杨志南
中铁第一勘察设计院集团有限公司线路运输设计院 陕西省西安市 710043
摘要：铁路货车装车设备被广泛应用在煤炭集运站、港口码头、散料货运场站等，实现将散料货物装入敞车车厢。目前，国内电气化铁路货运散料装车方式常见的主要有3种，分别为装载机、筒仓装车楼(快速定量装车站)、轨道移动式装车系统。针对电气化铁路目前常见的几种铁路货运装车设备存在的效率低、操作不够方便等问题，研究设计一种较以上几种装车方式更便捷、高效、经济的新型固定式装车系统，对于提升目前散料装车设备技术和方式具有重要意义。
关键词：电气化;铁路运输；新型固定式装车系统;
引言
不断加强铁路预应力梁装车安全防控对策措施，有助于保证货物运输安全，提高作业效率，适应货运市场变化，提升铁路市场竞争力，为铁路向现代物流企业转型发展提供坚实保障。
1新型固定式装车系统结构设计
借鉴双臂架移动式散料装车系统和筒仓快装系统的优点，采用双臂架结构，设计新型固定式装车系统，以实现在电气化铁路条件下将散状物料(如煤炭、矿石等)连续定量地装入敞车车厢。该固定式装车系统由地面带式输送机和固定式装车机组成。地面带式输送机由机尾房(上料端)、机头房、中间支架及托辊、胶带4部分组成，固定式装车机主要由主体钢结构和爬坡尾车组成。主体钢结构和爬坡尾车分别由支腿结构固定安装在地面基础上。爬坡尾车爬坡角度14°，来自地面带式输送机的物料提升高度后落入主体钢结构内。主体钢结构是框架结构，是整个装车设备的关键承重载体，其上安装有卸料漏斗、双级分叉漏斗、伸缩臂架、司机室、液压站、低压控制机房、楼梯护栏及其他附件。2条伸缩臂架上各安装有成套皮带机和阵列式电子皮带秤，卸料口设计在臂架端部。伸缩臂架底部设计齿轮齿条驱动机构，能够实现水平移动。爬坡尾车主要由钢结构、皮带托辊、高压室、除尘装置、楼梯护栏等组成，其中高压室、除尘装置安装在尾车平台上。固定式装车机组成中的双级分叉漏斗安装在爬坡尾车和主体钢结构中间位置，双级分叉漏斗的主要作用是对输送到固定装车机上的物料进行分流，将来自爬坡尾车的物料转运到伸缩臂架，根据不同的工况切换不同的溜槽。双级分叉漏斗包含一级分叉漏斗、二级分叉漏斗、导料槽、落料直道、落料直道导料槽。分叉漏斗设计为双级分叉，一个作用是在装车过程中能够在跨接车厢时进行不间断装车，另一个作用是将作业完成后的剩余物料进行回收。二级分叉漏斗下方导料槽对应的2条伸缩臂架交替工作，即可实现物料连续定量的装车要求。
2目前铁路装车存在的安全问题
2.1货物测量不准确不全面
车站运输的预应力梁桥型涵盖中梁、边梁等12种规格，主要采取跨装方式运输，货物外形尺寸超过机车车辆限界的同时还超长，货物跨装后的内外偏差量普遍较大，因而应对货物各部位及附带的货物转向架进行全面且准确的测量，同时正确判定检定断面，才能确定货物的铁路运输条件。但是，部分预应力梁由于必须满足铁路线路架设要求，附属件采取非标设计方式，增加了外形轮廓的复杂性。
2.2作业人员业务能力不足
①装车单位企业运输员业务素质有待提高。桥梁生产工程局的企业运输员，一方面专业知识较为薄弱，日常培训缺位；另一方面普遍安全意识不强，对铁路货运安全的严格要求接受度低，凭经验指挥现场装车的问题突出。②货运办理站货运员装载加固专业知识不足。随着预应力梁铁路运输技术的发展，特别是DL1型专用车组的大量上线运用，对货运人员素质的要求不断提高。而部分货运人员对装载加固专业理论缺乏系统的学习和培训，现场有货运人员甚至对跨装支距等基本知识都未掌握，对装载过程出现的安全隐患，常无法及时准确判定并有效提出整改意见，专业知识的缺乏和理论基础的薄弱影响了预应力梁的装车安全。
2.3装车后附属作业质量卡控不严
①杂物清理不到位。现场检查发现，装车单位装运预应力梁完毕后与车站办理交接时，货车车地板及货物上大量存在碎石块、木块、杂物、扳手、8号铁线等加固工具、材料未清理而随车交接的现象，主要原因是工程局内装车单位缺乏安全第一的意识，企业运输员未高度重视随车杂物对铁路行车安全的危害，且缺乏装车后的自查互检机制。②超限标识及货物检查线涂打不规范。预应力梁属于铁路超限货物运输范畴，超限标识及货物检查线的规范涂打对于确保铁路在途运输安全具有重要作用。
3新型固定式装车系统装车方案特点
①装车机设备不动，绞车或者公铁两用车牵引列车移动装车。②比装载机作业安全、环保，人力资源成本和设备投资成本较低，装载效率高。③自带高精度的单点悬浮阵列式计量皮带秤，装车精度高，有效减少欠载、偏载和超载现象。④自带抑尘剂和防冻液喷洒系统，落料点采用干雾除尘方式，符合环保要求，对煤炭影响小；可以对整个固定装车机系统采用彩钢瓦进行完全封闭，最大程度抑制粉尘外溢。⑤与筒仓装车楼相比，不缓存物料，冬天不存在堵仓现象；既有电气化铁路接触网无需改变，伸缩臂架在接触网下安全装车，而筒仓装车楼跨铁路装车，需要对电气化铁路进行改造，成本投资较大；设备整体高度相比装车楼大大减少，高度约为13m，而装车楼一般高度接近30m。
4新型固定式装车系统功能设计
4.1高精度计量称重功能
装车系统中皮带秤提供原始数据，对装车控制的精度起到决定性的作用，而常规传统皮带秤存在着准确度偏低、长期稳定性差、安装要求高及日常维护工作量大的缺点，因而为了实现装车物料的精确计量，装车系统选用目前国内最先进的单点悬浮式皮带秤，并且使用4组阵列布置组成单点悬浮阵列式皮带秤，采用加权计算的方式进一步提高精度。单点悬浮阵列式皮带秤是基于张力补偿理论和内力理论等称量误差方法基础上进行研制，在试验情况下，称量精度可以长期稳定在≤0.2%，具有高准确度、高稳定性、免维护的优异特点。
4.2弃料回收功能
传统的分叉漏斗均为单级分叉，新型固定式装车系统设计双级分叉漏斗结构，一方面分叉漏斗卸料通道下方各对应一条伸缩臂架，解决2节车厢之间的连续装车问题，另一方面又解决了装车作业完成后剩余物料的回收问题。当完成装车后，皮带机上遇到残余物料问题，则可以通过弃料回收通道将残余物料转运到驱动房的弃料回收点，保证皮带机上不残留物料。
结束语
新型固定式装车系统兼有轨道移动式装车系统和筒仓装车楼的优点，弥补完善其缺点，利用绞车或者公铁两用车牵引整列敞车移动进行装车，相比筒仓装车楼可以最大减少对铁路线影响，无需跨铁路安装设备，也无需对电气化铁路接触网进行改造，同时装车设备高度大大降低，土建基础、装车机设备及配套的皮带机成本造价相对更低。此外，在国内环保政策的严控下，绿色装车势在必行。新型固定式装车系统占地面积小、成本造价低、结构安全可靠、装车效率高等优点，可以作为新建或旧有电气化铁路场站装车的首选方案，值得大力推广。
参考文献
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