铁路超限货物运输货物尺寸测量方法研究

旷 绚

（中铁特货大件运输有限责任公司 市场营销部，北京 100070）

随着公路超限超载运输治理力度的加强，公路运输成本逐步上涨，铁路中长距离运输的经济性优势逐步体现，长大货物货源向铁路回流的趋势明显。长大货物一般尺寸较大，装后超限。为准确、合理地测量货物尺寸，有效落实货物尺寸测量互控，防范安全隐患，保障铁路超限货物运输安全[1]，以标记载重大于90 t的凹底平车装运采用非专列方式组织运输的变压器为研究对象，从分析货物尺寸测量范围和原则着手，对货物尺寸测量方法及测量难点进行剖析，探讨编制预计装后尺寸的方法。

1 货物尺寸测量方法

对于铁路长大货物超限运输，常用的运输组织方式有专列方式和非专列方式[2]。以专列方式组织运输的长大货物，发站较为固定，车站专业技术人员通常能熟练地测量货物尺寸。装车前，托运人协同车站、车务段（货运中心）专业技术人员共同测量货物尺寸，能有效做到装车前货物尺寸测量互控；装车后，托运人协同车站、车务段（货运中心）、铁路局集团公司超限运输主管部门工作人员对货物装后尺寸进行复核，也能有效保障货物装后尺寸不超出确认电报尺寸要求。对于以非专列方式运输的长大货物，发站分散，车站专业技术人员通常不能熟练地测量货物尺寸，无法有效落实装车前货物尺寸测量互控，也无法有效做到装车后层层把关复核。以标记载重大于90 t的凹底平车装运以非专列方式组织运输的变压器为研究对象，对货物尺寸测量方法进行研究。

1.1 货物尺寸测量范围及原则

在铁路超限货物运输作业中，涉及货物尺寸测量的工作主要包括测量编制装载加固方案相关货物尺寸、测量编制铁路超限超重货物运输申请电报（以下简称“申请电报”）相关货物尺寸和测量货物装后尺寸3个方面。其中，测量编制装载加固方案相关货物尺寸是为了分析加固强度力值计算，保障加固方式的加固强度能满足货物与车辆不发生倾覆、水平移动和滚动的要求；测量编制申请电报相关货物尺寸，是为了编制预计装后尺寸、核算限界距离，保障超限车与沿线设施设备不发生剐蹭；测量货物装后尺寸，是为了复核货物装后尺寸不超出预计装后尺寸，确保超限车不侵占运行所需限界安全距离。而测量编制装载加固方案相关货物尺寸相对简单，测量编制申请电报相关货物尺寸和货物装后尺寸相对复杂，而且后两者测量原理及方法相同。因此，主要侧重研究申请电报相关货物尺寸的测量方法。申请电报相关货物尺寸包括货物概况中要求注明的尺寸和货物外形尺寸2个部分。主要测量工具有：安全绳、安全帽、长度不小于5 m卷尺、线坠、长线、水平尺、标记笔、签字笔和记录表。

测量货物尺寸时，应遵循以下原则。①以货物重心所在垂面为测量基准面，分前后端、左右侧分别测量。对于重心不在货物几何中心的货物，装车时需考虑纵、横向偏心情况。②选取的过渡基准面要规则。对于不便直接测取的数值，通过选取规则的过渡基准面分段测取累加求得。③对称测量。测量货物长度时，有前端长度、后端长度；测量货物宽度时，有左侧宽度、右侧宽度。④测量货物外形尺寸时，自上而下逐一测量。货物外形尺寸测点选取以相邻两测点间货物外形尺寸不超出两测点连线为原则。

1.2 货物概况中要求注明的尺寸测量方法

货物概况中要求注明的尺寸有：货物全长、支重面长度和货物重心高度[3]。由于货物全长不便于直接测取整个数值，测量时，选取高度为450 ～ 550 mm区间的变压器裙边作为过渡基准面。货物全长按“前端外沿距前端裙边长度、重心横向垂面距前端裙边长度、重心横向垂面距后端裙边长度和后端外沿距后端裙边长度”4部分测量值累加求得[4]。货物本体的支重面长度和重心高度可以利用卷尺直接测取或分段测取累加求得。在测得货物本体的支重面长度和重心高度的基础上，考虑橡胶垫、垫木或支架等装载加固材料和装置的高度及摆放距离，可以得到货物概况中要求注明的支重面长度和货物重心高度。

1.3 货物外形尺寸测量方法

货物外形尺寸，是指含装载加固材料和装置的货物横断面外形轮廓尺寸。科学合理地测量货物本体外形尺寸（含固定包装）是准确编制货物外形尺寸的基础。利用货物本体外形尺寸，合理地考虑装载加固材料和装置尺寸，即可得到货物外形尺寸。货物外形尺寸包括货物横断面轮廓尺寸各测点对应的货物高度、宽度。实际测量时，通常先测量货物本体外形尺寸各测点尺寸，再考虑装载加固材料和装置尺寸，即可生成货物外形尺寸。受铁路建筑限界轮廓上部小、中部大、下部小的特征制约[5]，测量货物本体外形尺寸各测点尺寸时分为货物上部、货物中部和货物下部3个部分进行测量。

1.3.1 货物上部尺寸测量方法

由于受铁路建筑限界轮廓的制约，大部分货物上部结构设计呈现越往上越窄的趋势。变压器吊盘常常为货物最大宽度处，选取吊盘上沿作为货物上部和货物中部的分界线，取值时，吊盘上沿以上的测点划分为货物上部的测点。

（1）货物上部尺寸高度测量。对于货物上部各测点的高度，往往无法直接测取，需要借助于顶部平台作为过渡基准面测取各测点的高度，必要时从顶部平台两端各测量一次进行校对。测点高度按顶部平台高度与测点超出/低于顶部平台高度的和/差关系取值，利用水平尺、卷尺和线坠测取测点高度与顶部平台之间的高度差。对于上沿高于顶部平台的斜筒的下沿高度，无法直接测量测点与顶部平台高度的差值，可先测量斜筒上沿高度，再测量斜筒上沿与下沿的高度差值，求出斜筒下沿的高度。

（2）货物上部尺寸宽度测量。选取货物重心纵向垂面与顶部平台相交线作为货物上部尺寸的宽度测量基准线，具体取值方法如下。①若变压器摆放在水平平台上，可通过从货物两端上部往货物中下部引线坠，当线坠与货物重心在同一纵向垂面时，在顶部平台两端标记线坠所在位置，用长线连接货物顶部平台两端的标记，用划线笔在顶部平台上标画货物重心纵向垂面与顶部平台相交线，长线与顶部平台不密贴区域，借助水平尺标画长线在顶部平台上的垂向投影线。②若变压器摆放不水平，利用货物三视图的俯视图，寻找货物重心纵向垂面与顶部平台相交线的标志部件，用划线笔标画各标志部件的连线作为宽度测量基准线，并左右侧各测量一个宽度，比照图纸尺寸，核实宽度测量基准线的准确性。测点宽度为测点至顶部平台的宽度测量基准线的水平垂距，不在同一高度时，利用水平尺引到同一高度。对于上沿高于顶部平台的斜筒下沿宽度，无法直接测取测点与顶部平台的宽度测量基准线的水平垂距，可先测取斜筒上沿宽度，再测取斜筒上沿与下沿的宽度差值，求出斜筒下沿的宽度。

（3）货物上部尺寸测量难点及方法。①遇到变压器上部斜面有突出物（如圆草帽），突出物上沿低于顶部平台高度时，难以直接测量突出物上、下沿测点尺寸。可以利用水平尺、线坠和卷尺测量其尺寸。测点高度Ha按“顶部平台高度H1+水平尺高度H2-测点至水平尺上平面高度H3”取值；测点宽度Wa可利用卷尺测取水平尺伸出端至顶部平台宽度测量基准线的距离。低于顶部平台的斜面突出物尺寸测量方法示意图如图1所示。②遇到变压器上部斜面有突出物（如圆草帽），突出物上沿高于顶部平台高度时，难以直接测量突出物下沿测点尺寸。可以利用水平尺、线坠和卷尺通过过渡方式测量其尺寸。测点高度Hb按“顶部平台高度H1+突出物上沿与顶部平台高度差H4-突出物上、下沿高度差H5”取值。高于顶部平台的斜面突出物高度测量方法示意图如图2所示。测点宽度Wb按“突出物上沿至顶部平台宽度测量基准线的距离W1+突出物上、下沿宽度差W2”取值。高于顶部平台的斜面突出物宽度测量方法示意图如图3所示。

1.3.2 货物中部尺寸测量方法

对于铁路线路建筑限界，中部的限界条件通常较好，而受矮柱信号机等设施设备制约，距轨面高度1 210 mm以下，越往下铁路线路建筑限界条件越窄，考虑到标记载重大于90 t的采用非专列方式组织运输的凹底平车空车车地板高度在800 ～ 1 115 mm区间[6]，选取货物高度在450 ～ 550 mm区间的变压器裙边下沿作为货物中部尺寸和下部尺寸的分界线，变压器吊盘上沿至裙边下沿作为货物中部尺寸。

图1 低于顶部平台的斜面突出物尺寸测量方法示意图Fig.1 A schematic diagram for measuring the size of oblique outbursts below the top platform

图2 高于顶部平台的斜面突出物高度测量方法示意图Fig.2 A schematic diagram for measuring the height of the oblique outburst above the top platform

图3 高于顶部平台的斜面突出物宽度测量方法示意图Fig.3 A schematic diagram for measuring the width of oblique outburst above the top platform

货物中部尺寸高度的测量：货物中部测点高度Hc按“货物中部测点距摆放平台的高度Hc1-货物底部距摆放平台的高度Hc2”取值。货物中部尺寸宽度的测量：由于货物中部尺寸各测点往往位于货物两侧，难以直接测取货物各测点距货物重心所在纵向垂面的宽度，通常选取相对规则的变压器裙边作为过渡基准面，必要时从货物两端各测量一次变压器左、右裙边距货物重心所在纵向垂面的宽度值，确认变压器裙边的规则程度，并对照设计图纸进行确认。货物中部测点宽度Wc按“变压器裙边距货物重心所在纵向垂面的宽度值Wc1与测点突出/缩进变压器裙边宽度Wc2的和/差关系”取值。当测点突出或缩进变压器裙边时，利用线坠或水平尺与卷尺测取测点突出/缩进变压器裙边宽度Wc2。

货物中部尺寸测量的难点：①为避免考虑钢丝绳拉牵尺寸时人为扩大货物外形尺寸，货物中部尺寸靠下部测点尽量按实际尺寸测量取值；②模拟钢丝绳拉牵走线，有效避免测点增加钢丝绳拉牵尺寸。

1.3.3 货物下部尺寸测量方法

受矮柱信号机等设施设备制约，距轨面高度1 210 mm以下，越往下铁路线路建筑限界条件越窄，考虑到标记载重大于90 t的采用非专列方式组织运输的凹底平车空车车地板高度在800 ～ 1 115 mm区间，选取货物高度在450 ～ 550 mm区间的变压器裙边下沿以下作为货物下部尺寸。

货物下部尺寸高度的测量：货物下部测点高度Hd按“货物下部测点距摆放平台的高度Hd1-货物底部距摆放平台的高度Hd2”取值。货物下部尺寸宽度的测量：货物下部测点宽度Wd按“变压器裙边距货物重心所在纵向垂面的宽度值Wd1与测点突出/缩进变压器裙边宽度Wd2的和/差关系”取值。当测点突出或缩进变压器裙边时，利用水平尺或卷尺，可以测取测点突出/缩进变压器裙边宽度Wd2。

货物下部尺寸测量的难点：①测点尽量按实际尺寸测量取值；②模拟钢丝绳拉牵走线，有效避免测点增加钢丝绳拉牵尺寸；③避免以钢丝绳拉牵不经过测点和相邻钢丝绳拉牵经过测点作斜坡形，人为扩大货物外形尺寸，必要时需补充测取钢丝绳拉牵所经的非货物最大轮廓测点作为过渡测点，使包含钢丝绳拉牵尺寸的货物外形尺寸更符合实际。

在编制货物外形尺寸时，合理考虑钢丝绳拉牵线路，减少货物外形尺寸，有利于降低货物装后超限等级，缩短货物运输径路，降低铁路物流成本[7]；当下部限界距离偏小时，通过优化钢丝绳拉牵线路，减少钢丝绳拉牵尺寸，有效减少下部装后尺寸，增加限界距离，减少限速运行条件，能提高超限车通行能力[8]。

2 预计装后尺寸编制方法

预计装后尺寸是根据重车车地板理论高度、装载位置和货物外形尺寸，考虑装车裕量得到的货物预计装后限制轮廓尺寸，是超限超重货物运输确认电报货物装后尺寸的依据。正确、合理地编制预计装后尺寸，是保障铁路超限车行车安全的基础。

2.1 预计装后尺寸编制存在问题

由于凹底平车全路保有量基数小，在编制预计装后尺寸时存在一些问题，主要表现在以下方面。

（1）忽视凹底平车重车车地板下沉量。凹底平车不同于普通平车，重载运输时，车地板存在较大幅度的下沉，如DA26型凹底平车满载时，车地板下沉量为148 mm；而高度方向的装车裕量一般在30 ～ 50 mm间取值，容易造成装后货物下部尺寸低于确认电报货物装后尺寸。

（2）考虑装载加固装置和材料的尺寸偏小。例如，考虑钢丝绳双股拉牵尺寸时，通常按40～50 mm取值，实际加固作业时，钢丝绳拉牵尺寸受钢丝绳主绳和绳尾的相对位置及绳夹的朝向影响，容易超出理论值；在钢丝绳拉牵与货物测点无法密贴时，容易发生考虑钢丝绳拉牵尺寸偏小的情况。

2.2 预计装后尺寸的编制方法

2.2.1 编制货物外形尺寸

货物外形尺寸，是由货物本体外形尺寸加上装载加固装置和材料超出货物本体外形轮廓的尺寸所得。由于在编制货物外形尺寸时，考虑装载加固材料和装置尺寸偏小会导致编制的货物外形尺寸偏小，进而导致编制的预计装后尺寸偏小。在编制货物外形尺寸时，应根据钢丝绳拉牵的股数、钢丝绳规格大小，合理确定钢丝绳拉牵尺寸。同时，应充分考虑钢丝绳拉牵与测点不密贴的工况，特别是钢丝绳栓结点超出车地板宽度较大时，纵向拉牵的钢丝绳无法与车地板密贴，需要增大车地板处测点钢丝绳拉牵尺寸。

2.2.2 编制预计装后尺寸

对于标记载重大于90 t的采用非专列方式组织运输的凹底平车装运的货物，在货物外形尺寸确定的前提下，预计装后尺寸各测点通常与货物外形尺寸各测点一一对应。预计装后尺寸各测点的高度由货物外形尺寸对应测点的高度、所采用的车辆重车车地板高度和装车裕量决定，预计装后尺寸各测点的宽度由货物外形尺寸对应测点的宽度、装载后货物横向偏离车辆纵中心线的数值和装车裕量决定。

（1）预计装后尺寸各测点高度的确定。考虑到铁路建筑限界上下部小、中部大的特征，应以最大宽度对应测点为分界点，该测点上沿及以上各测点的高度按“空车车地板高度－重车车地板下沉量+货物外形尺寸对应测点的高度+装车裕量”取值；该测点下沿及以下各测点的高度按“空车车地板高度－重车车地板下沉量+货物外形尺寸对应测点的高度－装车裕量”取值，装车裕量一般在30 ～ 50 mm间取值。

（2）预计装后尺寸各测点宽度的确定。对于标记载重大于90 t的采用非专列方式组织运输的凹底平车，由于货车心盘为球形心盘，为避免重车运行时往一侧压死，装载时通常要求货物横向居中；而宽度方向的装车裕量一般在30 ～ 50 mm间取值，申请电报中预计装后尺寸各测点的宽度按“货物宽度+装车裕量”取值。

依照上述方法编制出预计装后尺寸各测点的高度和宽度。对于在动态运行时车地板相对轨道平面倾斜角度较大的球形心盘货车，应进一步考虑车地板相对轨道平面的倾斜角度，根据不同车型倾斜转动轴位置和最不利倾斜角度调整增加各测点高度和宽度装车裕量。

3 结束语

准确、合理地测量货物尺寸、是正确进行加固强度计算、编制预计装后尺寸、核算限界距离的基础，是复核货物装后尺寸的要求，是保障铁路超限货物运输安全的关键。为实现国家重点工程大型设备运输和保障铁路超限货物运输安全的要求，应进一步加强铁路超限货物运输的理论研究，提高超限货物运输管理的信息化水平，不断规范超限货物运输相关的货物尺寸测量、装载加固方案编制与实施、限界管理与运用等工作，减少安全隐患，保障铁路超限车运行安全，为不断扩大铁路大件货物运输市场份额奠定良好的基础。