货物装载加固方案设计说明书

……………铁路货场平面设计说明书货物装载加固方案设计说明书姓名：_学号：_____班级：_指导老师：_2018年6月…………铁路货物运输装载加固方案设计说明书目录第一篇装载加固方案设计任务书21893一、货物运输组织装载加固方案课程设计任务书 页第一篇装载加固方案设计任务书一、货物运输组织装载加固方案课程设计任务书1货物规格：钢制圆柱体货物一件，如下图所示，长度单位均为mm。重30t，请依据《铁路货物装载加固规则》，选择经济合理的装载加固方案。车辆参数见《铁路货物装载加固规则》附件，限界尺寸参见《铁路超限超重货物运输规则》。2400mm2400mm6000mm7200mm+3250mmQ=30t3350mm2准用货车可用任何一种标重60t普通平车装运3加固材料与加固方法参见《铁路货物装载加固规则》、《铁路货物常用装载加固材料与装置》、《铁路货物装载加固定型方案》。二、设计要求1分析货物的特点及运输要求充分了解掌握制定方案时依据的有关货物的所有技术数据，如重量、结构特点、外形尺寸、重心位置、支重面尺寸、加固作用点位置等等。2确定装车类型选择合适的车辆，确定货物在车辆上的合理位置。3确定装载方案确定货物重心在车辆横向和纵向上的位置，并进行超限和集重检查，计算重车重心高度。确定装载位置时，要满足装载方案原则，对可能的装载方案进行比较，应尽可能降低货物超限等级和重车重心高度，并注意避免集重装载。4计算作用于货物上的力及需要加固装置承受的力根据新的《加规》，（1）刚性加固的单位纵向惯性力：Q总——重车总重，t。当Q总>130t时，按130t计算Q——货物重量，t。（2）柔性加固的单位纵向惯性力：Q总——重车总重，t，跨装运输时，按跨装车组总重计算。当130t<Q总≤150t时，t0＝6.78kN/t；当Q总>150t时，t0＝5.88kN/t。Q——货物重量，t。（3）横向惯性力式中，n0——每吨货物的横向惯性力，kN/t。——货物重心偏离车辆横中心线的距离。——车辆销距。Q——货物重量，t。（4）垂直惯性力用普通货车装载时：用长大货物车装载时：——货物重心偏离车辆横中心线的距离。——车辆销距。Q——货物重量，t。（5）风力式中：F—货物在车辆侧向迎风面投影面积；q—计算风压。受风面为平面时，q=0.49kN/m2受风面为圆柱体或球体的侧面时，q=0.245kN/m2（6）摩擦力纵向摩擦力：横向摩擦力：μ—货物与车地板间滑动摩擦系数。Q——货物重量，t。5进行稳定性计算6确定加固强度确定加固材料或装置的需要数量及其规格或承受载荷的能力7画出货物装载加固方案的示意图，并标注说明三、装载加固材料规格表1各类货物加固材料适用范围货物种类防止货物不稳定状态可使用的加固材料有平支承平面的货物纵向或横向倾覆拉牵铁线、绞棍、钢丝绳、紧固器、拉杆纵向或横向位移挡木，拉牵铁线，绞棍、钢丝绳、紧固器、钉子或扒锔钉圆柱形货物纵向或横向滚动凹形垫木、掩木、三角挡、钉子或扒锔钉顺装时纵向位移拉牵铁线、钢丝绳、横腰箍、绞棍、紧固器横装时横向位移拉牵铁线、钢丝绳、绞棍、紧固器、挡木、钉子或扒锔钉带轮货物纵向或横向滚动三角档、掩木、拉牵铁线、钢丝绳、绞棍、紧固器、钉子或扒锔钉、轮挡纵向或横向位移挡木、拉牵铁线、钢丝绳、绞棍、紧固器、钉子或扒锔钉轻浮货物倒塌支柱(侧、端)、铁线、绳子、绳网、u形钉1常用加固材料的规格（1）镀锌铁线1）镀锌铁线的质量应符合国家标准GB/T343《一般用途低碳钢丝》的要求。2）镀锌铁线的破断拉力应以产品标签上的数据为准，需用拉力取其破断拉力的1/2。常用镀锌铁线的破断拉力和需用拉力见面表2。表2常用镀锌铁线的破断拉力和许用拉力线号6789101112直径（mm）5.04.54.03.53.22.92.6破断拉力（kN）6.75.44.33.292.752.261.82许用拉力（kN）3.352.72.151.641.371.130.91（2）盘条1）盘条的质量应符合国家标准GB/T701《低碳钢热轧圆盘条》的要求。2）常用盘条公称直径为：5.5mm、6.0mm、6.5mm。3）盘条的破断拉力应以产品标签上的数据为准，许用拉力取其破断拉力的1/2。常用盘条的破断拉力和许用拉力表间表3。表3常用盘条的破断拉力和许用拉力直径（mm）5.566.5破断拉力（kN）7.969.4711.12许用拉力（kN）3.984.735.56（3）钢丝绳1）钢丝绳和钢丝绳夹的质量应分别符合国家标准GB/T20118《一般用途钢丝绳》和GB/T5976《钢丝绳夹》的要求。2）实际使用时，钢丝绳的破断拉力应以产品标签上的数据为准，许用拉力去其破断拉力的1/2。3）钢丝绳的型号规格较多，为便于现场掌握和操作，本规则以上述标准中公称抗拉强度1670N/mm2的6×19（b）（1+6+12）型钢丝绳为例，列出常用钢丝绳直径及其相应的最小破断拉力和许用拉力，具体见表4。表4公称抗拉强度1670N/mm2规格6×19（b）钢丝绳的最小破断拉力和许用拉力钢丝绳直径（mm）677.7899.310111212.513最小破断拉力（kN）18.525.131.732.841.645.651.36273.881.0486.6许用拉力（kN）9.2512.5515.8516.420.822.825.653136.940.5243.3钢丝绳直径（mm）1415.516171818.52022242628最小破断拉力（kN）100126.6131153.27166182.37205248295346402许用拉力（kN）5063.365.576.638391.18102.5124147.5173201（4）铁路货物常用摩擦系数表表5铁路货物常用摩擦系数表物体名称磨擦系数木与木0.45木与钢板0.40木与铸铁0.60钢板与钢板0.30履带走行机械与车辆木地板0.70橡胶轮胎与车辆木地板0.63橡胶垫与木0.60橡胶垫与钢板0.50稻草绳把与钢板0.50稻草绳把与铸钢0.55稻草垫与钢板0.44草支垫与钢板0.42第二篇装载加固方案课程设计说明书一、货物的特点及运输要求2400mm货物规格为：钢制圆柱体货物一件，重34t，货物总长为15.4m，属于非均重货物。2400mm6000mm7200mm6000mm7200mm3250mm3350mm3250mm3350mmQ=3Q=30t由于货物形状为圆柱体，因此在装载运输过程中，为了防止货物发生滚动，需在货物底部放置鞍座，必要时可加掩木，同时为了防止货物发生移动，利用扁钢带作为腰箍加固，以增大货物对鞍座与车地板间的压力，增大货物摩擦力。由于货物本身长度较大，应注意游车的选用及区间速度和过岔速度的限制。二、确定装车类型本货物选用60t普通平车装载运输，经以上分析货物特点，本设计选用N16型平车（自重19.7t，载重60t，轴距1750mm，销距9300mm，车底板长度13000mm，车底板高度1210mm，重心高730mm），其车底板长度与货物长度较接近，载重也满足要求。三、确定装载方案在考虑阔大货物装载时，除必须满足普通货物装载的一般要求（如经济合理地使用车辆，装载量不超过货车标记载重量等）之外，要特别注意确保重车运行安全和避免损伤车底架，以保证货车的正常使用寿命，同时要注意避免集重装载。阔大货物装载必须遵守的基本技术条件：在一般情况下，货物装车后其重心或总重心（一车装几件货物时）应能垂直投影到车地板纵、横中心线的交叉点上（简称“落在车辆中央”）；特殊情况下必须偏离车辆中央时，横向偏离（即离开车地板纵中心线）不得超过100mm，超过时必须采取配重措施；纵向偏离（即离开车地板横中心线）要保证车辆转向架承受的货物重量不超过标记载重的1/2，同时要保证车辆两转向架负重之差不大于10t，但另有规定者除外；一车装载两件或多件货物时，应避免对角线装载；重车重心高度从轨面起，一般不得超过2000mm，超过时可采取配重措施降低重车重心高度或限制该重车的运行速度。该货物有以下三种可能装载方案，经分析后，将遵循以上原则，最终选出最优方案。方案一：使用N16型平车一辆，一端突出装载，加挂N60型（车地板高度为1170mm）游车一辆，装载方案如图：AA700mmB（1）需使货物重心在纵向偏离车辆横中心线的距离：因，故货物重心在车辆纵向最大允许偏离距离：因，允许使货物一端突出（另一端与车端对齐）装载。（2）横垫木需要高度：由于货物运输过程中需加挂游车，为了使车辆经过驼峰或线路变坡点时，货物突出车端部分的底部与游车地板不相接触，以保证运输安全，超长货物装车时应使用符合要求高度的横垫木。本货物所需横垫木的起码高度（按通过驼峰的要求考虑）：式中，——货物突出端至负重车最近轮对轴心所在垂直平面的距离（mm）；=0.031；——负重车地板空、重高度差，对普通平车可取30（mm）；——游车地板高度大于负重车地板高度的尺寸（mm）；——安全距离，可取50（mm）；——货物突车端的弹性挠度（mm）。因突出端货物底部距车地板高度为：所以需垫横垫木。（鞍座凹口底部高度为40mm，外加5mm后橡胶垫）故所需横垫木的高度为：（3）计算重车重心高度：货物装车后重心距轨面高度：重车重心高度：由于重车重心高度在2001～2400mm之间，运输区间限速50km/h，通过侧向道岔时限速15km/h。（4）货物超限检查：A货物突出端端部的计算长度,车辆销距，，检定断面位于货物突出端部端面，需要通确定A、B两点的计算宽度比较，来确定货物的超限等级。ABA点：B因,故需计算附加偏差量K。查《超规》，该点不超限。B点：因,故需计算附加偏差量K。查《超规》，该点不超限。（5）集重检查：在使用N16型普通平车，当重30t的货物直接装载在车地板上时，需要的负重面长度为6m，为了避免集重装载，货物下两鞍座间距取为6m。方案二：使用N16型平车一辆，另一端突出装载，加挂挂N16型（车地板高度为1210mm）游车一辆，装载方案如图：11900mmBCA（1）需使货物重心偏离车辆横中心线的距离：因，故货物重心在车辆纵向最大允许偏离距离：因，所以不允许使货物另一端与车端对齐，为不允许使用的方案。方案三：使用N16型平车一辆，采取货物两端突出装载，使货物重心落在车辆中央，两端分别加挂N60型（车地板高度为1170mm）游车各一辆，装载方案如图：CCBA（1）这种装载方法没有重心的横、纵性偏离。左端突出：右端突出：（2）横垫木需要高度：因左端突出货物底部距车地板高度大于右端，故采用右端计算横垫木高度。因鞍座凹口底部高度为40(mm)，外加5(mm)后橡胶垫，且考虑到两端高度差，故所需横垫木的高度为：（3）计算重车重心高度：货物装车后重心距轨面高度：重车重心高度为：由于重车重心高度在2001～2400mm之间，因此区间限速50km/h，通过侧向道岔时限速15km/h。（4）货物超限检查：货物突出端端部的计算长度,车辆销距，。检定断面位于货物突出端左部端面和右部端面，需要通确定A、B、C三点的计算宽度比较，来确定货物的超限等级。ACA点：ACBB因,故需计算附加偏差量K。查《超规》，该点不超限。B点：因,故需计算附加偏差量K。查《超规》，该点不超限。C点：因,故需计算附加偏差量K。查《超规》，该点不超限。（5）集重检查：在使用N16型普通平车，当重30t的货物直接装载在车地板上时，需要的负重面长度为6m，为了避免集重装载，货物下两鞍座间距取为6m。比较以上各方案，在三种方案都满足超限和集重检查的条件下，方案一货物重心偏离车辆横中心线距离在允许偏离距离内，使用一辆游车，重车重心高度较低，遵循降低重车重心高度和少用车的原则，故选择方案一。四、计算作用于货物上的力及需要加固装置承受的力（1）纵向惯性力：重车总重：由于货物采用柔性加固，故单位纵向惯性力：式中，——重车总重；——货物重量。（2）横向惯性力：货物重心偏离车辆横中心线的距离：每吨货物的横向惯性力：式中，n0——每吨货物的横向惯性力；——货物重心偏离车辆横中心线的距离；。——车辆销距；Q——货物重量。（3）垂直惯性力：本货物用普通货车装载，则（4）风力：因货物受风面为圆柱体侧面，货物在车辆侧向迎风面投影面积：式中q——计算风压。（5）摩擦力：由于在本设计中，采用N16型平车及钢制鞍座，经查表5（铁路货物常用摩擦系数表），鞍座与车地板间滑动摩擦系数取0.40。纵向摩擦力：横向摩擦力：五、货物稳定性计算在运输过程中作用于货物上的纵向惯性力、横向力和风力，可能使货物产生纵、横方向的倾覆、滚动或移动，而货物的重力及其与车地板间的摩擦力，属于稳定因素，可阻止货物产生纵、横方向的倾覆、滚动和移动。重力和摩擦力能否保证货物稳定，需通过以下计算。（1）货物倾覆的稳定性：因货物长度较长，为15.6m，不可能产生纵向倾覆，因货物为圆柱体，则要防止其横向发生滚动。（2）货物滚动的稳定性：因鞍座凹口深度较大，故不需掩木。货物重心所在横向垂直平面至凹口与货物接触点之间的距离为：横向滚动的稳定系数：所以，货物在横向满足滚动的稳定性。（3）货物水平移动的稳定性：在纵方向：在横方向：由上述两式可知：、均大于0。即，纵向惯性力大于纵向倾覆，货物会产生纵向水平移动；横向力和风力之和大于横向摩擦力，货物会产生横向水平移动。故，在运输过程中必须对该货物进行加固。六、确定加固强度在本设计中，对圆柱体货物采用横腰箍下压式捆绑加固防止货物移动。设用4道腰箍，则每道腰箍应承受的拉力可按下述方法进行计算。防止货物纵向或横向移动应承受的拉力