某某铁路货物运输课程设计

一、德阳站发闵行站变压器一件，重量为195t，长度为8810mm，宽度为3322mm，高度为3910mm；支重面长度为7980mm，宽度为2570mm；重心位于变压器纵中心线所在垂直平面上、支重面长度的中央，至变压器一端距离为4535mm，至另一端距离为4275mm，距底部高度为1875mm。

1. 确定经济合理的装载加固方案（包括重车重心高度计算，采用钢挡焊接加固，自行设计钢挡结构）、超限等级（注：检定断面均按车辆横中心线所在垂直平面考虑）、超重等级。

2. 填写“超限超重货物托运说明书”，写出请示电报。

1.车型选择

（1）货物高度为3910mm ，重心高1875mm ，应采用凹底平车降低重心。 （2）货物重量为195t ，长度为8810mm ，宽度为3322mm ，属于长大重货物，应采用D 型长大货物车。

（3）根据《铁路超限超重货物运输规则》中列出的D 型车参数，选出符合以下条件的车型

210t ≥P 容

≥195t 选择D2A 车型，原因如下：

a. 车辆定距（销距）较大，曲线上货物所需空间半宽较小；

b. 地板面至轨面高较小，便于降低重车重心高；

c. 车辆自重较小，断轴风险较低。

2.装载方案

货物重心的投影位于车辆纵向中心线上，由于货物重心至变压器两端距离分别为4535mm 和4275mm ，中部凹底长9000mm ≤4535mm×2=9070mm，因此货物重心无法落在车辆横向中心线上。装载方案如下图所示：

-=210-195=151059155

=

23050=195P Q t t a l mm Q a a >=⨯>容容容需 因此该方案可行，可以用一辆D 2A 型凹底平车装运。

3.重车重心高度

重车重心高度：Q h Qh 13610721951875930=2092.95Q Q 136195

H mm +⨯+⨯+=

=++车车车（）

4.加固方案

4.1运输中货物所受的各种力

（1）纵向惯性力： 采用刚性加固时，当

130Q t >总时，按130t 计算

()0T 26.69=195+0.1136=331t 313>01951909013.50t

Q t Q kN

==-⨯⨯=总

（2）横向惯性力：

00.13N 2.82 2.2 2.82 2.2195549.923050a n Q Q kN l ⎛

⎫==+=+⨯⨯= ⎪⎝⎭（）

（3）垂直惯性力：

0.134.537.84 4.537.84195883.423050a Q q Q Q kN l ⎛⎫⎛

⎫==+=+⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭垂垂

（4）风力：

W qF 0.498.17 3.9115.7k N ==⨯⨯=

（5）摩擦力：

取钢板与钢板之间的摩擦系数0.3µ=。

9.8Q 9.80.3195573.3F kN μ==⨯⨯=纵

摩

()()()

() µ9.80.49.8520.39.81950.39.8195883.4308.3F Q Q Q Q kN

=-=⨯⨯-=⨯⨯-=⨯⨯-=横

垂垂垂摩

4.2 需要加固材料或装置承受的力

（1）纵向水平力：

T T F 1909.05573.31335.75N

k ∆=-=-=纵

摩

（2）横向水平力：

()()N 1.25N W F 1.25549.915.7308.3398.7kN ∆=+-=⨯+-=横

摩

（3）防止倾覆的力矩

不采取加固措施时，加垫10mm 橡胶垫，货物倾覆稳定系数为： 纵向：

9.8Qa 9.81953990

η 2.12 1.25Th 1909.05(187510)

⨯⨯=

==>⨯+ 横向：

9.8Qb 9.819512852455635η 2.30 1.25

Nh Wh 549.9(187510)15.7(190010)1066548.5

⨯⨯====>+⨯++⨯+风

综上，货物稳定，不会发生倾覆。

4.3主要加固方法及加固强度

（1）加固方法：

依题意，采用钢挡焊接加固方法，纵向每一侧2个钢挡，共4个；横向每一侧4个钢挡，共8个；货物与车底板接触面加一层1cm 橡胶垫，在空隙处填充木质材料进行加固。设计方案及所需钢挡数据具体如下：

a.纵向钢挡

由于货物采用凹底平车装载，将钢挡焊接为如下图的形状来使用，并在三角形内部填充木质材料进行加固：

b.横向钢挡

货物最底部宽128522570mm ⨯=，车体宽2760mm ，横向钢挡设计为三角形，空隙处填充木质材料，货物底部加固方案如下图所示

钢挡加固方案俯视图如下图所示：

c.钢挡尺寸设计

纵向加固钢挡与货物接触面的高度定为4cm ，数量定为2个，焊缝长度为：

[]10101335.75

34.07534.10.70.72470

T l cm nK τ∆⨯=

==≈⨯⨯⨯纵

该题中，变压器属于用铁地板长大货物车装运的货物，可以采用在货物周围加焊钢挡的方法防止货物移动。横向加固钢挡挡在货物底部支重面钢板上，考虑到底部钢板比较薄，货物下部为斜面的特征，钢挡接触高度设为1cm 。加上1cm 的橡胶垫，横向加固钢挡高度采用2cm 。

同一端（或一侧）加焊4个钢挡时，每个钢挡需要的焊缝长度为：

[]()1010398.7

20.34220.30.70.74170

N l cm nK τ∆⨯=

==≈⨯⨯⨯横

5.超限等级

用六轴以上长达货物车装载，货物计算点为位于大底架两心盘中心内方时，

()

21210008n L L x C R

+⋯+-=

⨯内

曲线上货物所需空间内侧半宽：

B 36X

C =+-内内

其中，

1n L L ⋯——分别为长大货物车由上至下各层底架心盘中心距，m ，其中n 为长达货物车底架层数；

x ——货物检定断面至车辆横中心线的距离，m ；