項(xiàng)目二輪式、履帶式貨物運(yùn)輸組織項(xiàng)目描述隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，經(jīng)由鐵路運(yùn)輸?shù)拇笮蜋C(jī)械、重型設(shè)備越來越多，貨物裝載問題愈顯突出。正確地使用車輛，合理地設(shè)計(jì)貨物裝載的技術(shù)條件是保證列車運(yùn)行安全和貨物安全的前提，尤其是貨物裝載加固方案的確定對于保證貨物裝載質(zhì)量有著十分重要的意義。通過本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能掌握貨物裝載加固方案的制定方法，制定合理的加固方案，正確組織輪式、履帶式等機(jī)械類貨物的發(fā)送、途中和到達(dá)作業(yè)。任務(wù)1貨物裝載加固方案的制定2.1.1教學(xué)目標(biāo)1.能力目標(biāo)能避免貨物集重裝載，能正確計(jì)算貨物在運(yùn)行中所受的力，準(zhǔn)確判定貨物的穩(wěn)定性，合理選擇加固材料及確定裝載加固方案。2.知識目標(biāo)掌握運(yùn)行中貨物受到各種力的計(jì)算方法，掌握貨物穩(wěn)定性的確定方法，熟悉加固材料的種類及用途，掌握裝載加固方案的制定方法。任務(wù)一貨物裝載加固方案的固定2.1.2工作任務(wù)箱裝均重貨物一件重20t，長4.5m、寬2.4m、高3.0m，均衡裝載在N17K平車上，貨物重心投影位于車輛縱橫中心線交點(diǎn)上。1.計(jì)算作用在貨物上的力。2.計(jì)算貨物的穩(wěn)定性。3.選擇加固方案及加固材料。4.計(jì)算需加固的力。5.確定加固材料的數(shù)量。2.1.3相關(guān)知識貨物裝載加固均應(yīng)符合一定的技術(shù)要求，它是保證運(yùn)行安全和貨物安全的重要措施。對于不同的貨物列車運(yùn)行是在動(dòng)態(tài)狀況下的，如裝載加固不良則會(huì)導(dǎo)致貨物移動(dòng)、滾動(dòng)、傾覆或者墜落、倒塌現(xiàn)象，甚至發(fā)生列車顛覆事故。為了保證加固強(qiáng)度，應(yīng)通過必要的加固計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定合理的加固方案和選擇適當(dāng)?shù)募庸滩牧?。加固?jì)算的一般程序是包括：計(jì)算運(yùn)行中作用于貨物上的力值；檢驗(yàn)貨物的穩(wěn)定性；計(jì)算加固材料應(yīng)承受的力的大??；確定合理的加固方法和加固材料。任務(wù)一貨物裝載加固方案的制定一、貨物重量在車地板上的分布（一）集重貨物的定義集重貨物系指貨物重量大于所裝車輛負(fù)重面長度的最大容許載重量的貨物。集重貨物的特點(diǎn)是貨物重量大，支重面小，貨車負(fù)重面長度承載重量大。是否屬于集重貨物應(yīng)考慮貨物的長度、重量和使用的車輛三個(gè)因素。不同的車輛根據(jù)其車底架所用材質(zhì)及結(jié)構(gòu)確定了一定負(fù)重面長度的最大容許載重量。根據(jù)所裝貨物的重量、支重面長度，不超過負(fù)重面長度的最大容許載重量時(shí)，就不集重；超過時(shí)，則集重。支重面長度（）系指支撐貨物重量的貨物底面長度。負(fù)重面長度()系指承擔(dān)貨物重量的貨車地板長度。當(dāng)貨物直接裝在貨車地板上時(shí)，支重面長度等于負(fù)重面長度（如圖2-1-1所示）；當(dāng)貨物使用橫墊木時(shí)，負(fù)重面長度等于兩橫墊木中心線距離的2倍（如圖2-1-2所示）；當(dāng)貨物使用縱墊木時(shí)，負(fù)重面長度等于縱墊木長度。任務(wù)一貨物裝載加固方案的制定（二）貨物裝載條件1．平車負(fù)重面最小長度的確定（1）貨車負(fù)重面最小長度K的計(jì)算設(shè)[M]為平車最大彎曲力矩，Q為貨物重量，K為平車負(fù)重面長度，L為兩轉(zhuǎn)向架中心銷間距，（2）貨車最大容許載重量的計(jì)算在一定負(fù)重面上貨物的最大裝載量為：（3）兩橫墊木中心線間最小距離K1的計(jì)算將貨物放置于鋪在平車底板上的兩橫墊木上，使貨物重量通過橫墊木均勻地傳到平車底架上，兩橫墊木間的最小距離為：比較可見K=2K1或K1=，即貨物直接裝在車地板上車輛負(fù)重面的最小長度，是貨物加橫墊木時(shí)兩橫墊木中心線間最小距離的2倍。2．貨物裝載條件根據(jù)以上推導(dǎo)，可得出平車、凹底平車、長大平車局部承受貨物重量時(shí)，車輛橫中心線兩側(cè)等距離范圍內(nèi)承受均布載荷或?qū)ΨQ集中載荷時(shí)，容許載重量見表2-1-1、表2-1-2、表2-1-3。注：當(dāng)負(fù)重面長度介于上表兩數(shù)之間時(shí)，可采用線性插入法確定容許載重量。3.插入法計(jì)算車地板負(fù)重面長度（或兩橫墊木中心線距離）容許載重量表的距離是按每1000mm遞增，在實(shí)際裝載中往往出現(xiàn)不足1000mm的情況，這時(shí)可采用插入法計(jì)算，公式如下：式中Q—車地板負(fù)重面長度（或兩橫墊木中心線距離）的容許載重量，t；Q1、Q2—兩相鄰負(fù)重面長度的容許載重量，t；L—需要計(jì)算的貨物實(shí)際負(fù)重面長度，mm；L1、L2—兩相鄰負(fù)重面長度，mm。3.加縱墊木貨物支重面長度小于所需兩橫墊木之間的最小距離時(shí)，可按需要先鋪設(shè)兩根橫墊木，然后在橫墊木上加縱墊木，將貨物均衡地裝在縱墊木上（如圖2-1-3所示）。圖2-1-3使用縱橫墊木裝載貨物當(dāng)貨物被確定為集重貨物時(shí)，發(fā)站必須采取具體措施，根據(jù)貨車最大容許載重量表，選用適合的貨車。只有當(dāng)貨物的重量小于或等于貨車負(fù)重面長度的最大容許載重量時(shí)，才能運(yùn)送，也就是說在鐵路運(yùn)輸過程中實(shí)際并不存在的集重貨物?！纠?-1-1】使用N17AK裝載貨物一件，貨物重量26t，支重面長2000mm。判斷該貨物是否集重貨物？【解】查表2-1-1，貨物支重面長2000mm，直接裝載在車地板上，車輛負(fù)重面長度為2000mm時(shí)，可承載貨物30t，貨物重量26t，未超過所裝平車地板負(fù)重面長度的最大容許載重量，所以該貨物不集重?！纠?-1-2】使用N17AK裝載貨物一件，貨物重量32t，支重面長2000mm。判斷該貨物是否集重貨物？【解】查表2-1-1，貨物支重面長2000mm，直接裝在車地板上，車輛負(fù)重面長度為2000mm時(shí)，可承載貨物30t，貨物重量32t，超過所裝平車地板負(fù)重面長度的最大容許載重量，所以該貨物為集重貨物。任務(wù)1鐵路裝載加固方案的制定（三）平車裝載貨物免于集重的方法當(dāng)車型一定、貨物重量一定時(shí)，貨物支重面長度大于等于平車地板負(fù)重面長度時(shí)，貨物可直接裝在車底板上。1．加橫墊木當(dāng)貨物支重面長度水于車輛負(fù)重面長度的最小長度大于規(guī)定的兩橫墊木之間的最小距離時(shí)（K>l支＞K1）,需要使用橫墊木。兩橫墊木中心線間最小距離符合表見表2-1-1、表2-1-2、表2-1-3。【例2-1-3】一件貨物重50t，貨物支重面長度為3400mm，使用N17AK應(yīng)如何裝載？【解】查表2-1-1，貨物重50t，車輛負(fù)重面長度應(yīng)為5000mm，貨物支重面長度為3400mm直接裝在車地板上不符合裝載要求，若在貨物底部加兩根橫墊木，其中心線距離為3000mm，符合兩橫墊木中心線間最小距離應(yīng)為2500mm的要求。任務(wù)1鐵路裝載加固方案的制定2．加縱橫墊木當(dāng)車型一定、貨物重量一定，貨物支重面長度小于規(guī)定的兩橫墊木中心線之間的最小距離時(shí)（），需要使用縱、橫墊木?！纠?-1-4】一件貨物重50t，貨物支重面長度為2400mm，使用N17AK應(yīng)如何裝載？【解】查表2-1-1，貨物重50t，車輛負(fù)重面長度應(yīng)為5000mm，直接裝在車地板上不符合裝載要求，在貨物底部加橫墊木，兩橫墊木中心線間最小距離應(yīng)為2500mm，而貨物支重面長度僅為2400mm，還需在貨物與橫墊木間加縱墊木才能符合裝載要求。對于集重貨物如裝載不當(dāng)，就有可能釀成事故，造成車毀貨損。因此，根據(jù)貨物的外形、重量和特點(diǎn)，結(jié)合使用車輛的類型，正確的選擇集重貨物的裝載方案，是保證行安全、貨物完整的重要條件。二、運(yùn)行中作用在貨物上的力（一）力的產(chǎn)生列車運(yùn)行時(shí)，車上所裝載的貨物將受到各種外力的作用，如縱向慣性力、橫向慣性力、垂直慣性力、風(fēng)力、摩擦力及重力，各種力的作用點(diǎn)及作用方向如圖2-1-4所示。圖2-1-4各種外力的作用點(diǎn)及作用方向T-縱向慣性力；W-風(fēng)力；N-橫向慣性力；Q垂-垂直慣性力；Q-重力；F縱摩-縱向摩擦力；F橫摩-橫向摩擦力這些外力，有的對貨物起穩(wěn)定作用，有的則對貨物的穩(wěn)定起破壞作用。所以，我們對貨物進(jìn)行加固前，有必要首先認(rèn)真分析這幾種力及其產(chǎn)生的原因。運(yùn)行中的貨物之所以受到上述各種外力的作用，均緣于列車運(yùn)行時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變使車輛產(chǎn)生較大的縱向加速度，以及由于線路和車輛動(dòng)力的相互作用而導(dǎo)致貨物隨著車體產(chǎn)生復(fù)雜的振動(dòng)。車輛的主要振動(dòng)有：搖頭振動(dòng)、點(diǎn)頭振動(dòng)、側(cè)滾振動(dòng)、沉浮振動(dòng)、伸縮振動(dòng)和側(cè)擺振動(dòng)等。如圖2-1-5所示。下面我們對車輛的幾種振動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行一個(gè)簡單的分析。1．搖頭振動(dòng)車輪踏面傾斜，輪對安裝不正確以及同一輪對兩車輪滾圓直徑大小不同等原因使車輛蛇行，使車體圍繞其垂直中心線z為軸回轉(zhuǎn)振動(dòng)，如圖(a)所示。在這種情況下，車體及貨物各點(diǎn)具有不同的橫向水平加速度，并且離開振動(dòng)（回轉(zhuǎn)）中心的距離越遠(yuǎn)，加速度值越大。2．點(diǎn)頭振動(dòng)當(dāng)車輛行經(jīng)鋼軌接縫處，輪對受到?jīng)_擊或因車輪踏面擦傷、線路凍害以及輪對偏心而引起的沖擊，使車體圍繞橫向水平y(tǒng)軸的回轉(zhuǎn)振動(dòng)，如圖(b)所示。這種振動(dòng)使車體連同所裝貨物的各點(diǎn)具有不同的垂直加速度，在車輛縱向上，離開車輛橫中心線的距離越遠(yuǎn)，垂直加速度值愈大。3．側(cè)滾振動(dòng)車輛行經(jīng)相互錯(cuò)開的鋼軌接縫上的沖擊，左右軌面由于線路凍害或養(yǎng)護(hù)不良（高度不等），以及某一車輪踏面擦傷，或車輛行經(jīng)道岔、曲線時(shí)離心力的作用，車體圍繞其縱向水平x軸的回轉(zhuǎn)振動(dòng)，如圖(c）所示。在這種情況下，車體及貨物各點(diǎn)具有不同的垂直及橫向水平加速度。距振動(dòng)（回轉(zhuǎn)）中心軸愈遠(yuǎn)的點(diǎn)，其加速度值愈大。4．沉浮振動(dòng)車輛運(yùn)行中，由于車體與走行部之間彈簧的伸縮，使車體產(chǎn)生沿z軸方向垂直振動(dòng)，如圖(d)所示。在這種振動(dòng)下，車體連同所裝貨物的各點(diǎn)，都具有相同的垂直（向上或向下）加速度。5．伸縮振動(dòng)列車在起動(dòng)、制動(dòng)、變速、上下坡道及調(diào)車作業(yè)時(shí)，在車輛之間產(chǎn)生牽引和壓縮沖擊力，并通過車鉤緩沖裝置作用于車輛底架，使車體產(chǎn)生沿x軸（縱向水平軸）方向的前后水平振動(dòng)，如圖(e）所示。這種振動(dòng)使車體連同所裝的貨物各點(diǎn)具有相同的縱向水平加速度。6．側(cè)擺振動(dòng)當(dāng)車輛經(jīng)過道岔、曲線或與左右錯(cuò)開的鋼軌接縫相沖擊，在橫向力的作用下，使車體產(chǎn)生沿y軸（橫向水平軸）方向的左右水平振動(dòng)，如圖(f)所示。這種振動(dòng)也稱為橫向水平振動(dòng)。這種振動(dòng)使車體連同所裝的貨物各點(diǎn)具有相同的橫向水平加速度。在實(shí)際運(yùn)行過程中，上述幾種振動(dòng)并非單獨(dú)存在，而往往是同時(shí)出現(xiàn)的。這些振動(dòng)導(dǎo)致貨物在縱向上產(chǎn)生的慣性力均較小，可以忽略不計(jì)。但由于點(diǎn)頭振動(dòng)，沉浮振動(dòng)，側(cè)滾振動(dòng)，導(dǎo)致貨物產(chǎn)生的垂直慣性力；由于側(cè)擺振動(dòng)，搖頭振動(dòng)，導(dǎo)致貨物產(chǎn)生的橫向慣性力。這兩個(gè)力值對貨物穩(wěn)定性的影響是比較大的，必須予以重視。而且，貨物重心距車輛橫中心線越遠(yuǎn)，其影響越大。運(yùn)輸過程中作用于貨物上的各種力值大小均是通過試驗(yàn)而確定的，力值計(jì)算公式均為試驗(yàn)公式（v≤120km/h，調(diào)車連掛速度≤5km/h）。下面將分別介紹各種力值的計(jì)算方法。（二）縱向慣性力縱向慣性力主要是因?yàn)檐囕v運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化而引起的。比如，起動(dòng)、緊急制動(dòng)、變速運(yùn)行、調(diào)車時(shí)運(yùn)行車輛碰撞到靜止的車輛等等，該力的作用點(diǎn)在貨物的重心處。在直線區(qū)段，該力的作用方向與線路中心線平行；在曲線區(qū)段，該力的作用方向?yàn)榍€的切線方向?？v向慣性力可用下式計(jì)算：T=t0Q(2-1-1)式中：T——縱向慣性力（kN）；t0——每噸貨物的縱向慣性力（kN/t）；Q——貨物的重量（t）。單位重量貨物的縱向慣性力（t0）是通過多次運(yùn)行沖擊試驗(yàn)確定的。試驗(yàn)表明，它的大小與采用的加固種類（柔性或剛性）有相當(dāng)大的關(guān)系。1．采用柔性加固所謂柔性加固，是指采用抗拉強(qiáng)度較小的加固材料，如鋼絲繩、多股8號鐵線、擋木、腰箍等進(jìn)行拉牽加固或下壓式捆綁等彈性加固。此時(shí)t0的計(jì)算如下式：t0=0.0012Q總2-0.32Q總+29.85（2-1-2）式中Q總——重車總重（t），跨裝時(shí)按跨裝車組總重計(jì)算。當(dāng)130t＜Q總≤150t時(shí)，t0＝6.78kN/t;當(dāng)Q總＞150t時(shí)，t0＝5.88kN/t。（三）橫向慣性力列車在運(yùn)行時(shí)，車輛會(huì)產(chǎn)生側(cè)擺振動(dòng)，側(cè)滾振動(dòng)，搖頭振動(dòng)，從而使車上的貨物產(chǎn)生橫向慣性力。其值的大小與線路質(zhì)量、車輛走行部分的性能、貨物的重量、列車在曲線上的速度、曲線半徑大小，以及外軌超高程度等因素有關(guān)。實(shí)際上，由于各種振動(dòng)是很復(fù)雜的，要準(zhǔn)確計(jì)算橫向慣性力的大小難度是較大的，一般可用下列試驗(yàn)公式計(jì)算：N=n0Q(2-1-4)式中：N——橫向慣性力（kN）；Q——貨物重量（t）；n0——每噸貨物的橫向慣性力（kN/t），其計(jì)算公式為：

n0=2.82+2.2(2-1-5)其中：a——貨物重心偏離車輛橫中心線的距離（mm）；跨裝時(shí)，為貨物轉(zhuǎn)向架中心銷偏離車輛橫中心線的距離（mm）；l——負(fù)重車的銷距（具有多層轉(zhuǎn)向架群的貨車為底架心盤中心距）（mm）。（四）垂直慣性力由于列車在運(yùn)行時(shí)，車輛出現(xiàn)點(diǎn)頭振動(dòng)、沉浮振動(dòng)和側(cè)滾振動(dòng)，于是車上的貨物則產(chǎn)生一個(gè)垂直慣性力。該力向上、向下交替產(chǎn)生。它的大小與線路的狀況、列車運(yùn)行速度、貨物重心位置以及車輛的情況有關(guān)系。垂直慣性力可用下式計(jì)算：Q垂=q垂Q(2-1-6)式中：Q垂——垂直慣性力（kN）；Q——貨物重量（t）；q垂——每噸貨物的垂直慣性力（kN/t），不同的車型計(jì)算方法有所不同。1.使用平車、敞車裝載時(shí)q垂=3.54+3.78(2-1-7)式中：Q總裝——車輛裝載貨物的總重（t），跨裝時(shí)為貨物重量的1/2；a——貨物重心偏離車輛橫中心線的距離（mm）；跨裝時(shí)，為貨物轉(zhuǎn)向架中心銷偏離車輛橫中心線的距離（mm）；l——車輛的銷距（mm）。2．使用長大貨物車裝載時(shí)q垂=4.53+7.84(2-1-8)（五）風(fēng)力列車在運(yùn)行中，車上的貨物將受到縱向、橫向上的風(fēng)力作用。由于在縱向上貨物受到前后車輛及車上所裝貨物的阻擋，該力值很小，對貨物的影響也小，故可忽略不計(jì)。但橫向上的風(fēng)力對貨物的影響就很大，特別是當(dāng)橫向風(fēng)力與橫向慣性力方向一致時(shí)，很容易導(dǎo)致貨物在車輛上產(chǎn)生一個(gè)橫向位移，因此應(yīng)考慮該力值對貨物的影響。風(fēng)力的大小與受風(fēng)面的形狀和大小以及風(fēng)壓的大小有關(guān)，其值可用下式計(jì)算：W=qF(2-1-9)式中：W——風(fēng)力（kN）；q——側(cè)向計(jì)算風(fēng)壓，當(dāng)受風(fēng)面為平面時(shí)取0.49kN/m2，當(dāng)受風(fēng)面為圓球體或圓柱體的側(cè)面時(shí)取0.245kN/m2；F——側(cè)向迎風(fēng)面的投影面積（m2）。（六）摩擦力由于貨物的重量，使貨物與車底板（或墊木）間產(chǎn)生摩擦力，它的作用方向正好與作用在貨物上的各種外力的合力方向相反，且是阻止貨物在車上產(chǎn)生水平移動(dòng)的力，因而摩擦力對貨物穩(wěn)定性起著有利的作用。它的大小取決于貨物本身的自重及車底板表面、貨物支重面和墊木或襯墊表面的性質(zhì)。1．縱向摩擦力F縱摩=9.8Q(2-1-10)2．橫向摩擦力F橫摩=(9.8Q-Q垂）(2-1-11)式中：Q——貨物的重量（t）；Q垂——貨物的垂直慣性力（kN）；——摩擦系數(shù)。的值按表2-1-4取。當(dāng)貨物與車底板間加有墊木或襯墊時(shí)，應(yīng)取貨物與墊木或襯墊間及墊木或襯墊與車底板間摩擦系數(shù)較小者計(jì)算。

由此可見，列車在運(yùn)行中，貨物將受到上述各種力的作用，這幾種力并非單獨(dú)作用于貨物上，而往往是幾種力同時(shí)作用于貨物上。幾種力中縱向慣性力，橫向慣性力，垂直慣性力，風(fēng)力都是破壞力，對貨物的穩(wěn)定性起破壞作用，而摩擦力對貨物起著穩(wěn)定作用，所以當(dāng)有益的力不能抵消破壞力時(shí)，貨物就不穩(wěn)定，則需加固。【例2-1-5】箱裝均重貨物一件重20t，長4.5m、寬2.4m、高3.0m，均衡裝載在N17K平車上，貨物重心投影位于車輛縱橫中心線交點(diǎn)上，試計(jì)算作用于運(yùn)行中貨物上的各種力的大小?！窘狻縉17K型車自重為19.7t，車輛銷距為9000mm，各種力的數(shù)值計(jì)算如下：1．縱向慣性力（車底板為木質(zhì)，貨物為木質(zhì)，加固方法為柔性加固）T=t0Q=(0.0012Q總2-0.32Q總+29.85)Q=[0.0012×(19.7+20)2-0.32×(19.7+20)+29.85]×20=380.746(kN)2．橫向慣性力因?yàn)閍=0,所以由公式得N=n0×Q=(2.82+2.2a/l)Q=2.82×20=56.400(kN)3．垂直慣性力因?yàn)槭瞧杰囇b運(yùn)，所以Q垂=q垂Q=(3.54+3.78a/l)Q=3.54×20=70.800(kN)4．風(fēng)力因?yàn)樨浳锏膫?cè)向受風(fēng)的投影面積為4.5m×3.0m的平面，q取0.49kN/m2，,所以W=qF=0.49×4.5×3.0=6.615(kN)5．摩擦力因?yàn)镹17K型車車底板為木質(zhì)，貨物也為木質(zhì)，所以u取0.45由公式得=9.8μQ=9.8×0.45×20=88.200(kN)=μ(9.8Q-Q垂)=0.45（9.8×20-70.800）=56.340(kN)任務(wù)1鐵路裝載加固方案的制定三、貨物穩(wěn)定性的檢驗(yàn)列車在運(yùn)行時(shí)，車上所裝貨物將受到多種外力的作用，這多種外力除摩擦力和重力是穩(wěn)定力外，其余均為不穩(wěn)定力。在對貨物進(jìn)行加固之前，必須要先檢驗(yàn)貨物在受到這些外力作用時(shí)的穩(wěn)定情況。若不穩(wěn)定，則需加固。貨物不穩(wěn)定，主要發(fā)生在傾覆、水平移動(dòng)和滾動(dòng)三個(gè)方面。檢驗(yàn)貨物的穩(wěn)定性是通過穩(wěn)定系數(shù)來確定的。由于貨物所受五種外力的作用點(diǎn)和作用方向不同，我們通過力矩（力）來計(jì)算穩(wěn)定系數(shù)。穩(wěn)定系數(shù)是指穩(wěn)定力產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩（力）與不穩(wěn)定力產(chǎn)生的不穩(wěn)定力矩（力）的比值，該比值通常為1.25（或1)。（一）傾覆方面穩(wěn)定性的檢驗(yàn)1．貨物不進(jìn)行任何加固貨物在縱向上將受到縱向慣性力的作用，若貨物重力形成的穩(wěn)定力矩與縱向慣性力形成的縱向傾覆力矩（不穩(wěn)定力矩）之比不能達(dá)到穩(wěn)定條件，則貨物就會(huì)發(fā)生縱向傾覆。如圖2-1-6可見，貨物免于縱向傾覆的穩(wěn)定條件應(yīng)為：圖2-1-6貨物在車地板上傾覆趨勢示意圖縱向：式中：Q——貨物重量（t）；a——貨物重心所在橫向垂直平面至貨物傾覆點(diǎn)之間的距離（mm）；T——貨物的縱向慣性力（kN）；h——貨物重心自傾覆點(diǎn)所在水平面起算的高度（mm）。貨物在橫向上受到橫向慣性力和橫向風(fēng)力的作用，若重力形成的穩(wěn)定力矩與橫向慣性力和風(fēng)力形成的橫向傾覆力矩之比不能達(dá)到穩(wěn)定條件，則貨物就會(huì)發(fā)生橫向傾覆。同理，貨物免于橫向傾覆的穩(wěn)定條件應(yīng)為：式中：b——貨物重心所在縱向垂直平面至貨物傾覆點(diǎn)之間的距離（mm）；N——貨物的橫向慣性力（kN）；W——貨物的風(fēng)力（kN）；h風(fēng)——風(fēng)力合力作用點(diǎn)自橫向傾覆點(diǎn)所在的水平面起算的高度（mm）?！纠?-1-6】箱裝均重貨物一件重20t，長4.5m、寬2.4m、高3.0m，均衡裝載在N17K平車上，貨物重心投影位于車輛縱橫中心線交點(diǎn)上，試確定貨物是否會(huì)發(fā)生傾覆。【解】經(jīng)計(jì)算得知：縱向慣性力T=380.746(kN)，橫向慣性力N=56.400(kN)，風(fēng)力W=6.615(kN)。2．貨物加擋木進(jìn)行加固貨物裝車后，為了防止貨物水平移動(dòng)，一般在貨物的兩端或兩側(cè)加有擋木，如圖2-1-7所示。此時(shí)，貨物的傾覆點(diǎn)提高，即傾覆力臂縮短，因此貨物的穩(wěn)定系數(shù)相應(yīng)地發(fā)生變化。圖2-1-7貨物裝載加擋木示意圖在縱向方面：橫向：（二）滾動(dòng)方面穩(wěn)定性的檢驗(yàn)對圓柱（筒）形、球形、帶輪子的貨物，裝在車上若不進(jìn)行任何加固，貨物將產(chǎn)生滾動(dòng)現(xiàn)象。故此類貨物必須采用三角擋、凹木、掩木等加固材料進(jìn)行加固，如圖2-1-8所示。式中：a——貨物重心所在縱向垂直平面至三角擋（或掩木）與貨物接觸點(diǎn)之間距離（mm）；b——貨物重心所在橫向垂直平面至三角擋（或掩木）與貨物接觸點(diǎn)之間距離（mm）；R——貨物或輪子的半徑（mm）；h掩——掩木或三角擋與貨物接觸點(diǎn)自貨物或輪子最低點(diǎn)所在水平面起算的高度（mm）。式中：a——貨物重心所在縱向垂直平面至三角擋（或掩木）與貨物接觸點(diǎn)之間距離（mm）；b——貨物重心所在橫向垂直平面至三角擋（或掩木）與貨物接觸點(diǎn)之間距離（mm）；R——貨物或輪子的半徑（mm）；h掩——掩木或三角擋與貨物接觸點(diǎn)自貨物或輪子最低點(diǎn)所在水平面起算的高度（mm）?！纠?-1-7】鑄鋼結(jié)構(gòu)圓柱形貨物一件，貨重12t，長17000mm，直徑3200mm，采用N17K型車一車負(fù)重，均勻順向臥裝，兩端用同樣車型作游車，貨物下面墊凹口深為8mm，凹部高為150mm的凹木，兩凹木中心線間距與車輛轉(zhuǎn)向架中心銷間距相等，凹木上釘高為150mm的掩木。試檢驗(yàn)該貨物在滾動(dòng)方面的穩(wěn)定性?！窘狻恳?yàn)樵撠浳锸琼樝蚺P裝，只有可能發(fā)生橫向方面的滾動(dòng)，故只檢驗(yàn)此方面的穩(wěn)定性。計(jì)算力值：（三）水平移動(dòng)方面穩(wěn)定性的檢驗(yàn)貨物所受到的摩擦力對其起穩(wěn)定作用，但當(dāng)縱向摩擦力不能抵消縱向慣性力或橫向摩擦力不能抵消橫向慣性力和風(fēng)力時(shí)，貨物將產(chǎn)生縱向、橫向上的水平移動(dòng)。另外，由于貨物橫向位移的危險(xiǎn)性較大，并且橫向力的最大值是當(dāng)重車以比較高的速度在曲線上運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的。為確保安全，在進(jìn)行橫向加固計(jì)算時(shí)，將橫向慣性力和風(fēng)力之和加大了25%。貨物免于水平移動(dòng)的條件應(yīng)為：【例2-1-8】箱裝均重貨物一件重20t，長4.5m、寬2.4m、高3.0m，均衡裝載在N17K平車上，貨物重心投影位于車輛縱橫中心線交點(diǎn)上，試確定貨物是否會(huì)發(fā)生移動(dòng)?！窘狻拷?jīng)計(jì)算得知：縱向慣性力T=380.746kN,橫向慣性力N=56.400kN,風(fēng)力W=7.056kN,計(jì)算表明，該貨物縱橫方向均可能發(fā)生移動(dòng)，需要加固。由于貨物的形狀各異，所以對于一件具體的貨物應(yīng)綜合考慮其不穩(wěn)定因素，并分別進(jìn)行校驗(yàn)，以確定是否需要進(jìn)行加固。四、常用加固材料貨物裝載以后，若檢驗(yàn)出貨物會(huì)發(fā)生傾覆、水平移動(dòng)或滾動(dòng)現(xiàn)象，則必須對其進(jìn)行加固，以保證貨物在運(yùn)輸過程中的穩(wěn)定性和安全性。對貨物進(jìn)行加固，只有根據(jù)貨物情況選擇合適的加固材料，正確確定出合理的加固方法，才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)、合理的加固貨物的目的。（一）常用加固材料分類1．按加固方式分類（1）拉牽捆綁材料包括鍍鋅鐵線、盤條、鋼絲繩和鋼絲繩夾、固定捆綁鐵索、繩索、螺旋式緊線器、84型緊固器、腰箍。（2）襯墊材料包括墊木和隔木、條形草支墊、稻草繩把、稻草墊、橡膠墊。（3）掩擋類材料包括支柱、擋木、鋼擋、鍋爐擋鐵、掩擋、鐵泥塑料擋、圍擋及擋板（壁）。（4）其他材料包括繩網(wǎng)、焦炭網(wǎng)、絞棍、圓鋼釘、扒鋸釘、U形釘、U形夾、鋼板夾。2．按材質(zhì)分類（1）木質(zhì)類主要用來墊或擋貨物，如支柱、墊木、擋木等。（2）鋼鐵制品類主要用來拉牽、捆綁、焊接加固貨物，如鐵線、鋼絲繩、型鋼等。（3）其他材質(zhì)類主要用來防滑，如橡膠墊、草支墊等。3．常用加固材料的適用范圍對于有平支承面的貨物、圓柱形貨物、帶輪貨物和輕浮貨物應(yīng)使用不同的加固方式。各類貨物其加固材料適用范圍見表2-1-5。(二)常用加固材料的用途及規(guī)格1．拉牽捆綁材料（1）鍍鋅鐵線鍍鋅鐵線是一種適應(yīng)性比較強(qiáng)，應(yīng)用廣泛的加固材料。它主要用于拉牽加固捆綁貨物，可防止貨物產(chǎn)生傾覆、水平移動(dòng)和滾動(dòng)。鍍鋅鐵線的破斷拉力應(yīng)以產(chǎn)品標(biāo)簽上的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，許用拉力取其破斷拉力的1/2。常用鍍鋅鐵線的破斷拉力和許用拉力見表2-1-6。（2）盤條盤條主要用于拉牽加固貨物，可防止貨物產(chǎn)生傾覆、水平移動(dòng)和滾動(dòng)，不得用作腰箍下壓式加固，可用作整體捆綁。盤條的破斷拉力應(yīng)以產(chǎn)品標(biāo)簽上的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，許用拉力取其破斷拉力的1/2。常用盤條的破斷拉力和許用拉力見表2-1-7。當(dāng)數(shù)股鐵線擰成一根使用時(shí)，由于每股受力不均勻，所以，每股鐵線的拉力值應(yīng)取其許用拉力的90%，即選用鍍鋅鐵線或盤條拉牽時(shí)，每根拉牽繩需要股數(shù)為：（3）鋼絲繩鋼絲繩可用于拉牽加固，還可作腰箍下壓式加固和整體捆綁。加固貨物用的鋼絲繩應(yīng)選用柔性較好的起重、提升和牽引用鋼絲繩。實(shí)際使用時(shí)，鋼絲繩的破斷拉力應(yīng)以產(chǎn)品標(biāo)簽上的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，許用拉力取其破斷拉力的1/2。鋼絲繩的型號規(guī)格較多，為便于現(xiàn)場掌握和操作，以標(biāo)準(zhǔn)中公稱抗拉強(qiáng)度1670N/mm2的6×19（b）（1+6+12）型鋼絲繩為例，其規(guī)格及破斷拉力見表2-1-8。（4）腰箍所謂腰箍是指將貨物捆綁（箍）在車輛上的加固材料。腰箍可用鋼絲繩制成，也可用扁鋼帶制成，腰箍加固主要是通過下壓捆綁增大貨物與車底板或墊木間的摩擦力，以達(dá)到防止貨物滾動(dòng)或移動(dòng)的目的。主要用于加固順裝的圓柱體貨物，也可用于加固箱型貨物。扁鋼帶截面尺寸、鋼絲繩規(guī)格尺寸應(yīng)根據(jù)腰箍強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果確定。腰箍可通過螺栓用雙螺母緊固，可與螺旋式緊線器配合使用。2．襯墊材料（1）墊木和隔木裝運(yùn)貨物時(shí)，為增大貨物支重面的長度和寬度、降低超限等級或避免超長貨物突出部分底部與游車車底板接觸，必要時(shí)需使用縱、橫墊木；在分層裝載貨物時(shí)，特別是金屬制品，為防止層間貨物滑動(dòng)，必須使用隔木。墊木和隔木必須使用無削弱強(qiáng)度的木節(jié)和裂紋且堅(jiān)實(shí)、紋理清晰、無腐爛的整塊木材制作。橫墊木和隔木的長度一般不應(yīng)小于貨物裝載寬度，但不大于車輛的寬度；其墊木的寬度不得小于高度。（2）條形草支墊、稻草繩把、稻草墊、橡膠墊條形草支墊、稻草繩把用于支撐貨物并起防滑作用。稻草墊起防滑作用；條形草支墊、稻草繩把、稻草墊均限一次使用；橡膠墊起防滑、防磨作用并可作為緩沖材料。（3）復(fù)合材料墊木、隔木、底托復(fù)合材料墊木、隔木、底托長度不小于貨物的裝載寬度，但不大于車輛的寬度。常用復(fù)合材料墊木、隔木、底托規(guī)格見表2-1-10。3．掩擋類材料（1）擋木、鋼擋擋木主要用來加固平支重面貨物，防止貨物移動(dòng)或傾覆。擋木的寬度與高度應(yīng)相等，常用規(guī)格（長×寬×高）為400mm×100mm×100mm。裝載平支撐面貨物時(shí)，可以在貨物兩端或兩側(cè)加擋木或鋼擋，如圖2-1-9所示。擋木、鋼擋一般采用釘固或螺栓連接的方式固定，鋼擋還可以采用直接焊接的方式固定。固定擋木或鋼擋的圓鋼釘應(yīng)垂直釘進(jìn)，圓鋼釘?shù)拈L度應(yīng)接近于將車地板釘穿。（2）鍋爐擋鐵鍋爐擋鐵采用厚度8mm及以上鋼板焊接制成，擋鐵斜坡（面）及橫向擋鐵應(yīng)根據(jù)鍋爐翹角角度和翹角長度來確定，鍋爐擋鐵的結(jié)構(gòu)及使用如圖2-1-10所示。使用時(shí)，擋鐵斜坡（面）應(yīng)與鍋爐翹角底部相吻合，將擋鐵橫向與鍋爐翹角邊緣貼緊，縱向擋板與鍋爐翹角端部留有20～30mm的間隙，每塊擋鐵各用φ10mm的圓鋼釘6～8個(gè)釘固在車地板上。鍋爐翹角長度超過120mm時(shí)，可取消擋鐵縱向擋板。（3）掩擋（三角擋、掩木、方木、凹木）加固圓柱形貨物及輪式貨物時(shí)，可使用三角擋或掩木、方木、凹木等加固材料，其規(guī)格應(yīng)根據(jù)貨物的重量、直徑（或輪徑）等確定。掩擋與車地板或墊木的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度必須足以防止其自身移動(dòng)或傾覆。使用三角擋或掩木掩擋輪式貨物時(shí)，其一側(cè)斜面應(yīng)與貨物貼實(shí)，底面與車地板接觸處應(yīng)平整。單獨(dú)使用掩擋防止圓柱形、球形貨物及輪式貨物縱向滾動(dòng)時(shí)，掩擋的需要高度可按下式計(jì)算：h掩≥(0.3744－0.0018Q總)D(mm)(2-1-23)式中Q總——重車總重（t）；D——貨物的直徑或輪徑（mm）。單獨(dú)使用掩擋防止圓柱形、球形貨物及輪式貨物橫向滾動(dòng)時(shí)，掩擋的需要高度可按下式計(jì)算：h掩≥0.08D(mm)(2-1-24)配合其他加固方法使用時(shí)，高度（深度）可適當(dāng)降低。三角擋的底寬不得小于高度的1.5倍，其高度經(jīng)計(jì)算不足100mm時(shí)，按100mm取用。常用方木的規(guī)格（長×寬×高）為500mm×200mm×160mm。木制三角擋應(yīng)選用無節(jié)、無裂紋、無蟲眼的一級木材制作，掩木、方木、凹木應(yīng)用堅(jiān)實(shí)的二級及以上木材制作。凹木可用堅(jiān)實(shí)的橫墊木與掩木配合制作，必要時(shí)，掩木的斜面應(yīng)盡可能按被掩圓柱體半徑制作成弧面，并用螺栓與橫墊木牢固連接，每塊掩木使用的螺栓數(shù)不得少于2個(gè)。凹木的寬度不小于凹木底面至凹部最低點(diǎn)高度的1.2倍。（4）鐵泥塑料擋鐵泥塑料擋分為鐵塑輪擋、鐵塑三角擋和鐵塑側(cè)擋三種。常用鐵塑輪擋結(jié)構(gòu)如圖2-1-11所示，加固輪式貨物或圓柱形貨物時(shí)，常用鐵塑輪擋應(yīng)配合其他加固方法同時(shí)使用。（5）絞棍絞棍用于將纏繞后的鍍鋅鐵線、盤條絞緊。絞棍的直徑一般為50mm，長度為600mm，操作困難時(shí)，可根據(jù)具體情況確定。絞棍留用時(shí)必須予以固定［如圖2-1-12(a）所示］且不得超限；絞棍不留用時(shí)可以采取防松措施［如圖2-1-12(b）所示］。（6）圓鋼釘、扒鋦釘圓鋼釘、扒鋸釘用于釘固擋木、三角擋、墊木、輪擋等加固材料。主要是利用它與車底板之間的剪切應(yīng)力和與木材之間的握裹力來加固貨物的，釘子的規(guī)格及數(shù)量應(yīng)根據(jù)貨物所受到外力的大小而確定。圓鋼釘應(yīng)交錯(cuò)布置、垂直釘入，并應(yīng)避開車地板的縫隙或木板裂紋。圓鋼釘?shù)拈L度必須保證能夠接近于將車地板釘穿。常用圓鋼釘?shù)囊?guī)格尺寸見表2-1-11。扒鋦釘常用圓鋼或螺紋鋼制作。常用扒鋦釘規(guī)格（長×直徑×釘腳長度）：200mm×10mm×（50～60）mm，如圖2-1-13所示。釘固扒鋦釘時(shí)，應(yīng)上下、左右均勻敲打，逐步推進(jìn)，使加固材料與貨物、車地板貼實(shí)貼緊。應(yīng)避免釘在木質(zhì)加固材料同一橫紋上，同時(shí)避開車地板的縫隙或木板裂紋。扒鋦釘應(yīng)釘固成八字形，以增強(qiáng)其穩(wěn)定性。五、常用加固方法的強(qiáng)度計(jì)算為了保證運(yùn)輸安全，當(dāng)檢驗(yàn)出貨物不穩(wěn)定，要發(fā)生傾覆、水平移動(dòng)、滾動(dòng)現(xiàn)象時(shí)，需對貨物進(jìn)行加固。同時(shí)，為了制定一個(gè)經(jīng)濟(jì)、合理的加固方案，有必要對加固材料的強(qiáng)度及數(shù)量進(jìn)行計(jì)算，下面介紹幾種實(shí)際工作中常用的加固材料強(qiáng)度及數(shù)量的計(jì)算方法。（一）拉牽加固1.對稱拉牽加固對稱拉牽加固時(shí)，拉牽位置如圖2-1-14所示。S拉——每根拉牽繩需加固的力；A——拉牽繩在車輛上的拴結(jié)點(diǎn)；O——拉牽繩在貨物上的拴結(jié)點(diǎn)；B——O點(diǎn)在車地板上的投影；BC——O點(diǎn)所在縱向垂直平面至車輛邊線的距式中：n——同一方向采用的拉牽繩根數(shù)；l縱——貨物縱向傾覆點(diǎn)至拉牽繩在貨物上拴結(jié)點(diǎn)所在橫向垂直平面間的距離（mm）；l橫——貨物橫向傾覆點(diǎn)至拉牽繩在貨物上拴結(jié)點(diǎn)所在縱向垂直平面間的距離（mm）。因?yàn)槔瓲坷K既要防止貨物傾覆，又要防止貨物移動(dòng)，所以，每根拉牽繩應(yīng)承受的力為：S拉=max{S縱傾，S橫傾，S縱移，S橫移}若用鋼絲繩作拉牽繩，則鋼絲繩的破斷拉力應(yīng)為：P破≥2S拉式中：P許——每股鐵線的許用應(yīng)力（kN）；P破——每根鋼絲繩的破斷拉力（kN）。2.使用鍍鋅鐵線、鋼絲繩加固貨物的注意事項(xiàng)（1）使用鍍鋅鐵線、鋼絲繩捆綁加固貨物，應(yīng)依據(jù)所加固貨物的拴結(jié)點(diǎn)情況，盡量考慮對稱拉牽；（2）彈性變形較大，抗拉能力較小的鍍鋅鐵線，不宜作為重量較大貨物捆綁加固用，一般當(dāng)計(jì)算所需的單道拉牽鍍鋅鐵線在14股以上時(shí)，應(yīng)改用鋼絲繩加固；（3）拉牽繩與車底板的夾角一般應(yīng)接近45°。若捆綁加固主要用于防止貨物水平移動(dòng)時(shí)，拉牽繩與車底板的夾角可小于45°；若主要用于防止貨物傾覆，拉牽繩與車底板的夾角應(yīng)適當(dāng)大于45°。（4）多股鍍鋅鐵線拉牽加固時(shí)，需用絞棍絞緊，絞棍應(yīng)置于拉牽鐵線的中部，絞緊適度，不得過緊過松。絞棍留用時(shí)須固定；不留用時(shí)須采取措施防止鐵線回松。（5）使用鋼絲繩捆綁加固貨物時(shí)，所用緊固裝置的強(qiáng)度和規(guī)格需與之匹配。（6）多股小直徑鋼絲繩捆綁加固貨物時(shí)，兩端繩頭用鋼絲繩夾頭正反扣緊固定后，應(yīng)用鐵質(zhì)絞棍絞緊，在此種情況下，絞棍必須留用并予以固定。（二）腰箍腰箍主要是用于加固圓柱形貨物或帶輪子的貨物。特別是用于防止順向臥裝的圓柱形貨物發(fā)生滾動(dòng)，也可用來加固箱形貨物。利用腰箍加固，主要是利用腰箍的拉力，增大貨物對墊木（或墊木對車底板）之間的正壓力，以增加摩擦力，防止貨物移動(dòng)。1．腰箍加固時(shí)，每道腰箍應(yīng)承受的力（1）順裝圓柱形貨物，用n道腰箍加固時(shí)，每道應(yīng)承受的力腰箍加固圓柱形貨物如圖2-1-16所示。順向臥裝的圓柱形貨物可能發(fā)生的是橫向滾動(dòng)，防止貨物橫向滾動(dòng)，加固的力為腰箍的垂直分力，每道腰箍應(yīng)承受的力P腰表示為：P腰——下壓腰箍需加固的力；E——下壓腰箍與圓柱形貨物的切點(diǎn)；EF——E到車地板的距離；EG——E到貨物栓結(jié)點(diǎn)的距離；γ——拉牽繩與E點(diǎn)所在縱向垂面的夾角。對該件貨物，腰箍還起防止貨物發(fā)生移動(dòng)的作用。防止貨物縱向水平移動(dòng)，加固的力為腰箍的垂直分力和縱向摩擦力，P腰表示為：

防止貨物橫向水平移動(dòng)，加固的力為腰箍的垂直分力和橫向摩擦力，P腰表示為：式中：μ——貨物與橫墊木、橫墊木與車地板或貨物與車地板間的摩擦系數(shù)，取其較小者；n——腰箍的道數(shù)；h掩——掩木或三角擋與貨物接觸點(diǎn)的高度，mm；R——貨物的半徑，mm；h凹——橫墊木或鞍座凹部深度，mm；Q——貨物重量，t；b——貨物重心所在縱向垂直平面至貨物與掩木或三角擋接觸點(diǎn)之間的距離，mm；采用腰箍加固后，應(yīng)既可防止貨物發(fā)生滾動(dòng)，又可防止貨物發(fā)生移動(dòng)，故每道腰箍應(yīng)承受的力為：（2）箱形貨物的加固當(dāng)箱形貨物無拴結(jié)點(diǎn)時(shí)，可采用腰箍加固，如圖2-1-17所示，腰箍可防止箱形貨物發(fā)生傾覆和移動(dòng)。P腰——下壓腰箍需加固的力；E——下壓腰箍與貨物的接觸點(diǎn)；EF——E到車地板的距離；EG——E到貨物栓結(jié)點(diǎn)的距離；γ——拉牽繩與E點(diǎn)所在縱向垂面的夾角。防止貨物縱向傾覆，加固的力為腰箍在垂直方向的分力，每道腰箍應(yīng)承受的力P腰表示為：防止貨物橫向傾覆，加固的力為腰箍在垂直方向的分力，每道腰箍應(yīng)承受的力P腰表示為：式中：n——采用的下壓腰箍根數(shù)；11、l2、...、ln——每道腰箍所在橫向垂直平面至貨物縱向傾覆點(diǎn)之間的距離（mm）；B——貨物的寬度（mm）。防止貨物縱向、橫向水平移動(dòng)同式(2-1-30)、式