文章编号:1002-7602(2007)08-0006-08
关于重载铁路货车缓冲器技术的研究
陈 雷1
,姜 岩2
,孙 蕾
3
(1.铁道部运输局装备部货车处,北京100844;2.中国北车集团齐齐哈尔铁路车辆(集团)有限责任公司技术中心,
黑龙江齐齐哈尔161002;3.中国南车集团北京二七车辆厂工艺技术部,北京100072)
摘 要:通过对国内外重载货车缓冲器的发展趋势和存在问题的分析,结合大秦线重载列车运输试验结果的研究,对我国重载货车缓冲器的主要性能参数的选取、试验及评定方法提出了建议。
关键词:重载;货车;缓冲器
中图分类号:U270.34+2 文献标识码:B
表1 美国近20年开发的主型缓冲器性能参数表
厂家
型号容量/kJ 额定最大
阻抗力/kN 额定最大最大工作
行程/mm 重量
/kg W ab tec
M ark 50
52.82224356082.5178M ark 32556
65.22224356082.5140M ark H60110.6 2224356082.5177M in ner
T F —88061.771.42515381780 124SL —7664.873.12270380077.5143Crow n S E 61
64.42224356081 162Crow n S G (5.46m ph )(6.2mp h )2224356081
168ASF —Key stone Tw in Pack
62.6(5.5m ph )
86.5
(7.2mp h )2224
3560
236
注:表中括号中的数据为冲击速度。
重载运输作为铁路大宗货物运输的重要手段,已成为我国铁路发展的重点之一。其基本运用要求是运行速度在120km /h 及以下,一般干线开行5000t 列车和10000t 组合列车、大秦线开行10000t 单元列车和20000t 及以上的组合列车。开行重载列车的关键之一是控制列车纵向冲动,缓冲器是其核心部件之一。
缓冲器的功能是缓和列车在运行或调车作业时机车车辆间的纵向冲动,降低车钩纵向力,避免或减轻对车辆及货物的损坏;提高列车运行的稳定性,确保运输安全。为使我国缓冲器能够满足重载运输要求,本文对缓冲器的主要技术参数进行了研究。
1 国内外重载货车缓冲器的现状
目前,世界上应用最广泛的货车缓冲器是符合AAR 标准的缓冲器,其次是符合UIC 标准的缓冲器。符合UIC 标准的缓冲器主要在欧洲铁路联盟内部使用,由于欧洲以快捷运输为主,重载运输技术不成熟,因此本文不进行讨论。符合AA R 标准的缓冲器在美国、加拿大、澳大利亚、南非、巴西等重载运输发达国家被广泛采用;中国、印度和俄罗斯等国家也开发应用了类似的缓冲器。
收稿日期:2007-04-26
作者简介:陈 雷(1957-),男,高级工程师。
(1)美国货车缓冲器的代表产品有:M ark 50型、C row n SE 型摩擦式钢弹簧缓冲器,Mark H 60型组合式摩擦缓冲器,SL —76型摩擦式橡胶缓冲器,TF —880型摩擦式弹性体缓冲器,Tw in Pack 型双盒缓冲
器及LPD 型液压缓冲器等,性能参数见表1。
应用新结构及新材料研制组合式摩擦缓冲器以提高缓冲器的性能,是美国近20年来货车缓冲器的主要特点。以M ark 50型为基型的摩擦式钢弹簧缓冲器的应用最为广泛,主要有M ark 50型、M ark 325型、C row n SE 型、Crow n SG 型缓冲器,其性能可靠,适应范围广,目前已在世界各国铁路货车上广泛应用。为进一步提高缓冲器的容量,1975年在Mark 50型缓冲器的基础上,研制了M ark H 60型缓冲器。Mark H60型缓冲器是组合式摩擦缓冲器,内部加装有液压芯体,充分利用了全钢弹簧摩擦式缓冲器的位移(阻抗型缓
冲有利于长大列车牵引使用)以及阻尼缓冲器的速度(阻尼型缓冲有利于缓解列车内部冲动和调车连挂冲击的特点),是一种比较理想的缓冲器。该缓冲器在行
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6· 综述·述评
铁道车辆 第45卷第8期2007年8月
程82.5mm时最大容量可达110kJ,当阻抗力为2 500kN时,冲击速度达10.4km/h(6.5mph)。
摩擦式橡胶缓冲器的代表产品是SL—76型缓冲器。由于橡胶具有吸收能量及非线性刚度的特性,更利于吸收高频振动,其缓冲能力一般比摩擦式钢弹簧缓冲器高20%～35%;同时具有重量轻的特点,因此也已在重载货车上应用。在20世纪80年代,美国为提高缓冲器的容量和寿命,研制了比橡胶性能更稳定的TecsPack弹性体新材料作为弹性元件,并应用在TF—880型缓冲器上。该型缓冲器自20世纪80年代以来,先后在美国、加拿大、南非、澳大利亚及欧洲等装车使用,共生产了约67.7万套,使用时间最长的已达20余年,运用状态良好;20世纪90年代,又利用Tec-sPack弹性体材料开发了符合AA R M—901G标准的
C row n TG型缓冲器。
(2)俄罗斯开发使用的摩擦式缓冲器的性能参数如表2所示。值得注意的是其重载货车及万吨列车均采用了冲击速度高、容量及行程大的缓冲器。近年,俄罗斯也在利用弹性体技术研究开发摩擦式弹性体缓冲器,该缓冲器的冲击速度大于10km/h,阻抗力不大于2500kN,最大工作行程100mm,最大容量近80kJ。
表2 俄罗斯铁路货车用缓冲器性能参数表
型号容量/kJ行程/mm原理及摩擦副材料备注
Ш—1—ТМ20/5070圆钢弹簧摩擦楔块、干摩擦一般通用货车
Ш—2—В25/6090圆钢弹簧摩擦楔块、干摩擦箱体以上互换
Ш—2—Т20/55110圆钢弹簧摩擦楔块、干摩擦用于8轴货车
ПМK—110А70～80110圆钢弹簧摩擦楔块、钢与金属陶瓷干摩擦冲击速度11km/h、10000t列车、100t货车Ш—6—TO—445～55/88～95120圆钢弹簧摩擦楔块、干摩擦冲击速度11km/h、10000t列车、100t货车ПГФ—4—120120120干摩擦楔块、弹簧、液压式冲击速度12km/h、12000t列车、100t货车73ZW13090具有阻尼特性的弹性胶泥液压式冲击速度12.5km/h～13km/h、100t货车 注:容量栏中的分子为出厂新造交货容量,分母为磨合1年～2年的容量。
(3)我国货车缓冲器发展可分为3个阶段:第1阶段是20世纪70年代以前,主型缓冲器是2号和3号缓冲器;第2阶段是20世纪70年代到90年代初,研制并大量生产MX—1型缓冲器(从90年代中期开始淘汰);第3阶段是20世纪90年代初开始,由于列车编组的加大及速度的提高,开始了M T—2、MT—3型缓冲器的开发和批量生产,同期ST型缓冲器也开始生产。经过上述3个阶段的发展,我国货车缓冲器技术已取得了很大进步。目前应用最广泛的货车缓冲器是M T—2、M T—3型,均为干摩擦式钢弹簧缓冲器。MT—2、MT—3型缓冲器与美国Mark50型缓冲器属同一类型,M T—2型缓冲器容量不低于50kJ,用于重载货车;MT—3型缓冲器容量不低于45kJ,用于普通货车。我国目前使用的主型缓冲器性能参数见表3。
表3 我国目前使用的主型缓冲器性能参数表型号容量/kJ阻抗力/kN工作行程/m m重量/k g
M T—250≤225083178
M T—345≤200083178
2 大秦线重载列车运输试验和车钩力分析
2004年11月28日—2006年1月23日,我国在大秦线进行了6次重载列车运行试验,试验项目分别为5000t单编列车,以及采用Locotrol技术的10000t、16000t、19000t、20000t和204辆空车的组合列车运行试验(试验结果见表4)。其中,1列C80型车采用3辆1组,两端采用16号旋转车钩和17号固定车钩连挂,中间采用牵引杆连接,制动机改为120—1型制动机,增加了常用加速制动作用。204辆车中有54辆车安装了弹性胶泥大容量缓冲器,其他车辆装用M T—2型缓冲器,该列称为新C80型重载列车(以下简称新C80)。
从表4可以看出车钩力的变化情况:
(1)C80列车在平道紧急制动试验时1+2+1(2×10000t)编组比4×5000t编组最大车钩力减小了49%;最大车体加速度减小了47%。
(2)新C80列车坡道紧急制动试验时,1+2+1(2×10000t)编组比4×5000t编组最大车钩力减小了6%;最大车体加速度减小了26.8%。
(3)坡道常用全制动试验时,新C80列车1+2+1 (2×10000t)编组比4×5000t编组最大车钩力减小了51%;最大车体加速度增加了18%。
(4)坡道常用全制动试验时,C63A列车10000t+ 5000t编组比新C80列车4×5000t编组最大车钩力增大了21.7%;最大车体加速度增加了377%。
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7
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关于重载铁路货车缓冲器技术的研究 陈 雷,姜 岩,孙 蕾
表4 大秦线重载运输试验情况对照表
车型制动
工况
地形编组
制动初速
/(k m·h-1)
制动距
离/m
最大车钩
力/k N
最大车体
加速度/g
备注
C80
紧急制动
平道
4×5000t75.5595-1668.1-0.55
1+2+177.9660-850.40.29
-12‰
4×5000t74.9680899.1-0.51
1+2+181.1900-839.80.63
制动初速差较大常用全制动
平道
4×5000t未做
1+2+179.21180-939.60.14
-12‰
4×5000t76 1286-1733.1-0.81
1+2+180.61697-968.3-0.41
制动初速差较大循环制动
K141～K179
4×5000t874.4-0.47
1+2+1通讯中断 K275～K322
4×5000t-892.8-0.44
1+2+1883 0.23
新C80
紧急制动
平道
4×5000t78.7537-698.8-0.28
1+2+1通讯中断 -12‰
4×5000t77.3787457.8-0.41
1+2+179.7870429.7-0.3
常用全制动
平道
4×5000t78.9901-1055 0.45
1+2+180.51051-387.6-0.24
-12‰
4×5000t79.51220-1087.10.22
1+2+180.41546-572.9-0.26
循环制动
K141～K179
4×5000t-756 0.37
1+2+1-697 0.21
K275～K322
4×5000t-634 0.4
1+2+1803 0.27
C63A
常用全制动
循环制动
平道79.41164-1110.40.7 -12‰78.71732-1323.01.05 10000t+5000t
K141～K179-622.71.21 K275～K322-734 0.74
注:(1)K141～K179等数值为试验时的线路里程标,即试验区间;(2)1+2+1表示机车位置。
(5)平道常用全制动试验时,新C80列车1+2+1 (2×10000t)编组比4×5000t编组最大车钩力减小了63%;最大车体加速度减小了46.7%。
(6)平道常用全制动试验时,C63A列车10000t+ 5000t编组比新C80列车4×5000t编组最大车钩力增大了5%;最大车体加速度增加了55.6%。
(7)C80列车4×5000t编组坡道常用全制动时最大车钩力达1733kN,超过了试验大纲评定指标(≤1500kN),比C80列车1+2+1编组时最大车钩力增加了44%。
(8)C63A列车10000t+5000t编组循环制动中,最大车体加速度达1.21g,超过试验大纲评定指标(≤1g)。
通过以上分析可以看出,不同组合方式的列车,制动时最大车钩力不同,10000t+5000t编组最大,4×5000t编组次之,1+2+1编组最小。并且,最大车钩力主要发生在列车的常用全制动时。
采用不同钩缓装置和制动装置时,1+2+1(2×10000t)组合的20000t列车各种制动工况下车钩力的比较见表5;4×5000t组合的20000t列车各种制动工况下车钩力的比较见表6。
试验结果表明:
(1)1+2+1编组20000t列车,新C80列车的最大车钩力比C80列车减小41%～59%;各测试断面最大车钩力的平均值减小30%～52%。
(2)4×5000t编组20000t列车,新C80列车的最大车钩力比C80列车减小37%～58%;各测试断面最大车钩力的平均值减小21%～48%。
由此可见,开展重载列车编组技术、机车牵引控制技术的试验研究及新型牵引杆装置、装用120—1型控制阀的制动装置、新型缓冲器等新技术的应用研究非常重要。
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铁道车辆 第45卷第8期2007年8月
表5 大秦线20000t列车1+2+1编组车钩力比较
工况
车钩力/kN
新C80C80减小值减小/%
平道全制动最大值-387.6-939.6552.058.7平均值234.0487.2253.252.0
坡道全制动最大值-572.9968.5395.640.8平均值324.4570.5246.143.1
坡道紧急最大值429.7-839.8410.148.8平均值334.0473.6139.629.5
平道紧急最大值-850.4平均值570.7
注:新C80列车平道紧急试验时通讯中断。
表6 大秦线20000t列车4×5000t编组车钩力比较
工况
车钩力/kN
新C80C80减小值减小/%
平道全制动最大值-1055.0平均值469.3
坡道全制动最大值-1087.1-1733.1646.037.3平均值518.8988.1469.347.5
坡道紧急最大值457.8899.1441.349.1平均值278.6350.571.920.5
平道紧急最大值-698.8-1668.0969.258.1平均值369.0682.0313.045.9
3 重载货车缓冲器的性能及评定标准
缓冲器主要有2种工况,即调车作业时的冲击工况和列车运行时的纵向冲动工况。
2种工况的实质都是缓冲器受到冲击,因此缓冲器的理论设计依据是碰撞理论,按照动量守恒和能量守恒理论,可推导出相应的理论计算公式。
3.1 调车工况
根据国内外缓冲器设计计算经验,考虑了车体、轨道、货物等吸收能量后的经验系数δ,修正后,缓冲器的计算可采用以下经验公式:
E=1
4
·δ·M1·M2
(M1+M2)
·v2(1)
式中:M1、M2———相邻车辆的质量,t;
v———车辆的调车速度,m/s;
δ———修正系数;
E———缓冲器吸收的能量,kJ。
3.2 列车调速时的内部纵向冲动工况
列车调速时的内部纵向冲动比较复杂,受缓冲器性能、车辆性能、车钩缓冲装置间的自由间隙大小、编组数量、运行速度、制动及缓解波速等因素的综合影响。理论仿真分析及试验结果表明,当缓冲器的性能、车辆性能一定时,列车内部纵向力随着车钩缓冲装置连挂自由间隙的增大、列车编组数量的增加以非线性几何特性急剧增大;如果不采取必要的技术措施,可能会引发车辆及零部件过早疲劳损坏,甚至导致车辆脱轨、倾覆等事故的发生。
由于列车制动及缓解作用沿列车长度方向的不同步性,造成了车辆间产生速度差,引起列车内部的纵向冲动。纵向力计算的经验公式为:
F max=5
12
(Pφp)max·Ln
2
t ZCωZB
(2)
式中:F max———列车纵向压缩力,kN;
L———每辆车的长度,m;
n———车辆数;
P———每辆车的闸瓦压力总和,kN;
φP———闸瓦摩擦因数;
t ZC———制动缸充气时间,s;
ωZB———制动波速,m/s。
由式(2)可见,纵向力与列车编组数量n的平方值成正比。据此推算,100辆编组列车的最大纵向力是50辆编组列车的4倍;依此类推,150辆、200辆的重载列车纵向力是非常大的。如果不采用小间隙或无间隙连挂技术及列车制动同步控制技术、合理的列车编组方式,仅靠常规的高强度车钩、缓冲器将无法开行长大重载列车。
调车工况下,缓冲器为速度冲动型;运行工况时列车内部车辆间产生挤压性冲击作用,并延续很长时间,使车辆间形成很大的冲击力,缓冲器受到的冲击为载荷冲动型。但是,当调车工况下车辆速度差与列车工况下车辆速度差相同时,2种工况下的最大车钩力大致相同。
3.3 缓冲器基本参数的设置
缓冲器的基本参数主要有冲击速度、阻抗力、行程、容量、吸收率、初压力等,下面对各参数进行逐项分析。
3.3.1 冲击速度
随着列车运行速度的提高、轴重和列车总重的增加,车辆间纵向冲击必然呈非线性增长。所以,缓冲器设计时,要留有一定的技术储备裕量,以应对生产工艺质量产生的性能波动和使用过程中性能的衰减。因此,缓冲器设计时冲击速度应不小于10 km/h。
3.3.2 阻抗力
缓冲器阻抗力应与车体强度相匹配,不能超过车体所能承受的纵向载荷,否则将难以保护车辆。
TB/T1335—1996《铁道车辆强度设计及试验鉴
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关于重载铁路货车缓冲器技术的研究 陈 雷,姜 岩,孙 蕾
定规范》中规定:货车第一工况纵向压缩载荷为1400kN ,第二工况的纵向压缩载荷为2250kN ;当以8km /h 冲击速度进行车辆冲击试验时,最大车钩力应不大于2250kN 。这是M T —2、M T —3型缓冲器的阻抗力分别设定为不大于2250kN 、2000kN 的主要原因。
表8 列车在运行中车辆间动能差分布在每个缓冲器上的能量(E ) kJ
车辆总重
M /t 70km /h δ=0.7δ=0.880km /h δ=0.7δ=0.890km /h δ=0.7δ=0.8100km /h
δ=0.7δ=0.8110km /h
δ=0.7δ=0.8120km /h
δ=0.7δ=0.88431.936.436.341.540.946.745.451.949.957.154.562.29234.939.839.845.544.751.149.856.954.862.659.768.2100
37.9
43.3
43.3
49.4
48.7
55.6
54.1
61.8
59.5
68.0
65.9
74.2
注:Δv =0.2km /h 。
为满足大秦线开行20000t 重载列车的要求,运装货车[2003]63号文件规定:大秦铁路重载货车强度设计需满足第一工况纵向拉伸力2250kN ,纵向压缩力2500kN ;第二工况纵向压缩力2800kN 的要求。科技装函[2004]104号文件规定:23t ～25t 轴重的通用货车车辆强度设计的纵向载荷为,第一工况纵向拉伸载荷1780kN ,纵向压缩载荷
1920kN ;第二工况纵向压缩载荷2500kN 。因此,结合我国铁路货车的发展工况,新型缓冲器的阻抗力以
不大于2500kN 为宜。3.3.3 容量
容量与冲击速度、车辆总重密切相关。通常情况下,以冲击工况进行设计,并由公式(1)计算得出。
研究表明,不同用途的车辆,修正系数δ值也不同。日本的试验研究结果是:散装货物车辆δ值为0.7,装运液体的车辆δ值为0.8。另外,UIC 标准规定δ值为0.65～0.75。四方车辆研究所的研究结果认为,我国现有车辆的δ值应在0.55～0.83之间,平均为0.68,建议在近似计算时修正系数取0.68。因此,在计算缓冲器容量时,修正系数取0.65～0.8为宜。当车辆冲击速度为10km /h 时,根据上述修正系数,按公式(1)可近似计算出不同轴重的车辆需要缓冲器的容量(见表7)。
表7 10km /h 冲击速度下需要的缓冲器容量
车辆轴重/t
缓冲器容量/kJ
δ=0.65
δ=0.7δ=0.75δ=0.82152.756.760.864.82357.762.165.570.925
62.7
67.5
72.3
77.2
由于车钩缓冲装置“自由间隙”的存在、列车制动效果的不均匀性,会使车辆间产生相对速度差(Δv )。国外研究及试验表明:车辆间相对速度差最大为0.16km /h ～0.32km /h 。
因速度差引起的动能差需要缓冲器、车体、货物、轨道等进行吸收。动能差可通过式(3)计算,计算工况为车辆总重84t ～100t 、运行速度70km /h ～120km /h ,计算结果见表8。
E =1
4
·δ·M ·(v 21-v 22)(3)
式中:M ———车辆总重,t 。
通过上述分析,总重84t ～92t 的车辆在列车运行速度为120km /h 时,因车辆间速度差引起的纵向
冲动能量小于冲击速度10km /h 时缓冲器的容量,因此用调车工况确定缓冲器容量即可满足列车运用工况要求。
为满足铁路货车提速、重载的发展要求,并考虑留有一定裕量,缓冲器容量定在65kJ ～80kJ 为宜。3.3.4 行程
增大行程有利于提高缓冲器的容量,但行程增大后,一是要增大列车的弹性连挂间隙;二是必须同步加大钩肩与冲击座之间的距离;三是影响缓冲器的互换性。基于目前我国现有重载货车结构是按缓冲器最大工作行程83m m 设计的,因此,缓冲器工作行程定为不大于83mm ,自由行程定为91mm 左右为宜。3.3.5 吸收率
吸收率是缓冲器工作中消耗的能量与容量之比。吸收率越大,缓冲性能就越好。但是,当吸收率达到百分之百时缓冲器将不能复位。根据国内外试验研究及运用经验,缓冲器的吸收率定为不小于80%为宜。3.3.6 初压力
初压力是指缓冲器装车后的预压缩力。太大的初压力将使列车在启动、调速和常用制动等工况下的冲动加大,对列车纵向平稳性不利;过小的初压力会增加列车的弹性间隙,易造成列车内部“抖动性”冲动,同时加剧车辆及缓冲器的磨耗。A AR M —901G 和M —901K 标准规定:缓冲器装车后的初压力不小于356
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10·铁道车辆 第45卷第8期2007年8月
kN ;前苏联标准规定:货车缓冲器的初压力应在100kN ～300kN 范围内。由于运用中车辆结构及缓冲器的磨耗势必衰减缓冲器的初压力,因此,新型缓冲器的初压力取50kN ～300kN 为宜。表9 我国既有和新型货车缓冲器的主要技术参数
主要技术参数
2号缓
冲器
M T —2型缓冲器M T —3型缓冲器
胶泥
缓冲器液气缓冲器液压
缓冲器弹性体
缓冲器
摩擦胶泥式缓冲器
初始压力/kN ≤150
≤200≤200最大阻抗力/kN ≤1300≤2500≤2000≤2500≤2500≤2500≤2500≤2500行程/mm
≤65
≤83
≤83
≤73～83≤83≤72≤83≤83冲击速度/(km ·h -1)≥10
≥12
≥10≥10≥10容量/kJ ≥30
≥50
≥45
≥80≥80≥65
≥80能量吸收率/%
≥80
≥90≥92
≥80
注:冲击速度≥8km /h 的缓冲器容量作为参考值。3.4 评定方法
目前确定缓冲器基本性能的试验方法主要是落锤试验和冲击试验。3.4.1 落锤试验
研究表明,冲击速度小于8km /h 的缓冲器,考核容量时采用落锤试验方法比较准确;但对冲击速度大于8km /h 的缓冲器,采用落锤试验方法考核容量时与实际应用存在一定的差别。3.4.2 冲击试验目前,UIC 标准规定,缓冲器均采用冲击试验方法评定,对于液压(气)类缓冲器,辅之固定载荷下的疲劳试验;AA R M —901G 、AA R M —901K 标准规定冲
击速度不小于8km /h (5m ph )的
缓冲器采用冲击试验方法评定,同时用落锤试验方法对缓冲器的稳定性、耐久性、坚固性进行考核。
因此,借鉴国内外成熟的试验经验,在研制开发新型缓冲器时,应以冲击试验方法为主、落锤试验方法为辅。
4 我国新型缓冲器的结构特点和特性
目前,我国除既有的4种(2号、M T —2型、M T —3型、S T 型)缓冲器外,还新开发了胶泥、液气、液压、
弹性体、摩擦弹性体和摩擦胶泥等6种结构的缓冲器。这些缓冲器可分为如下几类。4.1 干摩擦阻尼+钢弹簧缓冲器
由摩擦系统、钢弹簧和箱体构成。主要特点:结构简单,性能可靠,制造及维修成本低,适应环境范围广。4.2 干摩擦阻尼+橡胶(弹性体)组合式缓冲器由摩擦系统、橡胶或弹性体和箱体构成。主要特点:结构简单,性能可靠,重量轻,制造和维修成本低。4.3 粘性阻尼式缓冲器
包括液气、液压、胶泥等缓冲器,由腔体、阻尼机构、密封结构、阻尼介质、复原系统构成。主要特点:缓
冲能力强,阻抗低,性能稳定,结构复杂,密封可靠性要求高,制造及检修工艺要求严,成本高,静态与动态性
能差别大。
4.4 干摩擦阻尼与粘性阻尼组合式缓冲器
由摩擦系统、钢弹簧、弹性胶泥体或液压阻尼体和箱体构成,具有2种阻尼的特点,只是根据使用要求的不同在阻尼组合比例上有差异。主要特点:结构简单,性能可靠,缓冲能力强,性能稳定。
5 缓冲器性能试验研究
为全面掌握我国货车缓冲器的性能,同时研究不同试验方法对缓冲器性能的影响,对既有和新型缓冲器进行了综合试验研究。受试缓冲器的技术参数见表9。
5.1 落锤试验
试验中,对不同厂家生产的缓冲器进行了容量试验,其中2号缓冲器1套、M T —2型8套、M T —3型
11套、液气类2套、胶泥类3套、摩擦胶泥类2套、弹性体1套、ST 型3套,试验结果见表10。
从表10中可以看出:
(1)2号缓冲器各项指标均极低,不但满足不了重载列车的要求,对提速后的列车要求也不能满足。
(2)M T —2型缓冲器交货容量在55kJ ～61kJ 之间,平均值为52kJ ;正式容量在57kJ ～68kJ 之间,平均值为56kJ ,性能因制造厂的工艺影响波动较大。
(3)M T —3型缓冲器交货容量在44kJ ～61kJ 之间,平均值为53kJ ;正式容量在46kJ ～62kJ 之间,平均值为55kJ ,性能因制造厂的工艺影响波动较大。
(4)液气(压)类中的液气缓冲器的正式容量和行程均比较小,落锤方法的试验结果与后续的采用冲击方法的试验结果相差较大。
(5)ST 型缓冲器性能极不稳定,特别是在使用后性能衰减非常严重,已不能满足使用要求。
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11· 关于重载铁路货车缓冲器技术的研究 陈 雷,姜 岩,孙 蕾
表10 我国既有和新型货车缓冲器落锤试验结果
缓冲器型号序
号
交货容量
锤高
/m m
额定阻
抗力/k N
行程
/mm
容量
/k J
吸收率
/%
正式容量
锤高
/m m
额定阻
抗力/k N
行程
/mm
容量
/kJ
吸收率
/%
2号126011486740432641194664053
M T—2型241322638660944592204866697 338716439258954351574926496 436616279255973791616915795 545020129266954701751856791 642822638061954752048916885 737117739356804021724936087 837819829056894341812906397 937715128856934131661906195
M T—3型1040019908759943151980664697 1132315459250953541672915395 1228012608944953161543904995 1330018248947963231986844996 1441818419061954211623856294 1531215977246943721841825586 1639916688959934131927906193 1733716859052923641541895593 1837919488957944051956896095 1940815858859964161731886194
液气(压)类
201862029222596
2161224915380996122442548098
胶泥类2272519987096887251911729687 2372516568698806751639859275 2472516057396697251626719670
摩擦胶泥类2560019198483926432225888896 2660019928783966422170918890
弹性体2750023939171895002264917195 M T—3运用282481606864181 S T型292601997704088 S T型运用301511784702786 S T型检修311322000682484
5.2 冲击试验
将上述各型缓冲器分别安装在2辆总重为100t 的同一试验敞车上进行冲击试验,试验工况和结果见表11。
从表11中的冲击试验结果可以看出:
(1)M T—2型缓冲器互冲试验类型的额定冲击速度在6.32km/h～9.71km/h之间,最大冲击速度在6.37km/h～10.28km/h之间,最大车钩力在2 349kN～3437kN之间,性能波动较大。
(2)落锤和冲击的试验方法对不同缓冲器的试验结果存在差异。对于额定冲击速度在8km/h以下的缓冲器,采用落锤试验方法评定较好;对于额定冲击速
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铁道车辆 第45卷第8期2007年8月
表11 各型缓冲器的冲击试验结果
缓冲器试验形式序
号
额定冲
击速度/
(km·h-1)
最大冲
击速度/
(km·h-1)
最大冲
后速度/
(km·h-1)
车钩力
最大值
/kN
缓冲器行
程最大值
/mm
M T—2型互冲19.249.455.53251373.93 29.259.444.83278573.94 36.546.663.04329955.13 49.099.394.44261762.64 59.569.915.07254169.37 69.7110.165.14240375.96 79.5410.285.29234976.30 89.6710.055.54343780.70 96.326.373.87262340.50
液气(压)类互冲液气1013.777.17250074.66液压117.694.64277771.81
M T—2型冲液气(压)1211.396.73278166.01 139.845.63264363.00
2号冲液气(压)1411.056.75272772.15刚性体冲液气159.124.65253270.28
胶泥类互冲1610.985.78255863.54 179.695.31272178.07 189.865.19159676.38
M T—2型冲胶泥类1910.044.58260168.55 208.053.60153886.27 218.144.28159676.38
2号冲胶泥类2210.165.59286565.39刚性体冲胶泥类238.704.05255670.61
摩擦胶泥类互冲2410.866.38264179.63 259.735.27281658.39 2610.885.97270777.6 2711.276.48277974.2
M T—2冲摩擦胶泥类289.234.58252358.32 2910.295.34251272.04 3010.585.42261072.6 3110.575.73267876.88
2号冲摩擦胶泥类329.464.95286565.39
刚性体冲摩擦胶泥类338.284.05297280.18 349.525.10258274.14 359.164.35297176.78
弹性体类互冲3610.285.59259465.15 3711.686.74273973.77 3810.976.18251374.67
M T—2冲弹性体类3910.725.95356673.11 4010.355.59266872.06 4110.345.31260676.41
刚性体冲弹性体类427.943.55262768.87 439.455.18293777.50 449.324.55278671.34
刚性体冲M T—2457.253.37274380.09刚性体冲M T—3465.222.19212080.23刚性体冲2号476.222.82194869.95刚性体冲S T485.912.63201265.88刚性体冲S T494.712.19229668.59刚性体冲S T504.542.10225371.76度大于8km/h的缓冲器,不适合用落锤试验方法评定其性能,应用冲击试验方法。
(3)单种缓冲器互冲的试验方法能比较真实地反映缓冲器的性能,并与设计理论具有一致性。也可选用经过试验标定合格的缓冲器(如M T—2型)作为标准的缓冲器或刚性体冲击其他型缓冲器的试验方法来评定缓冲器的性能。
6 结论及建议
通过上述分析、试验研究,可初步得出以下结论和建议:
(1)目前M T—2型缓冲器性能勉强满足长大重载列车的使用需要,应采用新型缓冲器代替;在普通重载货车上可继续使用M T—2型缓冲器,为保证提速、重载的发展需要和行车安全,要加快ST型缓冲器、特别是2号缓冲器的淘汰速度。
(2)新型缓冲器的性能参数要考虑我国重载运输的发展需要。考虑到不同制造厂家工艺质量上存在差异性,检修周期内要具有一定性能稳定性,缓冲器性能要有一定的技术裕量。建议新型缓冲器的设计指标取冲击速度≥10km/h、阻抗力≤2500kN、吸收率≥80%、工作行程≤83mm、自由行程91mm、容量在65kJ ～80kJ为宜。
(3)新型缓冲器要具有良好的可靠性和检修工艺性,应能满足在正常使用条件下检修周期大于8年、争取达到12年的要求。在检修周期内,只需要对其进行外观检查,分解检查时则采用以换件修为主的快捷方式,尽可能地减小检修维护工作和缩短检修时间。
(4)新型缓冲器要具有良好的性能价格比,要兼顾各种货车的使用特点,方便维护和检修。对于液压类缓冲器,如液气型缓冲器,其液压系统结构复杂,密封可靠性要求高,价格昂贵,但因具有优良的缓冲性能,故可在特种货车上应用;对于摩擦组合式缓冲器,如摩擦胶泥组合式缓冲器,由于结构简单、综合性价比相对较好,故可在重载列车及通用货车上推广应用。
(5)为整体提高我国重载运输的技术水平,应积极借鉴和学习国外成熟的经验及试验方法,进一步加强相关的试验及研究工作,完善缓冲器的性能试验方法及评价标准、制造技术及工艺方法、检查手段等。
(编辑:任 海)
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关于重载铁路货车缓冲器技术的研究 陈 雷,姜 岩,孙 蕾
ABSTRACT
Technical Development of Freight C ars
and the Existing Problems
CH EN Bo-shi
(male,bo rn in1955,senio r engineer(professo-rial),Equipment Departm ent of M OR Transpo rt Bu-reau,Beijing100844,China)
A bstract The development tendency o f railw ay freight cars in our country,the problem s existing in technical developm ent o f freight cars,main pro blems e xisting in ope ration and way s of so lution,technical administratio n,etc.are discussed.And the5T info r-m ation administration sy stem to ensure ope ration safety thro ug ho ut the railw ay is described.
Key words:freight car;development;technique; administratio n
Research on Technologies in Draft Gears of
Heavy Haul Railway Freight Cars
CH EN Lei,e t al.
(male,born in1957,senio r engineer,Freight Ca r Sectio n,Equipment Department of M OR Trans-po rt Bureau,Beijing100844,China)
A bstract:Throug h the analy sis of develo pment, tendency and problem s existing in draft gears of heavy haul freight cars in o ur co untry and abroad,in com bination w ith the research o n the transpo rt test results of heavy haul trains o n Daqin Line,sugges-tions are g iven o n the selection of main perfo rmance paramete rs,testing and evaluatio n method fo r draft gears of heavy haul railw ay freig ht cars in our coun-try.
Key words:heavy haul;freight car;draft gear
Research on the Modernization of Equipment
on Railway Freight C ars in Our Country
WANG Chun-shan
(male,bo rn in1958,senio r engineer(professo-rial),Freig ht Car Section,Equipm ent Department of MOR T ranspo rt Cente r,Beijing100844,China)
A bstract:The g reat achievements in development of railw ay freight car technologies in our country are re-viewed.The technical level of railw ay freight cars and development of freight transport abroad are described. The present conditions of technical development in rail-w ay freight cars in our country are analy zed.It is put for-w ard that,during the“eleventh five-year-plan”,the technical research on railw ay freight cars in our country should be streng thened from such aspects as desig n, technology,standard,manufacture,test and verification, the whole technical level of freight cars should be im-proved greatly,and great efforts should be made to real-ize the modernization of equipment on railw ay freight cars.
Key words:freight car;technique;equipment; modernization
Technologies in70t Grade Railway Freight
Cars and the Applications
YANG Ju-ping,et al.
(male,born in1969,engineer,China Shenhua Railw ay Freight Car T ranspor t Branch,Beijing 100036,China)
A bstract:Described are the develo pment process, key techno logies,main technical parameters,eco-nomic benefits as w ell as the main wo rk in the ne xt step of the70t g rade new freight cars.
Key words:70t g rade freig ht car;technique;pa-ram eter
Analysis of Heavy Haul Realization of
Railway Freight Cars in C hina
CAO Yang,et al.
(male,born in1956,senio r engineer,CS R Zhuzhou Rolling S tock Works,Zhuzhou412003, China)
A bstract:O n the basis o f the natio nal conditio ns and freight transpor t in China,the thoug ht of im pro-ving both the ax le load and the axle num ber to devel-o p la rg e freight cars in China is put forw ard;A nd the feasibility of the thoug ht is expounded w ith the actu-al example of the3-pivo t point car w ith6axles.
Key words:g ondola car;ax le load;axle numbe r; 3-pivo t point
Discussion of the Development of Equipment on Railway Freight C ars in Our Country in
Quickness,Heavy Haul and Specialization
LIU Wen-liang,et al.
(male,bo rn in1967,senio r engineer,Technical Center of CSR Zhuzho u Rolling Sto ck Wo rk, Zhuzhou412003,China)
A bstract:T he present conditions and develop-m ent of the freig ht transport equipment abroad are briefly surveyed.The technical dev elo pment railw ay freight transport equipment in our country is ex poun-ded from the aspects of quickness,heavy haul and specialization.The gaps between freig ht transpo rt e-quipment in o ur co untry and that in advanced foreign countries are com pared.Sug gestions for development are given.
Key words:freig ht transport equipment;quick-ness;heav y haul;specialization;develo pment Analysis of Dynamics Performance of the120km/h Speed Increased Comprehensive Testing Freight C ars
CH EN Lei,e t al.
铁路货车分类及车辆数据 货车的分类： （1）罐车
罐车是车体呈罐形的车辆，用来装运各种液体、液化气体和粉末状货物等。
罐车按用途可分轻油类罐车、粘油类罐车、酸碱类罐车、液化气体类罐车和粉状货物罐车；按结构特点可分为有空气包和无空气包罐车，有底架和无底架罐车，上卸式和下卸式罐车等。 在轻油类罐车中，中国在20世纪50年代初期只能生产载重25t，有效容积仅为30．5m3的G3型轻油罐车。1953年设计制造了载重50t、有效容积51m3的G50型全焊结构轻油罐车。1967年设计制造了有效容积60m3、载重52t的G60型轻油罐车，以及1965年开始制造的有效容积77m3、载重63t的G19型无底架轻油罐车。 在粘油类罐车中，有1951年生产的载重30t，总容积为37m3的G4型粘油罐车；1959年批量生产的G12型粘油罐车，载重50t，总容积52．5m3；1966年批量生产的G17型粘油罐车，载重52t，总容积62．1m3等。 在酸碱类罐车中，有1954年开始生产，1958年改进设计的G10型浓硫算罐车，载重50t，总容积28．5m3；1967年设计制造的G11型酸碱罐车，载重65t，总容积38．3m3。 其他类型罐车还有1969年开始制造的GL型沥青罐车，载重50t，总容积51．76m3；1976年设计试制的GQ型液化气体罐车，载重50t，总容积110m3，罐体呈鱼腹形。 目前，中国的罐车主要车型有G16型无底架轻油罐车，容积52．5m3；G60A无底架轻油罐车，容积62．09m3；G70新型轻油罐车，容积70m3；T85新型液轻罐车，容积70m3；GH40型液化石油气罐车，容积96m3；GF玻璃钢罐车，专供装运盐酸，容积50m3；GLB沥青（保温型）罐车，载重58t等。 （2）敞车
第7篇铁路货物重载运输 要点：阐述铁路重载运输的定义及组织形式，国内外铁路重载运输发展概况，单元式、组合式重载运输组织方法以及重载运输对铁路技术装备的要求。 第19章重载运输概述 19.1铁路重载运输的定义及组织形式 19.1.1铁路重载运输的定义及特点 铁路重载运输是指行驶列车总重大、行驶轴重大的货车或行车密度和运量特大的铁路运输。铁路重载运输的主要特点，是在一定的铁路技术装备条件下，扩大列车编组长度，不降低行车速度，大幅度提高列车重量，充分利用运输设施的综合能力，采用大功率内燃或电力机车（一台或多台）牵引达到一定重量标准的运输方式，发挥铁路集中、大宗、长距离、全天候的运输优势，达到增加运输能力、提高运输效率、降低运输成本的目的。 由于各国铁路运营条件、技术装备水平、发展重载运输的着眼点不一样，采用的重载列车运输类型和组织方式也各有特点。对于重载列车的重量过去并没有规定统一的标准，都是开行重载列车的国家根据各自的具体技术条件和运营需要，按照相对于普通列车的重量和长度进行确定的。 为了促进各国铁路重载运输的发展，1986年10月在加拿大温哥华召开的第三届国际重载会议上，在综合各国铁路重载运输发展水平的基础上，国际重载协会通过了铁路重载运输的定义：线路年运量在2000万t及其以上，列车牵引重量至少为5000t，列车中车辆轴重达到21t。具备上述三个条件之二者，可视为铁路重载运输。 1994年6月国际重载运输年会上，对铁路重载运输的定义作了一些修改。凡具备以下三个条件之二者，可视为铁路重载运输线路： (1)经常、定期或准备开行总重最少为5000t的单元或组合列车； (2)在长度至少为150km的铁路区段上，年计费货运量最少达到2000万t及其以上； (3)经常、定期或准备开行轴重25t及以上的列车。 重载运输在运送大宗货物上显示出高效率、低成本的巨大优势，是铁路运输规模经济和集约化经营的典范。铁路重载运输已成为许多国家追求的现代货运方式。 19.1.2 重载列车的组织形式 目前，国内外铁路开行的重载列车组织形式主要有单元式、整列式和组合式重载列车三种。 （1）单元式重载列车 单元式重载列车的概念最早是在美国提出的，它是以固定的机车车辆（大功率机车＋一定编成辆数的同一类型的专用货车）组合成为一个运输单元，并以此作为运营计费单位，在装卸车站间循环直达运行的货物列车。其特点是：实行“五固定”，即固定机车、车底、货种、装车站、卸车站；货物装卸时不摘机车整列装卸；运行过程中不进行改编；按规定走行公里整列入段检修。在机车车辆充足的情况下,采用这种重载运输组织模式可以最大限度地减少运营支出,大幅度降低运输成本；但要求货源充足,货物品类单一,货物到发地点统一,机车车辆、线路站场、装卸仓储等设备要配套，并要采取最合理的运行图及最佳周转方案。 这种重载运输方式目前运用范围最广，经济效益也最显著。在路网规模大、行车密度小、货运比重大、运能较富裕的美国、加拿大、澳大利亚等国，组织开行从装车地到卸车地之间的重载单元列车，通过货物集中发送、快速装卸、加速机车车辆周转来降低成本，从而获得较大的效益，提高了与其他运输方式的竞争能力。我国大秦重载运煤专线上也有重载单元列车的开行。 （2）整列式重载列车
中国高铁核心技术 高速铁路从技术体系上讲大致可以分为这样一个板块：公路工程，牵引供电、运行控制与通信、高速列车、客运服务、综合维修、安全防灾和应急处理、工务工程。1、工务工程。工务工程一般包括轨道结构、路基、桥梁、隧道、房建工程等各个子系统，我国铁路建设在公路工程方面主要依靠技术创新。我们国家的高速铁路一般采用全线高架、无砟轨道、高速道和超长无缝钢轨等技... 高速铁路从技术体系上讲大致可以分为这样一个板块：公路工程，牵引供电、运行控制与通信、高速列车、客运服务、综合维修、安全防灾和应急处理、工务工程。 1、工务工程。工务工程一般包括轨道结构、路基、桥梁、隧道、房建工程等各个子系统，我国铁路建设在公路工程方面主要依靠技术创新。我们国家的高速铁路一般采用全线高架、无砟轨道、高速道和超长无缝钢轨等技术。京津城际采用CRTS-II型板式无渣轨道结构，6.5米轨道板纵向连接，专业化制造，加工机施工安装精度高。运营一年表明，无砟轨道京都高稳定性好，刚组均匀。我们的无缝线路，采用60公斤/米、100米定尺、U71Muk高性能钢轨。现场焊接、弹性扣件、轨温锁定技术。跨区间超长无缝路线。 高速道岔。大号码高速道岔，直向通过速度350km/h，侧向通过速度120-250km/h。 中国高铁技术适应复杂地形。日本国土面积小，铁路所跨越的地区气候和地质条件比较类似。而中国国土面积大，地形复杂，横跨多个不同的气候和地质区域，因此在高铁的实际建设中完全照搬引进日法德的技术显然行不通，技术必须进行创新。因此，作为应对复杂地形方面，贯穿辽阔国土面积的中国高铁，在设计上自然有更多的实际经验，技术上也比日本具有更多的优势。 铁道部总工程师何华武就指出，中国京津、武广、郑西高速铁路非常典型：京津城际是软土路基，武广高铁是岩溶路基，郑西高铁是黄土湿陷性路基，这样的地质条件下建铁路，尤其是建高速铁路，需要处理好地基以及路基的填入技术。而日本、法国、德国都没有这样的地质条件。 “中国的综合能力超过他们。”许克亮表示：“如果说中国的‘线上’（主要指机车）是走‘引进、消化、吸收’之路，那么线下工程（主要指土建）则是由中国人自己创造的一个完整系统的标准。中国高铁经过的地方地质难度较大，要穿越水下60米深的浏阳河，还要从70多米高的地方跨越山谷等，地质的难度，决定了中国高铁的线下功夫。” 2、牵引供电。由电力、接触网、变电、供电、远动等构成。外电110kv/22Okv接入变
中国铁路货车车钩缓冲装置 4车辆纵向缓冲与连接技术 概述 车钩缓冲装置系统是铁路机车车辆的重要组成部分。通过它使铁路货车车辆之间，以及与机车实现连接、编组成列车，并传递和缓和列车车辆间在运行或调车编组作业时所产生的牵引和冲击力。简言之，车钩缓冲装置系统的三大功能是连挂、牵引和缓冲。 车钩缓冲装置系统主要由车钩、钩尾框、缓冲器及从板、钩尾销等零部件组成。连挂、牵引功能是由车钩、钩尾框、钩尾销、从板等来实现的，以保证机车与车辆、车辆与车辆之间能够实现连接、牵引。如图1所示。 图1 车钩缓冲装置系统 车钩作为机车车辆的重要零部件，为了满足运输安全可靠性及提高列车编组效率方面需要，车钩应具有自动连挂功能，既不需要人工辅助就能实现车辆与机车、车辆与车辆之间的安全、可靠的连挂。由于自动车钩具有明显的优越性，世界各国铁路机车车辆在车辆连挂技术方面均采用和选取了研究及不断发展自动车钩及其连接技术。我国铁路货车同样也选择采用了自动车钩及其配套技术和产品。 车钩按结构作用原理分两大类：一类是以美国AAR标准E、F型车钩为代表的具有三态作用性能的自动车钩，这是除欧洲以外世界各国机车车辆采用的主型车钩，也是世界铁路货车的主流车钩；另一类是以俄罗斯标准CA-3型为代表的具有二态作用性能的自动车钩，主要在符合UIC标准要求的欧洲各国铁路机车车辆上广泛使用。由于两类车钩的作用原理不同、特别是连挂轮廓上存在明显不同和差异，因此，两类车钩不能直接连挂和相互互换。 车钩按连挂后的相互关系可分为刚性车钩和非刚性车钩两类。刚性车钩是指两车钩连挂
后不能在垂直方向上下相对移动，在水平面内也只能产生微小的相对转动，车钩间纵向连挂间隙较小、两车钩联锁成近视为一杆体，要求车辆采用具有弹性支撑功能的冲击座，以适应两车钩中心线距轨面高度不一致及车辆通过垂直和水平曲线时车辆连挂的要求，如我国提速重载货车使用的16、17型及F、FR型车钩等。非刚性车钩是指两车钩连挂后相互间能在垂直方向上下移动，在垂直和水平面内能产生小角度的相对转动，以适应两车钩中心线距轨面高度不一致及车辆通过垂直和水平曲线时车辆连挂的要求，如我国13号、13A、13B型车钩，美国的E、E/F型车钩，俄罗斯的CA-3型车钩等。 钩尾框是车钩缓冲装置的主要受力部件之一，在机车车辆上发挥着重要而关键的作用。其主要作用：一是为缓冲器提供安装使用空间，以利缓冲器充分发挥作用；二是与车钩连接并提供安装使用空间，传递纵向牵引力并保证在牵引工况下使缓冲器发挥作用。钩尾框的结构强度大小、疲劳可靠性高低直接影响着铁路运输的安全及运输效率。不同车辆使用不同作用原理和型式的车钩，不同的车钩必须配套使用专用的钩尾框，目前我国货车常用的钩尾框主要有13号，13A型、13B型、16型和17型钩尾框。 缓冲器是车钩缓冲装置的三大主要部件之一，其主要作用：一是吸收列车运行及编组调车作业时机车与车辆、车辆与车辆间的纵向冲动能量，缓和车辆间的冲击，降低车钩纵向力，减轻车辆及所运货物的损坏，改善列车纵向动力学性能；二是降低由纵向冲击力引起的车钩横向分力和车辆脱轨系数，从而提高列车运行的稳定性和平稳性，确保铁路运输安全。目前我国铁路货车常用的缓冲器主要有ST 型、MT-3型、MT-2型缓冲器，近几年我国研制开发了几种重载货车用大容量缓冲器，如HM-1型、HM-2型和HN-1型缓冲器。 4.1.1重载提速对车辆连接技术提出的要求 4.1.1.1 车钩强度 由于车钩缓冲装置的特殊作用，车钩强度的大小及可靠性直接关系到列车的运行安全及铁路运输效率。车钩强度要满足三方面要求：列车运行安全性的要求；列车编组时调车作业的要求；方便运用维护及检修的要求。 列车在运行时车钩主要受到与列车牵引重量及车辆编组数量直接相关的稳态牵引力的作用，列车调速时造成的列车内部随机的、交变的纵向牵引力和压缩力的动载作用，以及车辆点头沉浮振动和横向摇摆振动引起的钩高差及附加弯矩作用，不同车辆因载重及运用时间
浅谈中国铁路重载运输与重载车辆 摘要：对国内外铁路重载运输的发展情况进行了简要回顾，并对我国重载铁路发展历程进行了总结和分析，在此基础上，对我国重载车辆的发展和现状进行了介绍，并以C100A(H)三支点车为例对我国发展多轴重载车的情况进行分析和展望。 关键词：铁路重载运输车辆三支点 目前，世界范围内的货物列车重载运输技术迅速发展，重载运输的国家已经遍及五大洲和几乎所有的铁路大国。重载运输技术已被国际公认是铁路货运发展的方向，重载运输取得的效益已由各国的实际运输业绩所证实。提高轴重是世界各国重载运输一致采用的一项重要举措，长期的运行考核证明这项措施既提高了运输收入，又降低了维修成本。同时，提出进一步强化新技术、新装备的研究开发，推动重载运输取得更大的进展。 1铁路重载运输的概述 1.1 铁路重载运输的含义 铁路重载运输是指行驶列车总重大、行驶轴重大的货车或行车密度和运量特大的铁路运输。 1.2铁路重载运输的标准 1994年6月国际重载运输年会上，对铁路重载运输作了最新定义。凡具备以下三个条件之二者，可视为铁路重载运输线路： 1.2.1经常、定期或准备开行总重最少为5000t的单元或组合列车； 1.2.2在长度至少为150km的铁路区段上，年计费货运量最少达到
2000万t及其以上； 1.2.3经常、定期或准备开行轴重25t及以上的列车。 1.3 重载列车的组织形式 目前，国内外铁路开行的重载列车组织形式主要有单元式、整列式和组合式重载列车三种。 1.3.1 单元式重载列车。单元式重载列车是以固定的机车车辆（大功率机车＋一定编成辆数的同一类型的专用货车）组合成为一个运输单元，并以此作为运营计费单位，在装卸车站间循环直达运行的货物列车。这种重载运输方式运用范围广，经济效益显著。美国、加拿大、澳大利亚等国均采用此方式，我国大秦重载运煤专线上也有重载单元列车的开行。 1.3.2 整列式重载列车。整列式重载列车是采用普通列车的组织方法，由挂于列车头部的大功率单机或多机牵引，由不同型式和载重的货车车辆混合编组，达到规定载重量标准的列车。在我国繁忙干线上开行的重载列车主要为这种模式，其它国家应用较少。 1.3.3 组合式重载列车。组合式重载列车是由两列及以上同方向运行的普通货物列车首尾相接、合并组成的列车。这种重载运输方式始于1964年前苏联。我国大秦线进行的20000 t重载列车采用该形式。 2 世界铁路重载运输发展概况 2.1 国外铁路重载运输发展概况 世界铁路重载运输是从20世纪50年代开始出现并发展起来的，以开行长大列车为主要特征的重载运输开始出现；20世纪60年代中后期重载运输开始取得实质性进展，美国、加拿大及澳大利亚等国铁路相继在运输大宗散装货物的主要方向上开创了固定车底单元列车循环运输
第一章国内外铁路重载运输发展概述 国外铁路重载运输发展概况 发展历程 重载铁路运输因其运能大、效率高、运输成本低而受到世界各国铁路的广泛重视，特别是在一些幅员辽阔、资源丰富、煤炭和矿石等大宗货物运量占有较大比重的国家，如美国、加拿大、巴西、澳大利亚、南非等，发展尤为迅速。目前，重载铁路运输在世界范围内迅速发展，重载运输已被国际公认为铁路货运发展的方向，成为世界铁路发展的重要趋势。 世界铁路重载运输是从世纪年代开始出现并发展起来的。第二次世界大战后的经济复苏以及工业化进程的加快，对原材料和矿产资源等大宗商品的需求量增加，导致这些货物的运输量增长，给铁路运输提出了新的要求，而大宗、直达的货源和货流又为货物运输实现重载化提供了必要的条件。铁路部门从扩大运能、提高运输效率和降低运输成本出发，也希望提高列车的重量。同时，铁路技术装备水平的不断提高，又为发展重载运输提供了技术保障。 从世纪年代起，一些国家铁路就有计划、有步骤地进行牵引动力的现代化改造，先后停止使用蒸汽机车，新型大功率内燃和电力机车逐步成为主要牵引动力。由于内燃、电力机车比蒸汽机车性能优越，操纵便捷，采用多机牵引能获得更大的牵引总功率，这为大幅度提高列车的重量提供了必需的牵引动力。从而，以开行长大列车为主要特征的重载运输开始出现。但这一时期的重载技术尚不配套，长大列车货车间的纵向冲动、车钩强度、机车的合理配置、同步操纵及制动等技术问题都没有得到很好的解决。 世纪年代中后期，重载运输开始取得实质性进展，并逐步形成强大的生产力。美国、加拿大及澳大利亚等国铁路相继在运输大宗散装货物的主要方向上开创了固定车底单元列车循环运输方式，而且发展很快。美国年只有条固定的重载单元列车运煤线路，年运量不过万；而到年，重载煤炭运输专线增加到条，运量占铁路煤炭运量的近。前苏联在世纪年代末为解决线路大修对运输的干扰，在通过能力紧张的限制区段组织开行了将两列普通货车连挂合并的组合列车，这种行车组织方式后来成为提高繁忙运输干线区段能力的重要措施。 南非铁路在世纪年代末开始引进北美重载单元列车技术，并从年代开始在其窄轨运煤和矿石的线路上，逐步把列车重量提高到和，并不定期开行总重的重载列车。巴西铁路是从世纪年代中期开始，通过借鉴、引进北美和南非的技术，开行重载单元列车。另外，德国、波
国地域宽阔，大宗货物的运输需要发展重载铁 路。为满足我国铁路发展25~35 t大轴重运输的需 要，近年来，在重载铁路轮轨关系，钢轨新材质、新工艺等方面进行了持续不断的研究，并取得一些阶段性成果。钢轨是重载技术的重要组成部分。结合大秦重载铁路，针对钢轨的主要伤损类型即钢轨的侧磨和剥离掉块、疲劳核伤及焊接接头的伤损，提出钢轨伤损的预防对策，并加以 重载铁路钢轨技术的研究 周清跃：中国铁道科学研究院金属及化学研究所，研究员，北京，100081张银花：中国铁道科学研究院金属及化学研究所，研究员，北京，100081陈朝阳：中国铁道科学研究院金属及化学研究所，副研究员，北京，100081刘丰收：中国铁道科学研究院金属及化学研究所，助理研究员，北京，100081俞 喆：中国铁道科学研究院，硕士研究生，北京，100081 摘 要：为满足重载铁路发展的需要，对钢轨和道岔用轨进行持续不断的研究，并取得一些阶段性成果：采用钢轨预打磨和设计新的轨头廓形，使轮轨在轨头踏面中心区域接触，或形成共形接触，可有效降低轮轨接触应力；高强耐磨新钢种钢轨和道岔用轨的研制和应用、钢轨焊接技术的优化、打磨技术的科学应用，可显著提高钢轨和道岔用轨的耐磨、抗疲劳性能，大幅提高钢轨的使用寿命、延长换轨大修周期。 关键词：重载铁路；轮轨接触关系；高强耐磨；钢轨焊接；钢轨打磨；钢轨大修周期 实施。这些措施可归纳为改善轮轨接触关系以降低外力、研制高强耐磨抗疲劳钢轨以提高内部抗力，为钢轨的使用寿命由9亿t延长至15亿t以上指明了方向[1]。 1 改善重载铁路轮轨接触关系 1.1 轮轨接触关系研究 针对新轮新轨形面匹配不良的情况，提出优化轮轨形面，使轮轨接触发生在轨头踏面中心区域或形成共形接触，避免形成两点接触或轨距角单点接触，以降低轮轨接触应力。 在重载铁路上应同时提高轮轨的硬度以满足重载高载荷工况的需要。在曲线上钢轨磨耗严重，应以提高钢轨硬度为首选；在直线上应以提高钢轨耐疲劳性能为主。为此提出了研制高强耐磨钢轨（强度等级大于1 300 MPa，轨面硬度大于370 HB）在曲线上使用，研制适当硬度钢轨在直线上铺设（轨面硬度大于300 HB）的技术思路。 我
浅析重载铁路技术发展趋势 摘要：目前，重载铁路因其多种优点而在世界范围内备受重视，也是我国目前铁路运输发展的必然趋势。我国的重载铁路技术兴起的较晚而且发展相对缓慢，应在发展中不断引进新技术改进、优化重载铁路存在的问题，为我国重载铁路发展开创新的局面。本文通过分析重载铁路技术的创新原理，探讨几项重载铁路的关键技术，进一步阐述其未来发展趋势。 关键词：重载铁路；技术创新；轴重 20世纪20年代重载铁路技术首次出现在美国，其因列车总重大、轴重大、行车密度及运量大等优点而引起广泛的应用与推广，尤其是在运输大宗材料货物方面具有重大运输意义。我国在重载铁路运输方面起步晚，发展比较滞后而且还遇到很多问题，所以我国在重载铁路方面的发展和提升空间还很大，会给我国的铁路事业发展带来重大影响。要想提高我国铁路技术的发展水平，就必须利用铁路新技术对重载铁路进行创新和完善。 一、重载铁路技术的创新原理 （一）开放式原理 重载铁路的创新理念自20世纪20年开始出现后，就受到很多企业的青睐并在随后的时间不断向前发展。重载铁路技术要想在社会不断进步中积极发展，就必须紧跟发展趋势在原有技术基础上不断创新改进。一般有关企业负责重载铁路方面的创新技术而不受外界因素的影响，而各创新技术之间往往存在很大差异，而所涉及的学科知识之间也会出现较大的交叉状况，在现实因素作用下表现出很多的独特性，因此许多类型技术之间的联系较少。重载铁路技术发展的客观情况就要求，其必须在不断发展中发现问题并及时分析解决，吸取经验，必须有各种技术部门的相互协调合作，实现重载铁路技术的不断发展创新。 （二）集成式创新 集成式创新方式注重将本来没有关系的各种要素进行系统的重新组合，使新系统具备新的功能。重载铁路是一项具有较高要求的技术，工程建设比较复杂，需要多种高难度技术的协助才能完成。这种情况就要求所依靠的企业必须实现自己的创新发展，充分利用集成式创新理念重新组合各种资源，实现资源的最大利用与开发，提高重载铁路的技术发展。实际生产中，企业要想实现重载铁路技术的全面发展及改进，只依靠自己的力量很难实现，必须获得企业之外各种资源的协助才能实现更快的发展。 二、实现重载铁路的关键技术 （一）径向转向架技术 为实现重载铁路的运输，燃料、电力等铁路运输机车都广泛采用径向转向架技术，这项技术在国际已得到广泛认可并取得很大成就。在实际应用中，径向转向架能够缓冲车轮与轨道之间的横向力，进而减小车轮与轨道之间的摩擦程度，大大提高机车的运转效率，这项技术也可以辅助解决机车遇到的各种问题。 （二）加大车辆轴重 随着对重载铁路运输需求的不断增长，车辆的轴重已不能承载当前的负荷，因此必须对其进行改进优化，提高机车的运输能力，满足重载铁路的发展需求。目前国外在车辆轴重方面发展较先进，那些先进国家已经实现30t的轴重数值，在特殊情况下轴重会达到40t，目前关于更大轴重的机车正处于研制开发中。而我国目前重载铁路使用的最大轴重是25t，还落后于发达国家，因此，我国必须
重载运输及其对铁路现有技术设备的要求 吕佰铨 （哈尔滨铁路局减速顶调速系统研究所，黑龙江哈尔滨 150006） 摘 要：为了解决重载运输问题，要研究重载运输的意义和开行条件，明确对现有铁路设备的要求和影响，特别是对编组站调车作业的影响，进一步探讨编组站调速技术及设备的改进、创新和提高，从而满足高速重载对编组站现代化的要求和需要。关键词：铁路编组站；重载运输；调速技术；减速顶 1 重载运输是铁路跨越式发展战略的要求 铁路跨越式发展战略要求全面调整生产力布局，快速扩充运输能力和快速提高技术装备水平，确保运输安全与稳定。为了满足这一要求，充分发挥铁路运输的优势，提高铁路在国内运输业的市场份额和竞争力，在铁路旅客运输方面进行了旅客列车5次大提速，开行了大量的夕发朝至、朝发夕至等特快旅客列车，春运、暑运及两个长假增开了大量的临时旅客列车；在铁路货物运输方面，开行了大量的行包快运列车、鲜活货物直达快车等。从上述客货运输的新变化可以看出，铁路运输正在形成新的发展格局。在列车区间通过能力方面日益紧张。在编组站方面表现为原有的均衡运输格局被打破，不均衡到达的车流，造成编组站阶段性能力紧张。 为了缓解紧张的区间通过能力，应对不均衡到达的车流，一是要强化编组站的功能，通过对编组站的技术设备进行改造，加强编组站驼峰单位时间内的解体能力和车辆存储能力，避免车流集中到达时造成到达场"堵塞"，打乱区间的正常运营秩序；二是要借鉴国外铁路的发展经验，大力发展重载运输，提高运输能力。从美国和欧洲铁路运输的发展经验看，重载运输是提高铁路运输能力的积极有效的技术措施。美国最重的单辆货车总重为143短吨（约合130吨），货运列车的编组辆数达到100辆以上。俄罗斯等欧洲国家最重的单辆货车总重也在90吨以上。因此根据我国铁路机车车辆、线路设备和货物运输等情况，通过相应地改革运输组织方法，在一些运输能力紧张的线路上实行了重载运输（即提高机车的牵引定数或增加编组列车的长度），提高铁路运输能力。 2 重载运输及其开行条件
载铁路运输因其运能大、效率高、运输成本低而 受到世界各国铁路的广泛重视，不仅在一些幅员辽阔、资源丰富、煤炭和矿石等大宗货物运量占有较大比重的国家（如美国、加拿大、巴西、澳大利亚、南非等）发展重载铁路，大量开行重载列车，而且在欧洲以客运为主的客货混运干线上也开始开行重载列车。目前，重载铁路运输在世界范围内迅速发展，重载运输已被国际公认为铁路货运发展的方向，成为世界铁路发展的重要方向之一。世界各国重载铁路借助于采用高新技术，促使重载列车牵引重量不断增加。重载运输不仅提高运量，降低成本提高收入，而且能降低维修成本。国外实践经验表明，增大轴重能显著提高运输效率，国外重载铁路的列车轴重大多集中在28~32.5 t，最大达40 t。目前美国、澳大利亚、瑞典、南非、巴西、俄罗斯等国的货车轴重均达到了27 t以上，我国已经开始研发27 t及30 t轴重重载列车及其配套技术。 我国重载铁路技术发展趋势 康熊：中国铁道科学研究院，研究员，北京，100081 宣言：中国铁道科学研究院铁道科学技术研究发展中心，副研究员，北京，100081 摘 要：介绍国外重载铁路技术特点与技术发 展趋势，探讨今后我国重载运输技术发展模 式，分析提高轴重的经济效益，分析我国重载 铁路的关键技术问题。研究分析表明：我国重 载运输应采取既有普速路网的强化改造和合理 规划新建重载线路的措施，以提高整体重载运 输能力；我国重载铁路技术应重点研究运输能 力匹配和运力布局，加快开展大功率机车和货 车技术、牵引制动控制技术、基础设施强化技 术、大能力煤运通道新建技术、重载轮轨关系 技术的研究和应用，通过采用设备状态检测与 监测技术、预防性线路维修等技术来全面提升 重载线路养护维修技术水平和管理水平。 关键词：重载铁路；关键技术；运输能力；养 护维修 重
关于重载铁路运输组织模式的探讨 摘要：重载运输是当代铁路运输的一种重要运输组织方式，也是目前提高铁路 运输效率的重要手段，不仅能够缓解铁路运力紧张，提高线路输送能力的目的， 同时还能够较大的降低铁路运输成本，特别是对于煤炭这类大宗货物的运输，更 显示出了独特的优势。 关键字：重载扩能技术要求 1 研究背景 国外重载直达运输具有路网密度小，运输组织简单的特点，因此研究的重点 集中在线路设备、装卸设备和现代化管理设备以及机车车辆的研究上。我国大秦 铁路是第一条双线电气化开行重载单元货车列车的煤运线路，不但担负大同地区 与秦皇岛港之间的煤炭运输，而且是我国山西、内蒙古等地区煤炭外运的大通道，其车流组织的复杂性、车流密度和运输强度等都远远超过国外的重载铁路。 2 重载列车类别 2.1 单元式重载列车 单元式重载列车时以固定的机车车辆组成为一个运输单元，并以此作为运营 计费单位，在装卸站间循环直达运行的货物列车。在机车车辆充足的情况下，采 用种重载运输组织模式可以最大限度地减少运营支出，大幅度降低运输成本，但 要求货源充足、类品单一，货物到发地点统一，机车车辆、线路站场、装卸仓储 等设备要配套，并要采用最合理的运行图及最佳周转方案。 2.2 整列式重载列车 整列式重载列车是采用普通列车的组织方法，由挂于列车头部的大功率单机 或多机牵引，由不同型式和载重的货车车辆混合编组，达到规定载重量标准的列车。这种列车的运输特点和普通列车一样，采用一般列车的作业方法，列车到达 解体、编组、出发、取车、送车、装卸车和机车换挂等作业均与普通列车相同。 2.3 组合式重载列车 组合式重载列车可分为两种类型。第一种类型组合式重载列车时由两列及以 上同方向运行的普通货物列车首尾相接、合并组成的列车。机车分别挂于原各自 普通货物列车首部，由最前方货物的机车担任本务机，运行至前方某一技术站或 终到站后，分解为普通货物列车。第二种类型组合式列车时由两列及以上的同方 向运行单元重载列车首尾相接、合并组成的列车，根据需要，机车有不同的联挂 方式。大秦线所开行2万吨重载列车就是采用的这种组合形式。 3 重载铁路技术要求 3.1重载铁路运输技术路线 实现重载运输有两种基本途径。一是扩大列车编组，增加列车长度，开行长 大列车；二是提高轴重，加大车辆的每延米重量，发展大型货车。从世界重载运 输技术的发展趋势来看，尽可能提高列车每延米的有效载重，充分利用现有站线 长度，已逐渐成为今后重载铁路运输的主流方向。目前，美国和加拿大重载运输 线上的货车轴重一般为30t，正在研制轴重35t、总重140t的大型车辆；澳大利 亚重载铁路轴重一般为30—32．5t，现在也逐渐提高到35t。甚至有发展至40t 的计划；俄罗斯重载列车的轴重在1992年已达25t，1993年试验轴重达到27t； 南非窄轨重载铁路也采用了大型货车，平均轴重为26t。 由于以上各国在重载铁路上广泛使用大轴重的大型货车，都有效地提高了列 车每延米的重量，一般达到8—9t／m，运输效率得到大幅度提高。我国目前繁忙
最近中国成功的进行了30t轴重的重载铁路实验，这是技术上的一次突破。我发现不少吧友对重载铁路的概念不大清晰，也对其意义不大了解，所以我以一个铁路爱好者的角度像各位解释一下这个概念。我不是专业人士，因此如有错误，我恳请各位专业人士指点。重载铁路，顾名思义，指的是运载量巨大的铁路。由于铁路运输量大，价格相对便宜，速度较快，并且效率较高，在很多国家，铁路成为了物资以及旅客运输的主要方式。 由于普通铁路载重有限，因此便有了专用的重载铁路，专门运输大宗货物，提高效率。 重载铁路有这么几个特征： 1.行驶列车总重大 2.行驶车辆轴重大 3.行车密度大 并且主要运输大宗货物，尤其是原材料，如铁矿石，煤炭，石油等等 这三个概念都很好理解，但首先我还是向各位介绍一下轴重的概念。 一般的车辆都有数个车轴（货车4轴居多），整个车皮的自重+最大载重除以轴数便是这个车辆的轴重 例如C80型敞车自重20t，载重80t，因此轴重25t 如同很多事物，重载铁路也有自己的标准。世界重载协会在1986年1994年2005年三次修订了重载铁路标准 我们先看看1994年的（3选2） —列车重量至少达到5000吨； —轴重达到或超过25吨； —在长度至少为150公里的线路上年运量不低于2000万吨。 接下来的是2005年的（3选2） —列车重量不小于8000 吨； —轴重达27 吨以上； —在长度不小于150 公里线路上年运量不低于4000万吨。 结合我国的实际情况，中国国内的主要干线，如京广线，京沪线，陇海线等等都能达到1994年标准。国内目前只有晋中南、大秦、朔黄等线路能达到2005年标准 可能有人会问了：平时我们见到的火车都那么长，看起来能装不少东西，为什么还要专门搞重载运输呢 回答很简单：由于普通铁路的运输远远不能满足需求，同时效率较低，并且难以提升运量（要兼顾客运列车的运行），因此有必要修建重载铁路。 但是由于国情的不同，并不是所有国家都修建了重载铁路的。例如西欧大部分国家铁路货运运量小，修建重载铁路的必要性不大。 世界上仅有中国、美国、俄罗斯、巴西、澳大利亚、南非、瑞典等国家发展了重载铁路，并且取得了较大成功。但各个国家出于不同需求，运行模式都有所不同。 中国、美国、俄罗斯除了运输原材料以外，还大量运输其他货物，例如集装箱等等 巴西、澳大利亚、南非、瑞典主要以运输当地的矿产资源，如煤炭铁矿当地为主。 因此，世界上重载列车主要有3中模式 1.重载单元列车：列车固定编组，货物品种单一，运量大并且集中，在装卸地之间循环运转。以美国加拿大为代表，包括巴西澳大利亚和南非等国家开行这样的列车。中国在大秦线上使用C70 C76 C80（C指敞车，没盖的货车，后面的数字是载重量）开行这样的重载列车 2.重载组合列车：两列或者两列以上的列车合并，使得列车运行时间间隔为0.这种列车以俄罗斯为代表。大秦线上开行的4x5000t列车和2x10000t列车就是这种模式 3.重载混编列车：单机或者多机牵引，由不同形式和载重的货车混合编成，同时可在运行途
高速重载铁路运输对钢轨的技术要求 我国铁路现有营业里程67000km，每年新线投产约1000km，其中60kg/m以上钢轨铺设38500km，约占正线延展长度的49.6%。今后相当长的一段时间内，60kg/m钢轨将是铁路采用的主轨型。 国产钢轨牌号主要有U74、U71Mn、PD2、PD3和BNbRE，强度级别为800、900MPa 和1000MPa级。钢轨淬火后，强度可达到1100-1200MPa或1200-1300MPa级。其中PD2为普碳钢SQ工艺全长淬火钢轨；PD3为高碳微钒低合金钢轨，BNbRE为含铌稀土处理低合金钢轨。 世界上开行200km/h以上高速铁路的国家有5个，即日本的新干线、法国的TGV、德国的ICE、意大利的ETR和西班牙的A VE。 全部采用60kg/m的轨型。 为保证高速列车运行的平稳性和旅客的舒适性，高速铁路的平顺性是很重要的指标，国外高速铁路采用断面尺寸公差和平直度要求很高的长定尺钢轨并焊接成超长无缝线路。 为保证高速铁路的运行安全，国外高速铁路用钢轨采用各种冶金技术最新发展的成果来生产。钢轨生产厂普遍采用铁水预处理，转炉或电炉炼钢、炉外精炼、真空脱气等先进工艺。钢水浇铸则全部采用连铸。钢中硫、磷含量一般小于0.02%；氢含量小于1.5× 10-6；高倍夹杂物B、C、D类≤1.0级，A类≤1.5级。 万能轧机轧制是提高尺寸精确度和表面质量的关键。 我国铁路发展提速、重载运输后，有4个特点影响到钢轨的服役状态。 高密度、高速度、高牵引定数和大轴重并举： 提速后，四大干线旅客列车速度达到140~160km/h，货物列车速度达到80-85km/h。 四大干线已开行牵引定数5000t的重载列车。大秦线运煤单元列车全列重量10000t。 新设计生产的重载货车轴重达25t，增加了轮轨间接触应力和疲劳负荷。 曲线外轨超高位置： 由于我国铁路系统是客、货列车混跑，使得轮轨之间的接触偏离设计状态，使得钢轨的服役条件更加苛刻。 内燃电力牵引比例增加： 轴重与轮径之比P/D较蒸汽机车大，由于减小了轮轨之间的接触面，增加了接触应力。 蛇行运动： 列车速度提高后，两侧钢轨造成不均匀的磨耗和剥离。 技术条件指标 ⑴ 化学成分和残留元素：200km/h钢轨化学成分采用U71Mn，UIC900A，PD3 和BNbRE四个钢种，300km/h钢轨采用欧洲标准EN260，但其成分含量比原钢号成
浅析铁路重载运输 一、鐵路重载运输及其运输组织方式 铁路重载运输（railway heavy haul traffic）是指行驶列车总重大、行驶轴重大的货车或行车密度和运量特大的铁路运输。1986年10月，在加拿大温哥华召开的第三届国际重载铁路会议上，通过了铁路重载运输的定义：线路年运量在2 000万t 及其以上，列车牵引重量至少为5 000 t，列车中的车辆轴重达到21t，具备以上条件之二者，皆可视为铁路重载运输。1994年6月国际重载运输年会上，对铁路重载运输的定义作了一些修改。凡具备以下三个条件之二者，可视为铁路重载运输线路： 1.经常、定期或准备开行总重最少为5000T的单元或组合列车； 2.在长度最少为150km的铁路区段上，年计费货运量最少达到2000T及其以上； 3.经常、定期或准备开行轴重为25T及其以上的列车。 重载运输在运送大宗货物上显示出高效率、低成本的巨大优势，是铁路运输规模经济和集约化经营的典范。发展铁路重载运输是铁路挖潜提效、提高输送能力、降低运输成本的主要途径，铁路重载运输已成为许多国家追求的现代化货运方式，铁路重载运输代表了铁路货运发展的方向。世界上开展重载运输的国家还不是很多，只有澳大利亚、加拿大、中国、南非、美国、俄罗斯、巴西等国土幅员辽阔、资源丰富、铁路较为发达、大宗货物运输较多的国家。当然，更主要的原因还在于重载运输对铁路线路、机车车辆、行车组织等方方面面的要求比较高，一般国家目前还难以达到。正因为如此，重载运输才算得上未来铁路发展的方向之一。 根据各国铁路运营条件和技术装备水平的不同，重载列车的运输方式大致可归纳为3种类型。 1.整列式重载列车。
朔黄重载铁路延长钢轨使用寿命技术措施 薛继连1，贾晋中1，孟宪洪1，徐涌2，张格明2，翟婉明3，许玉德4， 马战国2，李伟2 （1.朔黄铁路公司，北京；2.铁道科学研究院，北京；3.西南交通大学，成都；3.同济大学，上海） 摘 要：朔黄重载铁路年运量已突破1.8亿吨，但山区大量小半径曲线75kg/m钢轨过度疲劳伤损和严重磨耗已阻碍朔黄铁路运能进一步提高，为此，朔黄铁路公司联合国内科研院 校开展了为期两年多的系统试验研究，从重载铁路轮轨相互作用关系源头出发，着重 开展了曲线设置参数、轮轨型面匹配关系的优化和分析，以及钢轨打磨、曲线钢轨润 滑技术的研究与试验工作，提出了延长朔黄重载铁路钢轨使用寿命的综合技术措施， 并经过现场实际应用考核，证实了其有效性和实用性。 关键字：铁路；重载；钢轨；寿命 1 概述 朔黄重载铁路西起山西省神池县神池南站，东至河北省黄骅市黄骅港口货场，正线总长近600公里，是我国西煤东运的第二条重载运煤铁路。朔黄重载铁路于2000年5月18日建成通车，新建时为60kg/m配套轨道结构，600kg/m、U71Mn、25m标准轨、II型混凝土轨枕、轨枕配置1840根/公里、I型弹条、II级碎石道床，道床厚550mm，道床顶宽3.1m、边坡1:1.75。自2005年5月19日开始，朔黄重载铁路上行线进行跨区间或区间无缝线路改造，钢轨更换为U75V 75kg/m钢轨，2005年11月底全部完成正线换铺工作，换轨总长557.5km，其中在半径800m及以下曲线地段铺设了强度等级高的全长淬火钢轨（1180MPa）。 朔黄重载铁路上行线自2005年开始更换U75V 75kg/m钢轨后，运营半年左右时间，小半径曲线（R500m~R800m）内股钢轨轨面表层开始出现鱼鳞状裂纹，并逐步发展成鱼鳞状剥落掉块，到2006年2月底已发现有30条曲线共计4.571km钢轨出现大范围的剥落掉块，而且发展趋向严重。小半径曲线外股钢轨也同样出现裂纹掉块，但出现时间晚于内股，其发展情况与外股基本相同。 曲线钢轨磨耗和疲劳伤损是世界各国重载铁路钢轨病害的基本形式，但在如此短的在役时间和较小的累计通过总重情况下，朔黄铁路上行线75kg/m钢轨病害形成和发展速度如此之快，病害程度如此之严重，预示着朔黄重载铁路75kg/m钢轨线路与运行的机车车辆间存在极为不利的相互作用，为此，朔黄铁路公司于2006年联合北京铁路局、中国铁道科学研究院、西南交通大学、同济大学协同研究延长朔黄铁路钢轨使用寿命技术措施。 2 朔黄铁路75kg/m钢轨伤损
浅析铁路重载运输 【摘要】阐述了铁路重载运输的经济效应对我国铁路重载运输发展的重要理论指导和实践意义。分析了铁路重载运输对铁路货物运输需求和供给的影响，认为铁路重载运输后，铁路货运需求在短期内将保持稳定，从长期看应有所增长；同时铁路重载运输可增加铁路运输企业供给能力。因此，铁路推行货物重载运输是一种改进，既有利于铁路运输企业自身的发展，又能对社会其它部门产生积极作用。基于以上分析，阐述了神华集团既有铁路对发展重载列车的必要性和优势。 【关键词】铁路重载运输；经济分析；福利效应；神华优势 一、铁路重载运输及其运输组织方式 铁路重载运输（railway heavy haul traffic）是指行驶列车总重大、行驶轴重大的货车或行车密度和运量特大的铁路运输。1986年10月，在加拿大温哥华召开的第三届国际重载铁路会议上，通过了铁路重载运输的定义：线路年运量在 2 000万t 及其以上，列车牵引重量至少为5 000 t，列车中的车辆轴重达到21t，具备以上条件之二者，皆可视为铁路重载运输。1994年6月国际重载运输年会上，对铁路重载运输
的定义作了一些修改。凡具备以下三个条件之二者，可视为铁路重载运输线路： 1.经常、定期或准备开行总重最少为5000T的单元或组合列车； 2.在长度最少为150km的铁路区段上，年计费货运量最少达到2000T及其以上； 3.经常、定期或准备开行轴重为25T及其以上的列车。 重载运输在运送大宗货物上显示出高效率、低成本的巨大优势，是铁路运输规模经济和集约化经营的典范。发展铁路重载运输是铁路挖潜提效、提高输送能力、降低运输成本的主要途径，铁路重载运输已成为许多国家追求的现代化货运方式，铁路重载运输代表了铁路货运发展的方向。世界上开展重载运输的国家还不是很多，只有澳大利亚、加拿大、中国、南非、美国、俄罗斯、巴西等国土幅员辽阔、资源丰富、铁路较为发达、大宗货物运输较多的国家。当然，更主要的原因还在于重载运输对铁路线路、机车车辆、行车组织等方方面面的要求比较高，一般国家目前还难以达到。正因为如此，重载运输才算得上未来铁路发展的方向之一。 根据各国铁路运营条件和技术装备水平的不同，重载列车的运输方式大致可归纳为3种类型。 1.整列式重载列车。 整列式重载列车是由单机或多机牵引，机车挂于列车头
重载铁路的研究进展 1．什么是重载铁路运输？ 铁路重载运输定义：用于运载大宗散货的总重大、轴重大的列车、货车行驶或行车密度和运量特大的铁路。运输量5000t以上，总重1～2万吨，轴重25t 以上，年运量2亿吨以上。重载铁路是一种效率甚高的运输方式。重载列车需着重研究的问题是运行管理、轨道的适应性，以及大宗散货的装卸等。 重载运输开始于20世纪60年代开始，美、加、俄、巴西、南非、澳大利亚领先，美国运煤列车长6500m，重44000t，500车辆、6台机车；南非矿石列车，长7200m，重71600m，660车辆；俄国重载列车长6500m，重43000t，400车辆，4台机车；澳大利亚2001年6月创新的世界记录，列车长7353m，总重99734t，682车辆，8台机车；我国第一条重载铁路大秦铁路，2002年实现1亿吨年运量设计能力，2004年实现1.5亿吨年运量，2005年实现2亿吨年运量，2006年实现2.5亿吨年运量，2007年实现3亿吨年运量，3亿吨创国际年运量最高记录。未来目标40000 t。 2．重载铁路运输方式 重载列车种类：单元式、整列式、合并式。 单元式重载列车是把大功率机车双机或多机与一定编成辆数的同类专用货车固定组成一个运输“单元”（unit），并以此作为运营计费的单位。单元式重载列车特点：固定机车车辆编组，固定发站和到站，固定运行线路，运送单一品种的货物列车。它在装卸站间往返循环运行，中间无改编作业。（大秦铁路）组合式重载列车是由两列及其以上同方向运行的普通货物列车首尾相接、合并组成的列车。机车分别挂于各自的物货列车首部，由最前方货物列车的机车担任本务机车，运行至前方某一技术站或终到站后，分解为普通货物列车。 整列式重载列车是由挂于列车头部的大功率单机或双机牵引，采用普通货物列车的作业组织方法，牵引重量达到5 000 t及其以上的列车。 1）单元重载列车是加速货物送达和机车车辆周转的有效运输组织形式。在货源充足、品类单一、产销关系稳定的大宗散堆装货物(如煤炭、矿石、粮食等)，可组织开行装卸车地之间的单元式重截列车。但是，这种重载运输方式要求装、