陆路冷藏集装箱设计特点

姜涤清

陆路冷藏集装箱（以下简称“冷箱”）专门用于陆路（包括公路和铁路）运输，并按照陆路运输技术参数和要求设计而成。陆路冷箱能够充分发挥公路和铁路运输优势，使货物运输更加快捷、方便。

1 陆路冷箱结构特点

陆路冷箱基本不面向水路运输，因此，其不受水路运输条件的限制，即不受国际标准集装箱尺寸限制。国际标准集装箱主要面向水路运输，其外形尺寸直接影响集装箱在集装箱船上的配积载；而陆路集装箱的宽度为2.5～2.6 m，与国际标准集装箱的尺寸要求存在较大差异。由于单个陆路集装箱要占用多个箱位，加之其系固难度较大，陆路集装箱一般不采用集装箱船运输，而多采用散货船或车辆运输船运输。此外，车辆连带冷箱的一体式水路运输方式会因运输对象的整体尺寸过大而导致水路运输成本增加。美国铁路协会制定的多式联运封闭式集装箱标准对陆路集装箱作出严格规定。该标准包含内容广泛，可供其他国家借鉴。

以托盘冷箱为例，其作为陆路冷箱中的特种箱型，通过采用托盘实现箱内装载容积最大化。虽然不同国家使用的托盘规格不同，但其目的均是充分利用冷箱的有效装载空间并方便货物装卸，从而提高运输效率，降低运输成本。

2 陆路集装箱设计要求

陆路集装箱设计需要满足陆路运输条件，其外形尺寸应符合其使用地域的公路和铁路运输规定。例如，北美国家对陆路集装箱的长度、宽度和高度有严格规定，不符合规定的陆路集装箱无法取得美国铁路协会颁发的相应证书及标志。陆路集装箱的长度通常为53英尺、48英尺、45英尺、40英尺和20英尺；某些特殊陆路集装箱的长度为24英尺、28英尺和30英尺，但此类集装箱与其他运输载体的互换性较差。

在陆路集装箱运输中，要求集装箱与运输载体的连接必须具有通用性和可靠性。集装箱与运输载体通过箱体底角件的扭锁孔连接，并通过角件支撑。标准集装箱的宽度为2 438 mm，角件扭锁孔的间距为2 259 mm；因此，将标准角件用于宽体集装箱后，扭锁孔的间距无法满足通用连接要求，需要使用特殊角件，具体方法如下。

方法一：使用改进型特殊角件。将角件布置在标准尺寸位置，并在角件外部加焊钢板，从而实现角件外形的有效放大；扭锁孔符合标准尺寸，以便实现集装箱与不同载体的连接转换。该方法适用于少量陆路集装箱，重点注意外加钢板必须保证焊接强度和支撑的可靠性。

方法二：针对宽体集装箱设计专用角件；而对于非标准长度的集装箱，需要在标准长度位置增加角件，以实现与载体的连接。美国铁路协会多式联运封闭式集装箱标准对不同尺寸箱体所使用的角件有严格规定，例如：宽体扭锁集装箱的底角件下端面带双孔，其专用特殊角件比国际标准集装箱角件宽，通常在角件宽度方向和高度方向额外增加加强导向件，以使之与门楣、门槛及角柱的连接更为牢固；门楣、门槛及角柱处留有角件导向件插入空间，且在门楣、门槛及角柱上距离角件一定位置处开孔后再进行柱塞焊，从而使箱体与角件结合形成整体，大大提升其强度。

对于符合国际标准集装箱规格的铁路集装箱，可配合使用国际标准集装箱顶角件。宽度为及以上的铁路集装箱对顶角件有特殊要求：按照国际铁路联盟的相关标准，此类铁路集装箱的顶角件在宽度处为垂直面，超出部分为斜面，且下侧梁带有抓臂槽，以满足铁路站台吊装集装箱的需求。

为符合运输载体的要求，需要对陆路集装箱进行特殊设计。例如：超40英尺集装箱的鹅颈槽设计必须满足运输载体的特殊要求；此外，由于铁路列车通过半高车厢运载集装箱，公铁联运集装箱的高度须限制在角件内部，同时注意防止集装箱在公路运输过程中一定转弯半径内超出角件。适于公路运输的陆路集装箱和适于公铁联运的陆路集装箱分别见图1和图2。

陆路集装箱在集卡或列车上的栓固不似国际标准集装箱在集装箱船上那样稳固；因此，必须考虑载荷传递区域的强度设计，主要体现在角件与门楣、门槛间的连接设计方面，除材质要求外，还必须保证焊接强度。与水路集装箱堆场相比，陆路集装箱堆场的作业箱量较少，集装箱堆放高度较低，一般重箱堆放高度为3层，基本不超过5层。可见，陆路集装箱的堆存要求比国际标准集装箱的堆存要求低，对角柱设计的要求也比国际标准集装箱的要求低。

3 陆路冷箱设计特点

陆路冷箱的运输环境较为复杂：一方面，冷箱持续处于负载交变频率振动之下；另一方面，当环境温度低于 30℃时，厚板可能失效。因此，在选取箱体板料时，应考虑其低温抗冲击性能，一般要求材料的冲击功大于21 J。此外，由于连续交变应力的存在，箱体零件的装配形式十分重要：箱体以焊接固定连接为主；门铰链板多采用螺栓连接，螺栓与螺母采用焊接连接；螺栓配备防松平垫及弹性垫圈，或采用螺纹胶连接，以防止螺栓、螺母因箱体抖动而松动脱落。

陆路冷箱配备冷机以保持箱内温度，确保货物质量。不同型号的冷机功率差异较大，例如：有的挂车冷箱用冷机的功率是海运冷箱用冷机的2.5倍，其箱体更大，顶部一般设有通风道，以满足冷媒传送距离及传输均匀性要求；有的冷箱用冷机可以带动2～3个蒸发器，其箱体内部可以设计为多个空间，不同空间设置不同的温度，实现同一集装箱运输不同温度需求的货物，从而大大提升运输效率。

陆路冷箱采用燃油发电，为冷机运转提供动力；因此，冷箱设计必须考虑油箱强度、箱体运输里程、油箱布置形式、货物的温度要求、加油的便利性及油品的品质要求等。冷箱油箱参照汽车油箱设计，但必须考虑到冷箱在吊装过程中可能受到的冲击和撞击。油箱板料选择厚3.0 mm以上的耐候钢；油箱设计应避免拼焊区域受力，减少对运输过程中直接受力点的焊接；采用一定工艺手段提升焊接可靠性，从而提高油箱强度。挂车冷箱的油箱尺寸可以根据运输过程中加油站的间距来设计，保证油箱的设计和加油站的设置满足运输要求；相比之下，铁路冷箱的运输里程大大超过公路加油站的间距，因此，铁路冷箱的油箱容积远远大于挂车冷箱的油箱容积。

铁路冷箱在运输过程中主要采用以下堆放方式：（1）放置在平板车上，要求冷箱附件不超出过弯时平板车的旋转半径，此时铁路冷箱与挂车冷箱可以混合使用，但必须确保箱内货物品质在运输过程中不受影响；（2）放置在一定高度的敞顶车厢内，要求装箱货物不超出集装箱的长度和油箱不超出角件，此时可合理增加油箱容积，且冷机高度可以超出敞口箱板，但要确保其在运输途中的弯道处不会与周围障碍物发生碰撞。

由于陆路冷箱的运输载体经常变换，在设计时除了需要满足箱体栓固要求外，还须考虑对运输载体有效空间的合理使用。铁路冷箱的下侧梁应考虑设计抓臂槽，以方便吊装；对于没有设计抓臂槽的冷箱，只能对其进行兜底起吊，此时需要注意對起吊部位材料实施加强保护。

4 结束语

在“一带一路”建设背景下，陆路集装箱运输迎来广阔的发展空间和良好的市场机遇。陆路冷箱运输从业者应紧跟市场发展趋势，在冷箱设计理念、设计方向及开发利用方面狠下工夫，以实现良好的经济效益和社会效益。