Особенности размещения и крепления длинномерных грузов в вагонах

К длинномерным относят грузы, которые при размещении на одном вагоне выходят за пределы одной или обеих концевых балок его рамы более чем на 400 мм.

11.1 Максимальная длина длинномерного груза, размещенного на одном вагоне при условиях, что груз имеет по всей длине одинаковое поперечное сечение и равномерно распределенную массу, его ЦТ_гр^о расположен в поперечной плоскости симметрии вагона, определяется в зависимости от массы груза по таблицам 29 и 30.

Таблица 29 - Максимальная допускаемая длина длинномерного груза на платформе

Таблица 30 - Максимальная допускаемая длина длинномерного груза в полувагоне

11.2 Центр тяжести длинномерного груза, погруженного на сцеп из нескольких вагонов, должен располагаться на пересечении продольной и поперечной плоскостей симметрии сцепа.

11.3 Длинномерные грузы в зависимости от их длины и массы размещают с опиранием на один вагон или на два вагона, с использованием в необходимых случаях платформ прикрытия. Платформы, используемые в качестве прикрытия, могут загружаться грузом, следующим в адрес получателя или на железнодорожную станцию назначения длинномерного груза.

11.4 Размещение длинномерных грузов на сцепе с опорой на один вагон производится без применения турникетов.

При выходе груза за пределы концевой балки рамы с одной стороны вагона более чем на 400 мм используется одна платформа прикрытия (рисунок 39а).

Рисунок 39

При выходе груза за пределы концевых балок рам с обеих сторон вагона более чем на 400 мм используются две платформы прикрытия (рисунок 39б).

В этом случае наименьшее расстояние между длинномерным грузом, закрепленным на грузонесущей
платформе, и грузом, размещенным на платформе прикрытия, должно быть не менее 270 мм.

В случае размещения длинномерных грузов по схеме, приведенной на рисунке 40, наименьшее расстояние между длинномерными грузами над платформой, используемой в качестве прикрытия для обоих грузов, должно быть не менее 490 мм.

Рисунок 40

11.6 Размещение длинномерных грузов на сцепе с опорой на два вагона производится как с применением турникетов, так и без них (рисунки 41-45). Необходимость использования платформ прикрытия определяется аналогично случаям, оговоренным в подразделе 11.5 настоящей главы.

11.7

Рисунок 41

Турникет – это комплект опорно-крепежных устройств (турникетных опор), предназначенный для
компенсации всех видов усилий, действующих на груз в процессе перевозки, а также для обеспечения безопасного прохождения сцепа по криволинейным участкам пути и участкам с переломным профилем при различных режимах движения.

Применяются турникеты двух видов:
– неподвижные турникеты, обеспечивающие неподвижное закрепление груза в продольном направлении относительно одной из грузонесущих платформ;
– подвижные турникеты, обеспечивающие закрепление груза с возможностью ограниченного продольного перемещения груза относительно обеих грузонесущих платформ.

 11.7.1 В случае, когда груз закреплен неподвижно относительно одного из грузонесущих вагонов (с использованием неподвижного турникета), расстояние между торцом длинномерного груза и грузом на платформе прикрытия должно быть:
– со стороны платформы, оборудованной неподвижной турникетной опорой – не менее 270 мм (рисунки 42 и 43);

 Рисунок 42
1 – неподвижная турникетная опора; 2 – подвижная турникетная опора

Рисунок 43
1- неподвижная турникетная опора; 2 - подвижная турникетная опора
– со стороны платформы, оборудованной подвижной турникетной опорой, – не менее 490 мм для сцепов без промежуточной платформы (рисунок 42); не менее 710 мм для сцепа с использованием промежуточной платформы (рисунок 43).

11.7.2 В случае, когда груз закреплен подвижно относительно обоих грузонесущих вагонов (с использованием подвижного турникета), расстояние между торцом длинномерного груза и грузом на платформе прикрытия должно быть:
– для сцепа без промежуточной платформы – не менее (270 + l ^т_пр) мм (рисунок 44).

Рисунок 44
1 – подвижная турникетная опора

 l^т_пр – суммарная величина свободного и рабочего ходов турникета в одну сторону (мм), принимается по конструкторской документации на турникет.
– для сцепа с промежуточной платформой – не менее (490 + l^т_пр) мм (рисунок 45).

Рисунок 45
1- подвижная турникетная опора

11.7 Требования к размещению длинномерных грузов на сцепе вагонов

Сцеп для перевозки длинномерного груза должен быть сформирован таким образом, чтобы в порожнем состоянии высота продольных осей автосцепок грузонесущих вагонов от уровня верха головок рельсов была больше высоты осей автосцепок вагонов прикрытия на 50-100 мм.

В целях предотвращения разъединения сцепа в пути следования на боковых бортах
состоящих в нем вагонов с обеих сторон грузоотправителем должна быть сделана надпись: "Сцеп не разъединять". Рукоятки расцепных рычагов автосцепок, соединяющих вагоны сцепа, должны быть прочно зафиксированы к кронштейнам увязками из проволоки.

Проверка правильности в техническом отношении формирования сцепа при подаче
сцепа под погрузку и при предъявлении погруженного груза к перевозке осуществляется перевозчиком.

11.7.1 Размещение длинномерного груза на сцепе с опорой на один вагон с различным выходом концов груза за пределы концевых балок (рисунок 39) допускается при соблюдении следующих условий:
– груз имеет по всей длине одинаковое поперечное сечение и равномерно распределенную массу;
– один конец груза выступает за пределы концевой балки вагона не более чем на 400 мм;
– значения длины груза и величины продольного смещения его центра тяжести ЦТгро от поперечной плоскости симметрии вагона не превышают величин, приведенных в таблицах 31, 32.

Таблица 31- Максимальные допускаемые значения длины и продольного смещение центра тяжести длинномерного груза, размещенного на платформе базой 9720 мм

Таблица 32-Максимальные допускаемые значения длины и продольного смещение  центра тяжести длинномерного груза, размещенного в полувагоне базой 8650 мм

11.7.2 При размещении на сцепе с опорой на один вагон длинномерного груза, имеющего неодинаковое по длине поперечное сечение (рисунок 46), с расположением ЦТ_гр^о в поперечной плоскости симметрии вагона, расстояние от середины вагона до любого конца груза должно быть не более половины длины, указанной в таблицах 31 либо 32.

 Рисунок 46

11.7.3 При размещении длинномерного груза, имеющего по всей длине одинаковое поперечное сечение, на сцепе платформ длиной базы 9720 мм с использованием турникетов (рисунки 43-45) максимальная допускаемая длина груза в зависимости от схемы размещения и типа турникетов определяется по таблице 33. При этом величина l^т_пр должна быть не менее величины суммарного хода поглощающих аппаратов автосцепок,
расположенных между турникетными опорами, входящими в состав турникета.

Таблица 33-Максимальная допускаемая длина груза, погруженного на сцепы платформ с использованием турникетов

 11.7.4 При размещении длинномерного груза с использованием турникетов отдельные грузовые единицы должны быть объединены в монолитный пакет.

11.7.5 Поперечные подкладки, применяемые при перевозке длинномерных грузов, должны удовлетворять требованиям подраздела 4.16 настоящей главы. При этом высота подкладок определяется в соответствии с требованиями пункта 11.11 настоящей главы.

11.7.6 Размещение подкладок и турникетных опор, используемых для крепления
длинномерных грузов, должно удовлетворять требованиям подпунктов 6.5.1 и 6.5.2 настоящей главы.

11.8 Расчет допускаемой ширины длинномерного груза

Расчет допускаемой ширины длинномерного груза по условию вписывания в основной габарит погрузки выполняется для грузов, длина либо размещение которых не соответствует ограничениям таблицы 5 раздела 2 настоящей главы. Расчет проводится отдельно для внутренних и наружных сечений груза с учетом геометрических выносов груза в условной расчетной кривой радиусом R = 350 м, не имеющей возвышения наружного рельса.

Внутренними (наружными) сечениями груза называются все его поперечные сечения, расположенные соответственно в пределах (за пределами) базы вагона либо сцепа вагонов (рисунок 47).

Рисунок 47 – Расчетные сечения длинномерного груза, размещенного
а – на одиночном вагоне; б – на сцепе вагонов:
1 – направляющее сечение вагона (сцепа); 2 – внутреннее сечение груза;
3 – наружное сечение груза; 4 – среднее сечение груза; 5 – концевое сечение
груза; 6 – опора (турникетная опора)

Направляющие сечения вагона (сцепа) – это поперечные сечения, ограничивающие базу вагона (сцепа).

11.8.1 Максимально допускаемая ширина в конкретном поперечном сечении длинномерного груза, размещенного на сцепе платформ с опиранием на одиночную платформу, рассчитывается по формулам:
– для внутренних сечений груза:
В_в^в = 2 х (В - f_в),                                           (51)
– для наружных сечений груза:
В_н^в = 2 х (В - f_н) ,                                          (52)
где В – расстояние от оси пути до очертания основного габарита погрузки (таблица 2), соответствующее высоте Н рассматриваемой точки груза от уровня головки рельса, мм; f_в, f_н – разности геометрических выносов соответственно внутреннего и наружного сечений груза. Значения f_в, f_н в зависимости от базы платформы l_в и расстояний n_в, n_н от рассматриваемого сечения до ближайшего направляющего (пятникового) сечения платформы могут быть определены двумя способами: по таблицам П.2.2 и П.2.3 Инструкции, либо расчетом по формулам:
f_в = 1,43 (l_в - n_в) n_в – 105, мм,                             (53)
f_н = 1,43 (l_n + n_н) n_н + К – 105, мм,                      (54)

где К – дополнительное смещение концевых сечений груза вследствие перекоса платформы в рельсовой колее с учетом содержания пути и подвижного состава, мм. Для платформ на тележках ЦНИИ-Х3 значение К рассчитывается по формуле:

К=70(L/l_в – 1,41), мм,                            (55)

где L – длина груза. Если по формулам (53) и (54) получены отрицательные величины
f_в или (и) f_н, при расчете В_в^в и В_н^в по формулам (51) и (52) принимается f_в = 0 или (и) f_н = 0,
и груз в рассматриваемых поперечных сечениях может иметь ширину основного габарита
погрузки.

Для груза, имеющего по всей длине одинаковые размеры поперечного сечения, расчет
ширины груза проводится только для среднего и концевых сечений; максимальная допускаемая ширина принимается равной меньшему из полученных по формулам (51) и (52) значений. В этом случае принимают:

n_в = 0,5 l_в,                                       (56)

n_н принимают равным наибольшему из значений для концевых сечений. Если груз размещен симметрично относительно поперечной плоскости симметрии платформы, значение n_н может быть рассчитано по формуле:

n_н = 0,5 (L – l_в),                               (57)

В этом случае формулы (53) и (54) могут быть записаны в виде:
f_в = 0,358 l_в² – 105, мм                                                      (58)
f_н = 0,358 (L² – l_в²) +К – 105, мм                                     (59)

11.8.2 Максимально допускаемая ширина в конкретном поперечном сечении длинномерного груза, размещенного на сцепе платформ с опиранием на две платформы, рассчитывается по формулам:
– для внутренних сечений груза:

В_в^сц = 2 х (В – f_в^сц),                                    (60)

– для наружных сечений груза:

В_н^сц = 2 х (В – f_н^сц), мм.                           (61)

Величины f_в^сц и f_н^сц могут быть определены:
– если f_в > 0 и (или) f_н > 0 – при помощи таблиц П.2.2 и П.2.3 Инструкции (в соответствии с подпунктом 11.8.1 настоящей главы) с использованием соотношений (62) и (63), либо по формулам (64) и (65)

f_в^сц = f_в + f₀,                     (62)

f_н^сц = f_н – f₀,                    (63)

– если по таблицам П.2.2 и П.2.3 fв = 0 и (или) f_н = 0, значения f_всц и (или) f_н^сц могут быть рассчитаны только по формулам(64) и (65).

f_в^сц = 1,43 (l_сц - n_в) n_в +0,36l₀²– 105, мм,                                    (64)

f_н^сц= 1,43 (l_сц + n_н) n_н – 0,36l₀²+ К – 105, мм,                             (65)

В формулах (62) - (65):

f₀ – геометрический вынос направляющих сечений грузонесущих платформ сцепа, определяемый в зависимости от их базы l₀ аналогично f_в по таблице П.2.2 Инструкции. В случаях, когда базы грузонесущих платформ сцепа различны, в формулу (60) подставляют значение f₀, определенное для большего значения базы, в формулу (61) – значение f₀, определенное для меньшего значения базы; l_сц – база сцепа, мм.

При расчете допускаемой ширины груза, размещенного с использованием двух подвижных турникетных опор, величина В в формулах (60) и (61) определяется по таблице 2 для
значения высоты H′= Н + h_т, где Н – высота рассматриваемой точки груза от уровня головки
рельса; h_т – высота подъема опорной площадки турникетной опоры при её горизонтальном смещении, мм, принимаемая по конструкторской документации на турникетную опору.

Расчет ширины груза, имеющего по всей длине одинаковые размеры поперечного сечения, проводится аналогично подпункту 11.8.1 настоящей главы. В этом случае принимают:

n_в = 0,5 l_сц,                                     (66)

Значение n_н принимают равным наибольшему из значений для концевых сечений. Если груз размещен симметрично относительно поперечной плоскости симметрии платформы, значение n_н может быть рассчитано по формуле:

n_н = 0,5 (L′ – l_сц),                                                 (67)

где L′ = L + ∆L – расчетная длина груза; ∆L – условное увеличение длины груза обусловленное смещением его относительно грузонесущих платформ при использовании турникетных опор. Значение ∆L в зависимости от количества платформ сцепа и типа турникетных опор (рисунки 41-45) определяется по таблице 34.

Таблица 34 - Условное увеличение длины груза, размещенного с использованием турникетных опор

Если по формулам (64) и (65) получены отрицательные величины f_в^сц или (и) f_н^сц, при
расчете В_в^сц и В_н^сц по формулам (60) и (61) принимается f_в^сц = 0 или (и) f_н^сц = 0, и груз в рассматриваемых поперечных сечениях может иметь ширину основного габарита погрузки.

При несимметричном расположении груза относительно продольной плоскости симметрии платформы расстояние от этой плоскости до любой точки груза должно быть не более 0,5В_в и 0,5В_н.

11.8.3 Максимально допускаемая ширина длинномерного груза, погруженного на
сцеп полувагонов с опиранием на два полувагона определяется расчетом для среднего и концевых сечений груза по формулам:
– для среднего сечения груза

В_вн=В_дп - 2δ_дп,                                                       (68)

− для концевых сечений груза

В_н=В_пв - 2(δ_нв + К),                                            (69)

где В_дп - ширина дверного проема, мм; В_пв - внутренняя ширина кузова полувагона прикрытия в концевом сечении груза, мм;
δ_дп - смещение средней части груза в плоскости дверного проема, мм, определяемое по формуле:

            l_сц² - l_мв²
δ_дп = –––––––––,                                       (70)
                  8R

δ_нв, - смещение конца груза, мм, определяемое по формуле:

             L² - l_сц²
δ_нв = ––––––––,                                  (71)
               8R

где l_мв = 1750 мм - расстояние между наружными плоскостями торцовых дверей сцепленных полувагонов.

Остальные требования аналогичны требованиям, изложенным в подпункте 11.8.2 настоящей главы.

11.9 Определение частоты собственных колебаний длинномерного груза

Частота собственных колебаний длинномерного груза определяется в случаях, когда
жесткость груза при продольном изгибе не превышает 9000 тс*м².

Частота собственных колебаний Ω длинномерного груза, размещенного на двух опорах (подкладки, турникетные опоры), определяется по формуле:

Ω= K_p √ EI_в/ Q_гр, Гц                                 (72)

I_в = I_о n,                                                      (73)

где Е – модуль упругости материала груза, тс/м²; I_в – момент инерции, м⁴, поперечного (вертикального) сечения груза; I_о – момент инерции, м⁴, поперечного сечения единицы
груза относительно горизонтальной оси; n – количество единиц груза; Q_гр – масса груза, т;

К_р – коэффициент, значение которого зависит от длины груза и расстояния между турникетными опорами (таблица 35). Если частота собственных колебаний груза, определенная по формуле (72), не соответствует диапазонам частот, указанным в таблице 36, то следует изменить расстояние между подкладками или турникетными опорами.

Таблица 35

Таблица 36 - Допускаемые диапазоны частот собственных колебаний груза

11.10 Определение высоты и ширины опор длинномерного груза

11.10.1 Высота подкладок или турникетных опор при перевозке длинномерных грузов
определяется по следующим формулам:
–;при размещении груза на сцепе с опиранием на два вагона без промежуточной
платформы либо с опиранием на один вагон (рисунки 48 и 49) –

 Рисунок 48

Рисунок 49

по формуле:

h_о = а_n tg γ + h_п + ν_гр + h_з + h_б + h_ч,                           (74)

– при размещении груза на сцепе с опиранием на два вагона с промежуточной платформой (рисунок 50) –

Рисунок 50

по формуле:

                        (l_сц – 14,6)
h_о =228 +27 ————— + ν_гр + h_ч                             (75)
                                   2

где, а_n(а₁, а₂, а₃) - расстояние (мм) от возможной точки касания груза с полом вагона до середины опоры (рисунок 48) или до оси крайней колесной пары грузонесущего вагона (рисунок 49). При использовании обеих подвижных опор турникетов расстояние а_п увеличивают на размер, указанный в таблице 34;
γ - угол в вертикальной плоскости между продольными осями груза и соответствующего
вагона сцепа, тангенс которого принимают по таблице 37.
h_п - разность в уровнях полов смежных вагонов сцепа, допускается не более 100мм;
h_з = 25 мм – предохранительный зазор;
ν_гр – упругий прогиб груза, мм;
h_б = 90 мм – высота торцового порога полувагона; учитывается для сцепов полувагонов;
l_сц - база сцепа, м;
h_ч - высота выступа груза ниже уровня подкладки в месте проверки касания грузом пола вагона, мм.

Таблица 37 - Значения тангенса угла γ в зависимости от способа размещения груза на сцепе

11.10.2 Ширина подкладок и турникетных опор (bo) при перевозке длинномерных грузов определяется по формуле:

            2(1,25N_o μ h_o - P_y h_y )
b_o ≥ ———————————- ,                                     (76)
                             N_o

где N_o - нагрузка на опору от веса груза и вертикальной составляющей усилия в креплении, тс;
P_y - удерживающее усилие от упоров, тс;
h_y - высота (мм) приложения усилия P_y.

11.11 Определение устойчивости сцепа с опиранием длинномерного груза на два вагона.

Поперечную устойчивость проверяют в случае, когда общий центр тяжести грузонесущих вагонов сцепа с грузом находится на высоте от уровня головки рельса более 2300 мм или площадь наветренной поверхности этих вагонов с грузом превышает 80 м².

Высоту ЦТ_о общего центра (рисунок 51)

Рисунок 51

 определяют по формуле:

               Q_гр h_цт + 2(Q_т H_цт^в + Q_тур h_цт^тур )
H^о_цт = ———————————————-,                                (77)
                     Q_гр + 2(Q_т + Q_тур)

где Q_гр - масса груза, тс; Q_т - тара вагона, т; Q_тур - масса комплекта турникетных опор, т; h_цт, H_цт^в, h_цт^тур - высота центра тяжести (мм) над уровнем верха головки рельсов, соответственно груза, порожнего вагона и турникетов.

Значения высоты центра тяжести порожних вагонов (H_цт^в) приведены в таблице 18 настоящей главы.

Поперечная устойчивость груженого сцепа обеспечивается, если удовлетворяется неравенство:

Р_ц + Р_в
———- ≤ 0,55,                                     (78)
Р_ст

где Р_ц и Р_в - дополнительная вертикальная нагрузка на колесо от действия соответственно центробежных сил и ветровой нагрузки, тс; Р_ст – статическая нагрузка от колеса на рельс, тс

Дополнительную вертикальную нагрузку на колесо от действия центробежной силы и ветровой нагрузки определяют по формуле:

                        2
Р_ц+Р_в= ————— [0,075(n_в Q_т + Q_тур + Q_гр )Н_цт+Wh+1000(n_вр -q)],           (79)
                n_к(2S+ f_ок)

где q – коэффициент, учитывающий увеличение ширины опорного контура вагонов сцепа и
смещение ЦТ длинномерного груза при прохождении кривых участков пути. Для полувагонов q = 0,11, для платформ q = 0,1; 2S =1580 мм – расстояние между кругами катания колесной пары; f_ок – увеличение ширины опорного контура вагонов сцепа при прохождении кривых расчетного радиуса определяется по формуле:

            l_нш² - l_вш²
f_ок = ————— ,                                               (80)
                 R_р

где l_нш – расстояние между осями шкворней наружных тележек сцепов, мм; l_вш - расстояние между осями шкворней внутренних тележек сцепа, мм; R_р = 106 мм – расчетный радиус кривой при максимальной скорости движения 100 км/ч.

Статическую нагрузку от колеса на рельс определяют:
– при отсутствии продольного смещения ЦТ_гр по формуле:

              1                                                   b_с -b_о
Р_ст = —— [n_вQ_т + ( Q_гр^о + Q_тур)(1 - ————)] ,                                   (81)
             n_к                                                 S+0,5 f_ок

где n_к – число колес грузонесущих вагонов; n_в – количество грузонесущих вагонов; b_с - поперечное смещение ЦТ_гр, мм, определяется по формуле (2); b_о - дополнительное поперечное смещение центра тяжести длинномерного груза на сцепе при прохождении кривых, мм:

        (l_ср ± 2l_о )² - l_ср²
b_о = ——————— ;                                            (82)
                   R_р

где: l_ср - расстояние между серединами грузонесущих вагонов сцепа, мм; l_о - расстояние от
опоры до середины грузонесущего вагона, мм.

Знак (+) принимается при смещении опор наружу сцепа от середины грузонесущих
вагонов, знак (-) – при смещении опор внутрь.
– при смещении груза только вдоль вагона (для менее нагруженной тележки) – по
формуле:
             1                                                   l_c
Р_ст= —— [0,5Q_т + ( Q_гр^о+ Q_тур)(0,5 - —— )]                                 (83)
             n_к^т                                               l_в
– при одновременном смещении груза вдоль и поперек вагона (для менее нагруженной тележки) – по формуле:
            1                                               l_c               b - b_о
Р_ст= —– [0,5Q_т + ( Q_гр^о + Q_тур)(0,5 - —)(1 - ———–––)],                                (84)
           n_к^т                                             l_в               S+0,5 f_ок

где n_к^т – число колес тележки вагона; l_c, – продольное смещение центра тяжести груза, мм, которое определяется по формуле (1) предусмотренной в настоящей главе.

Продолжение инструкции: