)鐵路的空轉(zhuǎn)向架上并固定，然后由另一國(guó)的機(jī)車牽引開(kāi)出。②倒貨換裝。不同軌矩的線路處于平行狀態(tài)，將一國(guó)鐵路車輛上的貨物直接吊裝到另一國(guó)的鐵路適裝車輛上，完成加固工作后由另一國(guó)的機(jī)車直接牽引開(kāi)出。

目前，我國(guó)陸路鄰國(guó)的鐵路多采用寬軌，由于軌距不同、轉(zhuǎn)向架專用性、運(yùn)行條件特殊、車貨總重大、各國(guó)貨物裝載加固標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一和空車回送等問(wèn)題，使用長(zhǎng)大貨物車運(yùn)輸?shù)奶胤N貨物不能直接出境運(yùn)輸，全部采用倒貨換裝的方式。該方式存在吊裝成本高、作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)、加固材料浪費(fèi)量大和需要另一國(guó)調(diào)配適用的長(zhǎng)大貨物車等問(wèn)題，運(yùn)輸時(shí)效性和經(jīng)濟(jì)性得不到有效保障，嚴(yán)重制約了特種貨物出境運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展。

1.3 直接出境運(yùn)輸?shù)能囆瓦x擇

為實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)大貨物車直接出境運(yùn)輸，探索運(yùn)用換輪換裝作業(yè)方式，對(duì)上述長(zhǎng)大貨物車轉(zhuǎn)向架種類、車體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和適裝的特種貨物貨源等因素進(jìn)行綜合研究。分析發(fā)現(xiàn)，落下孔車、鉗夾車為多層轉(zhuǎn)向架，車體結(jié)構(gòu)和運(yùn)行條件復(fù)雜，進(jìn)行換輪換裝作業(yè)和境外運(yùn)行較為困難,在適裝貨源方面，落下孔車主要運(yùn)輸特高壓變壓器和大型軋機(jī)機(jī)架，鉗夾車主要運(yùn)輸大型發(fā)電機(jī)定子，目前這類出境貨源較少；而凹底平車中的D12K，DA21，DA25 和長(zhǎng)大平車中的D22A 這4 種車型載重從120 t 到250 t，承載貨物的最大長(zhǎng)度可以達(dá)到25 000 mm，車型較新，新造車周期短，除D12K 以外最高運(yùn)行速度與鐵路普通貨物車相同，在重量和長(zhǎng)度上幾乎能滿足所有特種貨物出境運(yùn)輸需求。因此選取這些車型具體開(kāi)展特種貨物出境運(yùn)輸分析，研究各自技術(shù)特點(diǎn)及適用貨源。

（1）D12K 型凹底平車。轉(zhuǎn)向架方面，D12K型凹底平車裝用轉(zhuǎn)K2 轉(zhuǎn)向架，與60 t 級(jí)通用車轉(zhuǎn)向架相同，邊境站可利用現(xiàn)有轉(zhuǎn)向架資源。車體結(jié)構(gòu)方面，D12K 型凹底平車承載面為鐵地板，載重120 t，軸數(shù)8 軸，車輛長(zhǎng)24 338 mm，承載面長(zhǎng)×寬為9 000 mm×3 000 mm，承載面距軌面高850 mm。最高運(yùn)行速度100 km/h 小于鐵路普通貨物車，通過(guò)最小曲線半徑145 m 與鐵路普通貨物車相同。特種貨物貨源方面，可以裝運(yùn)小噸位變壓器、轉(zhuǎn)子、工業(yè)機(jī)械、挖掘機(jī)、裝載機(jī)、軋輥和化工設(shè)備等。D12K 型凹底平車如圖1 所示。

（2）DA21 和DA25 型凹底平車。轉(zhuǎn)向架方面，DA21 和DA25 型凹底平車裝用4E 軸焊接構(gòu)架轉(zhuǎn)向架，邊境站無(wú)該型號(hào)轉(zhuǎn)向架，須提前購(gòu)置符合境外軌距要求的4E 軸焊接構(gòu)架轉(zhuǎn)向架。車體結(jié)構(gòu)方面，DA21 型凹底平車承載面為鐵地板，載重210 t，軸數(shù)16 軸，車輛長(zhǎng)25 030 mm，承載面長(zhǎng)×寬為9 800 mm×2 700 mm，承載面距軌面高940 mm。DA25 型凹底平車承載面為鐵地板，載重250 t，軸數(shù)16 軸，車輛長(zhǎng)26 160 mm，承載面長(zhǎng)× 寬為10 000 m×2 700 mm，承載面距軌面高1 050 mm。2 種車型最高運(yùn)行速度120 km/h 與鐵路普通貨物車相同，通過(guò)最小曲線半徑180 m 大于鐵路普通貨物車。特種貨物貨源方面，可以裝運(yùn)大噸位變壓器、發(fā)電機(jī)定子和大噸位軋輥等。DA21，DA25 型凹底平車如圖2 所示。

（3）D22A 型長(zhǎng)大平車。轉(zhuǎn)向架方面，D22A 型長(zhǎng)大平車裝用4D 軸焊接構(gòu)架轉(zhuǎn)向架，邊境站無(wú)該型號(hào)轉(zhuǎn)向架，須提前購(gòu)置符合境外軌距要求的4D 軸焊接構(gòu)架轉(zhuǎn)向架。車體結(jié)構(gòu)方面，D22A 型長(zhǎng)大平車承載面為鐵地板，載重120 t，軸數(shù)8 軸，車輛長(zhǎng)25 000 mm，承載面長(zhǎng)×寬為25 000 mm×3 000 mm，承載面距軌面高1 080 mm。最高運(yùn)行速度120 km/h與鐵路普通貨物車相同，通過(guò)最小曲線半徑145 m與鐵路普通貨物車相同。特種貨物貨源方面，可以裝運(yùn)挖掘機(jī)、裝載機(jī)、道岔、圓鋼坯、水泥橋梁、鋼板、大客車、軌排和鐵路客車體等。D22A 型長(zhǎng)大平車如圖3 所示。

圖1 D12K 型凹底平車Fig.1 D12K concave flat car

圖2 DA21，DA25 型凹底平車Fig.2 DA21, DA25 concave flat car

圖3 D22A 型長(zhǎng)大平車Fig.3 D22A long flat car

上述D12K，DA21，DA25 和D22A 4 種車型載重從120 t 到250 t，承載貨物的最大長(zhǎng)度可以達(dá)到25 000 mm，車型較新，新造車周期短，除D12K 以外最高運(yùn)行速度與鐵路普通貨物車相同，在重量和長(zhǎng)度上幾乎能滿足所有特種貨物出境運(yùn)輸需求，基于以上3 種轉(zhuǎn)向架選取4 種長(zhǎng)大貨物車通過(guò)換輪換裝作業(yè)直接出境運(yùn)輸，能夠滿足目前特種貨物出境運(yùn)輸需求。

2 長(zhǎng)大貨物車直接出境運(yùn)輸?shù)募夹g(shù)經(jīng)濟(jì)分析

2.1 技術(shù)性分析

我國(guó)長(zhǎng)大貨物車目前尚沒(méi)有通過(guò)換輪換裝作業(yè)(更換轉(zhuǎn)向架)直接出境運(yùn)輸?shù)膶?shí)際運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，因而在分析長(zhǎng)大貨物車直接出境運(yùn)輸?shù)募夹g(shù)問(wèn)題時(shí)，基于長(zhǎng)大貨物車與普通貨車技術(shù)參數(shù)的不同，總結(jié)長(zhǎng)大貨物車直接出境運(yùn)輸存在的技術(shù)問(wèn)題：①長(zhǎng)大貨物車轉(zhuǎn)向架更換作業(yè)與普通貨物車轉(zhuǎn)向架更換作業(yè)的技術(shù)區(qū)別；②長(zhǎng)大貨物車運(yùn)行與普通貨物車運(yùn)行的技術(shù)區(qū)別。

（1）轉(zhuǎn)向架更換作業(yè)的技術(shù)區(qū)別。①轉(zhuǎn)向架更換作業(yè)需要將車體和所裝載貨物一同抬起，普通貨物車自重與載重之和不會(huì)大于94 t，長(zhǎng)大貨物車自重與載重之和往往大于160 t。因此，長(zhǎng)大貨物車更換轉(zhuǎn)向架作業(yè)可增加現(xiàn)有起升裝置的數(shù)量或者升級(jí)現(xiàn)有起升裝置。②既有換輪車間缺乏能夠在境外使用的4E和4D 軸焊接構(gòu)架轉(zhuǎn)向架。因此，可提前采購(gòu)能夠在境外使用的4E 和4D 軸焊接構(gòu)架轉(zhuǎn)向架。③長(zhǎng)大貨物車與普通貨物車的風(fēng)管、轉(zhuǎn)向架銷軸等在換輪換裝作業(yè)中涉及的設(shè)備不同，作業(yè)方法和順序也不同。因此，應(yīng)該對(duì)換輪換裝作業(yè)流程和作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整。

（2）車輛運(yùn)行的技術(shù)區(qū)別。①長(zhǎng)大貨物車與普通貨物車通過(guò)的最小曲線半徑不同。在選取的4 種長(zhǎng)大貨物車中，D12K 與普通貨物車通過(guò)的最小曲線半徑相同，都為145 m；DA21，DA25 和D22A 通過(guò)的最小曲線半徑為180 m。因此，需對(duì)長(zhǎng)大貨物車擬在境外運(yùn)行的線路和通過(guò)的道岔最小曲線半徑進(jìn)行復(fù)核。②長(zhǎng)大貨物車與普通貨物車通過(guò)曲線時(shí)的內(nèi)偏差量不同。在選取的4 種長(zhǎng)大貨物車中：普通貨車，D12K，DA21，DA25 和D22A 通過(guò)300 m 曲線時(shí)的內(nèi)偏差量分別為50 mm，114 mm，132 mm，261 mm 和289 mm。因此，需對(duì)境外曲線處的限界進(jìn)行重點(diǎn)復(fù)核，防止因偏差量較大導(dǎo)致限界距離過(guò)小。③長(zhǎng)大貨物車與普通貨物車的最高運(yùn)行速度不同，普通貨車，DA21，DA25 和D22A 的最高運(yùn)行速度均為120 km/h，D12K 的最高運(yùn)行速度為100 km/h。因此，編掛D12K 型列車的最高運(yùn)行速度不能大于100 km/h。④長(zhǎng)大貨物車在國(guó)內(nèi)禁止溜放、禁止通過(guò)駝峰，與普通貨車所裝載貨物的加固強(qiáng)度要求不同(縱向慣性力和垂向慣性力的要求不同)。因此，可對(duì)境外鐵路貨物加固強(qiáng)度的具體要求進(jìn)行研究，優(yōu)化出境長(zhǎng)大貨物車的貨物裝載加固方案。

2.2 經(jīng)濟(jì)性分析

目前特種貨物出境運(yùn)輸，除了采用鐵路長(zhǎng)大貨物車直接換輪換裝和倒貨換裝運(yùn)輸2 種方式外，多數(shù)會(huì)通過(guò)公路換裝運(yùn)輸。這些方式主要涉及的費(fèi)用為：鐵路加固費(fèi)用、吊車費(fèi)用、汽車運(yùn)輸費(fèi)用、境外長(zhǎng)大貨物車費(fèi)用和換輪換裝作業(yè)費(fèi)用。

（1）直接換輪換裝運(yùn)輸。長(zhǎng)大貨物車直接換輪換裝出境運(yùn)輸只需要支付換輪換裝作業(yè)費(fèi)用，該費(fèi)用主要體現(xiàn)在購(gòu)置新轉(zhuǎn)向架和優(yōu)化起升裝置上。這2 項(xiàng)費(fèi)用均為一次投入，可通過(guò)增加使用次數(shù)的方法，攤薄單次使用成本。作業(yè)時(shí)間主要為起升車體貨物時(shí)間和更換轉(zhuǎn)向架時(shí)間。這2 項(xiàng)作業(yè)可以全天24 h 進(jìn)行，每一項(xiàng)均有起升、吊裝機(jī)具輔助，可大大降低整個(gè)作業(yè)時(shí)間。

（2）鐵路倒貨換裝運(yùn)輸。鐵路倒貨換裝運(yùn)輸?shù)淖鳂I(yè)流程為：拆除原有加固材料、使用吊車將貨物吊裝至境外長(zhǎng)大貨物車上、對(duì)貨物重新進(jìn)行加固。因此，鐵路倒貨換裝運(yùn)輸需要支付鐵路加固費(fèi)用、吊車費(fèi)用和境外長(zhǎng)大貨物車費(fèi)用。①由于長(zhǎng)大貨物車裝載的特種貨物的特殊性，加固費(fèi)用較高、加固時(shí)間較長(zhǎng)，需要大直徑鋼絲繩捆綁和焊接等作業(yè)。②長(zhǎng)大貨物車裝載的特種貨物單件重量往往大于60 t，特種貨物單件長(zhǎng)度往往大于13 000 mm。車站既有吊車往往無(wú)法滿足吊裝要求，需要從站外雇傭吊車。因此，吊車費(fèi)用很高、作業(yè)時(shí)間較長(zhǎng)、對(duì)作業(yè)場(chǎng)地的要求較高。③境外長(zhǎng)大貨物車費(fèi)用較高。雖然在國(guó)內(nèi)長(zhǎng)大貨物車使用費(fèi)已經(jīng)取消，但在境外長(zhǎng)大貨物車屬于稀缺資源，其調(diào)度和使用成本很高。

（3）公路換裝運(yùn)輸。公路換裝運(yùn)輸?shù)淖鳂I(yè)流程為：拆除原有加固材料、使用吊車將貨物吊裝至汽車上、汽車運(yùn)輸。因此，換裝運(yùn)輸時(shí)需要支付吊車費(fèi)用和汽車運(yùn)輸費(fèi)用。①與鐵路倒貨換裝運(yùn)輸模式存在同樣的吊車費(fèi)用很高、作業(yè)時(shí)間較長(zhǎng)等問(wèn)題。②境外汽車的牽引能力有限，很多特種貨物在境外很難找到適裝的汽車，公路運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用很高。③境外的公路路況不佳，運(yùn)行速度有限。

特種貨物出境運(yùn)輸不同換裝運(yùn)輸方式經(jīng)濟(jì)性對(duì)比如表2 所示。其中直接換輪換裝出境運(yùn)輸只需一次性投入換輪作業(yè)費(fèi)，整體物流費(fèi)用少于鐵路倒貨換裝運(yùn)輸和公路換裝運(yùn)輸，且作業(yè)流程更簡(jiǎn)單，作業(yè)時(shí)間更短。

表2 不同換裝運(yùn)輸方式經(jīng)濟(jì)性對(duì)比Tab.2 Economic comparison of different transshipment modes

3 結(jié)束語(yǔ)

鐵路長(zhǎng)大貨物車采用直接換輪換裝出境運(yùn)輸方式，在轉(zhuǎn)向架更換及車輛運(yùn)行等技術(shù)方面具有可行性基礎(chǔ)，在經(jīng)濟(jì)性方面明顯優(yōu)于鐵路倒貨換裝運(yùn)輸和公路換裝運(yùn)輸，是國(guó)內(nèi)特種貨物出境運(yùn)輸?shù)囊环N新思路，也是落實(shí)“鐵路國(guó)內(nèi)國(guó)際雙循環(huán)”的一次探索嘗試。近年來(lái)，中國(guó)鐵路走出去的步伐越來(lái)越快，我國(guó)在境外投資建設(shè)鐵路的力度也隨之加大。研究鐵路長(zhǎng)大貨物車的直接出境運(yùn)輸方式，分析車貨銜接、計(jì)劃兌現(xiàn)、安全運(yùn)輸、運(yùn)到時(shí)限等問(wèn)題，是我國(guó)鐵路貨物運(yùn)輸發(fā)展的必然要求，有助于完善與“一帶一路”發(fā)展相適應(yīng)的鐵路貨物運(yùn)輸體系，推進(jìn)我國(guó)鐵路貨車與鄰國(guó)鐵路“暢通無(wú)縫”銜接。