洪舒华
中铁四院集团西南勘察设计有限公司，云南昆明，650214
摘 要：本文选取铁路装车楼、翻车机和散堆货场三种常见铁路散堆装货物装卸设施、设备，从装卸能力、占地面积和投资等角度进行分析研究，提供了一种快速判断货物合适的装卸设施、设备的方法，减少设计过程中的试错成本，提高设计效率。
关键词：铁路散堆装货物；装车楼；翻车机；散堆货场；
0 引言
散堆装货物多为煤、矿、粮食等重要的战略资源，其常用的运输方式有公路运输、水路运输和铁路运输，其中铁路运输以速度快、价格低、可靠性高等优势，成为散堆装货物运输的主力军。常见的铁路散堆装货物装卸设施、设备有装车楼、翻车机、散堆货场搭配装载机或抓料机等。在铁路散堆装货物场站的设计过程中，面对不同的货物、不同的运量、不同的需求以及投资、用地面积等限制条件，常常需要经过多次优化布局，才能得到较为合理的场站布局形式，试错成本较高，设计效率低下。因此，本文选取装车楼、翻车机、散堆货场三种装卸设施、设备进行研究，意在找到一种能够在设计初期，快速判断货物适合的装卸设施、设备的方法。
前人对散堆装货物及其装卸方式进行了诸多研究。王欢欢[1]对铁路散堆装货物的特性进行分析，提供了一种散堆装货物分类方法。孙西敬等[2]从多个方面，分析了不同散堆装货物场站站型布局方案的优缺点。李潇[3]对散堆装货物装卸设备选型方案及对应布局方案进行比选，并将成果运用于实际案例。李子昕[4]利用系统化布局SLP法，对铁路散堆装货物场站的平面布局与设计进行了研究。彭方进[5]从投资的角度给出了不同运量区间内推荐使用的散堆货物装卸方式。
现有研究为散堆装货物装卸设施、设备的选择，散堆装货物场站的布局提供了参考，但较多研究未曾考虑占地面积对其产生的影响。故本文从适用情况、装卸能力、占地面积和投资四个方面，对装车楼、翻车机和散堆货场进行比选研究，为铁路散堆装货物场站设计提供新的思路。
1 装卸设施、设备分析
设重、空列车均为双机牵引，整列50辆到发，每辆车载重60t，车辆长度14m；装卸车辆数有整列50辆和半列25辆两种，整列装卸车时，列车无需经过到发场，可直接在装卸线上接发车；半列装卸车时列车需经过到发场，再利用调机通过牵出线进出装卸线；考虑车辆交接2小时，半列装车需额外考虑调车时间1小时；每年作业365天，每天作业16小时。
（1）适用情况
装车楼适用于散堆装货物发送装车；翻车机适用于散堆货物到发卸车；散堆货场适用于散堆货场到发装卸。
（2）装卸能力
装车楼每装一辆车需1.5分钟，半列装车每天可装3.8列，整列装车每天可装4.9列；一座装车楼的半列装车能力约为420万吨/年，整列装车能力约为540万吨/年。
单车翻车机每卸一辆车需3.3分钟，半列装车每天可装2.8列，整列装车每天可装3.4列；一台单车翻车机的半列装车能力约为310万吨/年，整列装车能力约为370万吨/年。双车翻车机每卸一辆车需2分钟，半列装车每天可装3.4列，整列装车每天可装4.4列；一台双车翻车机的半列装车能力约为370万吨/年，整列装车能力约为480万吨/年。
散堆货场与装车楼、翻车机这类固定设备不同，其装卸能力一般即为所需满足的货运量，再根据货运量确定堆货场的大小，即其装卸能力是输入条件而非输出条件。
（3）占地面积
此处计算的占地面积为装卸设施、设备及配套轨道在平地上布置的占地面积，不考虑不同地形引起的刷坡面积，以及到发线、牵出线、咽喉区等车站公共区域的面积。
装车楼半列装车需有效长750的装车线1条，有效长400m的存车线2条，装车线与其他线路的线间距至少8m，其他线路间的线间距至少5m；如图1所示，采用装车楼半列装车占地面积为16000m2。装车楼整列装车需有效长1580m的装车线1条，线间距同上；如图2所示，采用装车楼整列装车占地面积为25280m2。
图1 装车楼半列装车方案平面布置示意
图2 装车楼整列装车方案平面布置示意
翻车机半列卸车需有效长400m的重车线1条、空车线1条、存车线2条，重、空车线线间距至少11m，与其他线路的线间距至少5m，其他线路间的线间距至少5m；单车翻车机长约60m（含翻车设备、移车平台、操作室和铁牛等），双车翻车机长约90m（同上），宽均约为20m（同上），翻车机与周围其他建构筑物需保持约10m间距；如图3所示，采用单、双车翻车机半列卸车占地面积分别为13200m2、14400m2。翻车机整列卸车需有效长880m的重、空车线各1条，机走线1条，线间距同上；重车线与翻车机之间需留150m，用于机车调头及布置道岔、警冲标、接触网等；如图4所示，采用单、双车翻车机整列卸车占地面积分别为24430m2、25630m2。
图3 翻车机半列卸车方案平面布置示意
图4 翻车机整列卸车方案平面布置示意
散堆货场占地面积一般可由如下公式求得：
式中，Q为散堆货场年货运量（t）；α为货物到发波动系数，常取1.2；T为货物保管期（天），一般散堆货场发送前保管2天，到发后保管3天；P为堆货场单位面积的堆货量（t/m2），散堆货物一般取1。由上式可知，输入散堆货场年货运量，即可得到堆场的占地面积。此外，半列装卸车时需要有效长400m的货物线1条、存车线2条，3条线路间的线间距至少5m，货物线与散堆货场间距2.5m；如图所示，采用散堆货场半列装卸车时，轨道部分占地面积为7000 m2。整列装卸车时需要有效长880m的货物线1条，线间距同上；如图所示，采用散堆货场整列装卸车时，轨道部分占地面积为6600 m2。
图5散堆货场半列装卸车方案平面布置示意
图6 散堆货场整列装卸车方案平面布置示意
（4）投资
此处计算的投资为装卸设施、设备及配套轨道的综合单价总额，不考虑极端运输、安装条件、场地平整、环保等引发的投资，以及到发线、牵出线、咽喉区等车站公共区域的投资。
轨道部分综合单价约为钢轨100万元/铺轨公里，道岔30万元/组，道岔数量等于所需股道数量，机走线需额外增加1组道岔；设施、设备部分综合单价约为装车楼1200万元/座，单车翻车机1200万元/台，双车翻车机1900万元/台，散堆货场为400元/ m2（按面层C30混凝土30cm+基层5%水泥碎石土20cm+垫层碎石20cm的标准）。
如上可知，装车楼半列装车投资为1476万元，整列装车投资为1408万元；单车、双车翻车机半列卸车投资分别为1512万元、2212万元，整列卸车投资分别为1637万元、2337万元；散堆货场铺面投资需根据货运量确定面积后计算，轨道部分半列装卸车投资为234万元；整列装卸车投资为120万元。
总结如下：
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2 实例
威红铁路某车站预新建一货场，运量组成如表2所示，不同货物不能使用同一装车楼或翻车机，整列到发的货物不宜与其他货物共用一条装卸线。
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结合车站既有情况及周边地形地貌，从节约工程投资的角度，可知新建货场宜设置于车站北侧平坦区域。对照表1，对货物及能满足运量需求的装卸设施、设备进行分析，综合考虑投资和占地面积选择合适的装卸设施、设备，如下表所示：
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3 结论
本文研究了铁路散堆装货物常见的装车楼、翻车机和散堆货场三种装卸设施、设备，以货运量、车站能力、地形地貌等为输入条件，提供了一种设计初期快速判断散堆装货物装卸设施、设备的方法。确定货物对应装卸设施、设备后，通过优化布局，能够较快地得到合理的场站布局形式，以降低试错成本，提高设计效率。本文仅研究了三种装卸设施、设备，下一步可继续研究更多的装卸方式，提高该方法的适用性。
参考文献：
[1] 王欢欢. 铁路运输散堆装货物特性及分类[J]. 铁道运营技术, 2016, 22(002):19-21.
[2] 孙西敬, 高华. 铁路散堆装货物整列装卸平面布置研究[J]. 铁道货运, 2015, 000(006):55-60.
[3] 李潇. 几内亚达圣铁路装卸设施配置布局研究[J]. 铁道货运, 2020(7):55-60.
[4] 李子昕. 铁路物流中心布局规划研究[D]. 太原理工大学, 2014.
[5] 彭方进. 基于全寿命周期理论的散堆装货物装卸作业方案比较研究[J]. 铁道货运, 2015, v.33;No.265(12):50-55.
[6] TB10099-2017,铁路车站及枢纽设计规范[S].
作者简介：洪舒华（1993—），男，回族，云南临沧人，助理工程师，学历：硕士研究生，单位:中铁四院集团西南勘察设计有限公司，650214，研究方向：铁路站场设计。