铁路货物运输综合设计一

铁路货物运输综合设计一

题目：

一、香坊站发信阳站变压器一件，重量为203t，长度为8430mm，宽度为3320mm，高度为3940mm；支重面长度为8310mm，支重面宽度为2560mm；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4240mm，至另一端距离为4190mm，距底部高度为1915mm。要求：

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、超重等级。

2. 填写“超限超重货物托运说明书”，写出请示电报。

计算过程如下：

A.选取凹底长大货物车

根据货物的性质选取DA21型凹底长大货物车，该型凹底长大货物车的各项参数如下：

图1：DA21型凹底平车结构图

B. 重车重心高计算

据公式 ：H =

Q 车h 车+Q 1h 1

Q 车+Q 1

得：

H=

122.8×1035+203×（1915+940+10）

122.8+203

查“重车重心超高限速运行规定表”得：

因 2000< H < 2400 ,故应区间限速 50 km/h 运行，通过侧向道岔限速 15 km/h 运行。

C. 超限等级的确定

因所装载货物位于销距l 以内，故计算宽度应为：

X 内= B +

l 2−2x 28R

× 1000 -36

检定断面及计算点的确定如下图：

图3：检定断面及计算点

计算过程如下：

a 点： X 内a =1480+

24.132−08×300

×1000−36=1686.6 mm

h a =185+10+940=1135 mm

超限等级判定：

1650 < 1686.6 < 2389 mm a 点属于超级超限 b 点： X 内b =1660+

24.132−08×300

×1000−36=1866.6 mm

h b=3010+10+940=3960 mm 超限等级判定：

1715 < 1866.6 < 2158 mm b点属于超级超限

c点：X

内c =1060+24.13

2−0

8×300

×1000−36=1266.6 mm

h c=3625+10+940=4575 mm

超限等级判定：

1230 < 1266.6 < 1958 mm c点属于超级超限

d点：X

内d =645+24.13

2−0

8×300

×1000−36=851.6 mm

h d=3885+10+940=4835 mm

超限等级判定：

730 < 851.6 < 875 mm d点属于二级超限e点：

X

内e =480+24.13

2−0

8×300

×1000−36=686.6mm h d=3940+10+940=4890 mm

超限等级判定：

590 < 686.6 < 725 mm e点属于二级超限f点：

X

内f =1660+24.13

2−0

8×300

×1000−36=1866.6mm h f=3575+10+940=4525 mm

超限等级判定：

1280 < 1866.6 < 1988 mm f点属于超级超限得下表2：

表2：各计算点的超限等级故：

结合上面的计算，该货物属于超级超限货物。

D.超重货物等级的确定

据“超重货物分级表” ——《铁路超限超重货物运输规则（2012）》 此货物用DA21型凹底长大货物车装载时不属于超重货物。

E. 货物受到的力的计算

该货物装载后再运行过程中受到 纵向惯性力T 0 、横向惯性力N 0 、垂直惯性力Q 垂 、风力W 与摩擦力F 摩

纵

、F 摩

横

共6个力。下面分别计算这6个力。

● 纵向惯性力T 0

据公式：

T 0=t 0Q

t 0=26.69−0.13× Q 总

当采用刚性加固， Q 总>130 t 时， Q 总=130 t ,

故 t 0=9.79 kN /t , T 0=9.97×203=1987.37kN ;

● 横向惯性力N 0

据公式：

N 0 =n 0×Q

n 0=2.82 + 2.2 × a

l

因 a=0 ,故 n 0=2.82 kN /t ，N 0=2.82×203=572.46 kN ;

● 垂直惯性力Q 垂

据公式：

Q 垂 =q 垂×Q

q 垂=4.53+7.84× a

l

因 a=0 ,故 q 垂=4.53 kN /t ，Q 垂=4.53 ×203=919.59 kN ; ● 风力W

W =qF =0.49×8.31×3.94=16.04 kN ● 摩擦力F 摩

纵

、F 摩

横

F

摩

纵

=9.8 μQ ; F

摩

横

= μ ( 9.8Q −Q 垂 ) ;

当 μ 取0.5时（橡胶垫与钢板），代值计算得：

F 摩

纵

=994.70 kN ; F

摩

横

= 534.91 kN ;

F. 加固计算及加固方案

● 加固所需的力

T ∆ = T 0−F

摩

纵=1987.37−994.7=992.67 kN

N ∆=1.25(N 0+W )- F 摩

横

=1.25×( 572.46+16.04 )-534.91=200.72 kN

● 货物防倾覆的稳定性

纵向 η = 9.8Qa Th

=

9.8×203×4190

1987.37×(1915+10 )

=2.17 > 1.25

横向 η =

9.8Qb Nh+Wh 风 =

9.8×203×1280

（572.46+16.04）×(1915+10 )

= 2.25 > 1.25

故， 该货物在运输过程中纵向及横向均不会发生倾覆。

● 加固方案

加固时在货物的侧面及端面各焊接两个钢挡，每个钢挡4个焊缝，焊脚高度为50 mm

纵向 l 纵= 10T ∆ 0.7nk[τ]

= 10×992.67

0.7×1×50×60 = 157.6 cm =1576 mm

横向 l 纵= 10N ∆ 0.7nk[τ] =

10×200.72

0.7×1×50×60

= 32.0 cm =320 mm

图3 钢挡示意图

即

两端的焊缝长度不小于1576 mm,采用两个钢挡，每处焊缝长197 mm ×8 ;两侧的焊缝长度不小于320 ，采用两个钢挡，每处焊缝长40 mm ×8 。