鐵路超重貨物安全運(yùn)輸基本理論與應(yīng)用的研究.pdf

1、超重貨物主要包括發(fā)電設(shè)備、大型機(jī)械、化工設(shè)備等，它們大多為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重點設(shè)備，不僅外形大、重量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且價值高，對國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展有重要的影響。對這些貨物必須保證安全及時地運(yùn)輸。
　　但是，超重貨物這個概念在我國鐵路貨物運(yùn)輸工作中使用的時間短，在2007年第一次出現(xiàn)在相關(guān)的貨運(yùn)規(guī)則中。而在規(guī)則中只是對超重貨物的概念和等級劃分做了簡單定義，這些定義又過于理想化，與實際情況有一定的距離。同時，目前對超重貨物運(yùn)輸?shù)难芯窟€十分匱乏，

2、僅有的研究也只是對現(xiàn)象的定性描述。由于沒有相應(yīng)的理論體系和完善的規(guī)章制度，使得實際工作中對超重貨物的理解有偏差，如何組織運(yùn)輸缺乏依據(jù)，造成工作的被動及失誤。因此，對超重貨物安全運(yùn)輸基本理論和相關(guān)問題進(jìn)行深入研究和探討，建立一套完整的理論體系，是指導(dǎo)超重貨物運(yùn)輸組織工作所迫切需要的。
　　論文綜合運(yùn)用結(jié)構(gòu)力學(xué)、軌道工程、橋梁工程、有限元計算、鐵路貨運(yùn)技術(shù)、最優(yōu)化理論等有關(guān)理論與方法，對超重貨物運(yùn)輸?shù)睦碚摵蛻?yīng)用問題進(jìn)行了研究，同時結(jié)合

3、試驗數(shù)據(jù)和相關(guān)算例對研究結(jié)果進(jìn)行了分析驗證。
　　主要研究成果和結(jié)論包括:
　　(1)對超重貨物的內(nèi)涵和特征進(jìn)行了分析，提出了超重貨物的新定義。根據(jù)國內(nèi)外不同運(yùn)輸方式中使用的相關(guān)概念，深入剖析了超重貨物的內(nèi)涵，進(jìn)而對超重貨物重新進(jìn)行了定義，并分析總結(jié)了其應(yīng)具備的特征和超重產(chǎn)生的原因。論文也對超重貨物運(yùn)輸中的相關(guān)概念進(jìn)行了定義，并與幾個易混淆概念進(jìn)行了比較分析。新定義能全面反映超重貨物對鐵路基礎(chǔ)設(shè)施的影響并體現(xiàn)出對運(yùn)輸組織方面

4、的要求，克服了原有定義的不足。
　　(2)探討了超重貨物運(yùn)輸涉及的因素，分析了各因素對超重貨物運(yùn)輸?shù)挠绊?。認(rèn)為影響超重貨物運(yùn)輸?shù)闹饕蛩匕ㄘ浳?、車輛、橋梁、線路、建筑限界和裝載加固方案等，它們決定著超重貨物運(yùn)輸組織的難度、運(yùn)行條件的復(fù)雜程度、運(yùn)輸費(fèi)用的高低、運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施的安全性，組織運(yùn)輸時必須綜合考慮這些因素。這部分的分析為論文確定了方向，也是論文進(jìn)一步研究的基礎(chǔ)。
　　(3)對超重車對線路和橋梁的作用機(jī)理進(jìn)行了研究。選擇

5、典型線路和橋梁，以D2型超重車為例，分別建立了超重車作用下軌道和橋梁的有限元計算模型，進(jìn)行了不同參數(shù)條件下的軌道結(jié)構(gòu)和橋梁的受力與變形計算;選擇常用各類機(jī)車進(jìn)行計算，并與超重車作用于線橋的情況進(jìn)行了比較與分析;結(jié)合運(yùn)營試驗和有關(guān)規(guī)范，考慮了動靜荷載的關(guān)系，對有限元計算結(jié)果進(jìn)行了檢驗。研究結(jié)果表明，超重車對線橋的作用一般大于常用機(jī)車，易造成線橋的損壞。
　　(4)提出了超重等級的劃分及判定方法。針對目前超重等級劃分中存在的問題，論文

6、對超重車重心（貨物重心）有偏移時對橋梁的作用荷載進(jìn)行了理論分析與推導(dǎo)，給出了偏載系數(shù)的概念和計算公式，重新確定了活載系數(shù)的通用計算公式，從而提出了超重等級的劃分方法并給出了判定依據(jù)，最后用一算例驗證了新的等級劃分方法的合理性。新的超重等級的劃分不僅考慮了符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的橋梁，也考慮了承載能力不足、未達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的橋梁情況，比現(xiàn)行方法更能真實地反映超重程度;新的等級判定計算，綜合考慮了重車（貨物）偏心的情況和運(yùn)行徑路的橋梁情況，更加合理和符

7、合實際。
　　(5)提出了超重貨物安全運(yùn)輸?shù)拇胧?yīng)從改善超重貨物運(yùn)輸方案著手的思想，并給出了超重貨物運(yùn)輸方案優(yōu)化設(shè)計的原則和方法。根據(jù)超重貨物運(yùn)輸方案的主要組成內(nèi)容，以減少或改善超重車對橋梁和軌道的作用為主要目標(biāo)，分別從車輛的選擇、裝載方案的設(shè)計、車輛的編組以及曲線速度和過橋速度等方面對超重貨物運(yùn)輸方案提出相關(guān)要求并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，給出了相應(yīng)的計算公式。最后以算例分析了超重貨物在不同的運(yùn)輸方案下的效果。
　　論文首次從運(yùn)輸組織