重载运输
运输方式的一种
重载运输是除高速铁路以外,铁路现代化的又一个标志。重载运输是指在先进的铁路技术装备条件下,扩大列车编组,提高列车重量的运输方式。
简介
国际重载协会认为,重载铁路必须满足以下三条标准中的至少两条: 经常、定期开行或准备开行总重至少为8000吨的单元列车或组合列车;在长度至少为150公里的线路区段上,年计费货运量至少达4000万吨;经常、正常开行或准备开行轴重27吨以上(含27吨)的列车。
世界上开展重载运输的国家还不是很多,只有澳大利亚、加拿大、中国、南非、美国、俄罗斯、巴西等国土幅员辽阔、资源丰富、铁路较为发达、大宗货物运输较多的国家。当然,更主要的原因还在于重载运输对铁路线路、机车车辆、行车组织等方方面面的要求比较高,一般国家还难以达到。正因为如此,重载运输才算得上未来铁路发展的方向之一。
那么,重载运输对铁路线路有何特殊要求呢。由于重载运输的列车重量往往在5000吨以上,按每节车载重60吨计算,大约需要80多节,连接起来有1公里多长。所以停靠重载列车的车站站线有效长度基本要达到1050米,最好达到1700米。另外,重载列车拉得多,爬坡自然困难,因此线路的最大坡度不能超过8~9‰,也就是说每1000米的铁路线的上升幅度不得超过8~9米。因为载重量大,一般的轨道无法承载,必须铺设或更换每米重60公斤以上的高强度钢轨,并配套同等强度的其它轨道构件。在有条件的线路地段,尽可能地铺设全断面淬火钢轨无缝线路,采用弹性扣件、硬质碎石道床钢筋混凝土轨枕以及强化路基等。重载运输的机车车辆最起码要拉得动、装得多、经得住折腾。拉得动是指牵引机车的功率要足够大,一台不够就用两台甚至三台。不过,使用的机车越多,协调越难,要求的行车技术越高。车辆要采用新材料、新结构和新工艺,尽可能减轻车辆本身的自重,增加货物的载重量。另外在车辆体积不超过一定的轮廓范围之内(即机车车辆限界)的同时,尽可能扩大车辆的容积。重载列车爬坡难,下坡也难。在长大下坡区段,只依靠机车的制动力很难将整个列车停住,这是因为数量众多的车辆下滑力大大超过机车的制动力。如果车辆仍按常规设计,列车在长大下坡地段就会发生颠覆事故。为此,重载列车中的部分车辆必须安装双管制动系统,使一部分车辆参与机车的制动,才能和其余的车辆下滑力相平衡,确保下坡地段的列车安全。开行重载列车的目的之一就是要降低运输成本,提高车辆的运用率。因此,重载列车一般均是固定编组循环往复运行。这种固定编组循环运行列车的车辆结构必须牢固可靠,无需经常修理。
发展概况
中国铁路重载运输的发展及其展望 2009-9-3
当前,世界各国铁路发展呈现着两大趋势。即“客运高速”和“货运重载”。也就是说世界铁路向高速化和重载化发展。这是铁路发展的方向,也是铁路随着时代的进步和科学技术的发展,高科技在铁路的运用和体现。
“客运高速”旅客列车的速度,一般在200-300多公里/小时,最高速度达到了500多公里/小时(试验)。
“货运重载”列车,一般每列车牵引2~3万吨,最多的重载列车牵引达到了近10万吨。 并且开行了第二代重载列车。重载运输的发展,不但给铁路带来了先进技术装备,而且带来了巨大的经济效益。
“重载运输”是铁路运输的一项重大改革,也是一项庞大的系统工程。它不仅能大幅度地提高运输能力,也必将促进科学技术的进步和发展,使铁路的机车、车辆、线路、桥梁、通信信号、材料工艺、信息控制以及运输组织等各个领域和各类硬件设备都全面配套发展。
中国素有“地大物博、人口众多”之称,矿产资源丰富,特别是煤炭资源,地藏量巨大。反映在铁路运输组织和车流流向上,形成了(主要物资如煤炭,我国约占全路运输物资总量的50%及以上,还有粮食等)“北煤南运”或“西煤东运”及“南粮北调”的格局。但是,由于旧中国连遭战争创伤,铁路短缺,到全国解放时——1949年只有2.1万公里铁路。因此,铁路的运能与运量矛盾极为突出。特别是在上个世纪八十年代,“乘车难”和“货运难”的局面十分严重,不少企业被迫“以运定产”。当时煤炭运输已成为铁路运输的突出问题,铁路也成为影响国民经济发展的“瓶颈”。尤其是“山西”的煤炭,一方面煤矿生产出来的煤炭(运不出去)大量积压,甚至自燃;另一方面华东、华南广大地区大量缺煤,严重影响了生产和人民生活(人们需烧煤取暖)。在上个世纪八十年代初期“三西”(山西、陕西、蒙西)煤炭的外运,以每年递增1000万吨的速度发展。直到1985年“三西”煤炭的外运的北路通道,只有丰(西)沙(城)大(同)线一条铁路。丰沙大线设计运输能力为6000万吨,而1985年的实际运量已达到6300多万吨,超过了设计能力。在这种情况下,铁道部组织人员多次对北美、加拿大、澳大利亚、原苏联、南非等重载运输发展较快,取得经验较多,运营收益较大的国家进行技术考察,提出了我国铁路通过采用重载运输的方法,来扩大煤炭运输能力。特别是学习了原苏联铁路开行“合并列车”的方法,决定在丰沙大线首先开行了7400吨组合式重载列车(即以同方向运行的两列普通货运列车,每列3700吨首尾连接在一起,使其间隔的时间为零)。与此同时,国家还决定修建中国铁路第一条电气化运煤专线——大同到秦皇岛铁路(线),开行单元式的重载列车。单元式重载列车的模式是以固定的机车、车辆合成一个运营单元的列车。并以此为运营计费单位。这种列车固定机车、固定车辆、固定编组、单一品种(煤炭)、同一到站,在装车站到卸车站间往返循环直达运行,途中没有任何改变作业。这种运输方式的最大特点是在货源集中、方向固定的情况下,可以最大限度地减少运营支出,大幅度地降低运输成本。接着又修建了神朔黄线和大准线重载铁路,开行5000吨到10000吨(现尚未开行)重载列车。
从1992年起,对我国铁路东南沿海地区的繁忙干线逐步进行重载技术改造后,又开行了5000吨级的单列式重载列车。这种重载列车是由大功率机车牵引,机车连挂于列车的头部,车辆不固定,采用一般列车作业方法。列车的到达、解体、编组、出发、取车、送车、装车、卸车和机车的换挂等作业,均与普通列车作业相同,就是每列车多拉运了十多节车皮、1000吨货物(我国一般列车大部分都每列车牵引4000吨)。
以上就是我国铁路开行的三种重载列车。即组合式重载列车、单元式重载列车和单列式重载列车。
大秦铁路是我国自行设计修建的第一条双线电气化重载运煤专线,是借鉴了北美、加拿大、澳大利亚等国开行重载单元列车的经验修建的。在大秦线的始端、大同和雁北地区,共设立了18处煤炭集运点(其中环线装车点9处,贯通线9处),采用定量漏斗,利用低恒速(速度为0.8公里±0.2公里/小时)不停车装车。在大秦线的终端,秦皇岛港内设立了卸车环线,用拨车机拨动车辆,送上翻车机每次翻卸3辆,可不停车连续作业。6000吨列车卸车时间为60分钟,10000吨列车卸车时间为90分钟。1988年底大秦线西段——湖东站至大石庄站建成通车(长411公里),西段开通后,用法国引进的8K型电力机车和C63型专用车辆(装有旋转式车钩、ABDW型制动机大容量缓冲器),试验开行了单机牵引6000吨和双机牵引10000吨的重载单元列车。1992年底,大秦线东段建成全线开通。同时秦皇岛第三期煤码头也配套建成投产。
大秦重载铁路西起我国煤都大同,东至秦皇岛港,全长653公里。铁路技术标准为一级线路,双线双向自动闭塞。列车追踪时间设计为10分钟。限制坡道上行为4‰(重车,秦皇岛方向),下行为12‰(空车,大同方向)。最小曲线半径:困难地区400米,一般地区800米、钢轨为75公斤/米。
大秦线供电系统采用了“四个合一”。即:电力线与接触网网杆合架;电力段与供电段合并;电力配电所与牵引变电所合建;电力调度与电化调度远动装置合并。这样可精简机构和大量节省电杆,减少设备和人员,减少工程投资和运营费用。大秦线基本上实现了运输指挥自动化与运输组织信息化。在信息化建设中,有运输管理信息系统TMIS)和调度指挥管理系统(DMIS),以后又采用了这两个系统结合的列车调度指挥系统(TDCS),还有机务管理信息系统(LMIS),车辆管理信息系统(HMIS),工务管理信息系统(PWMIS)和电务管理信息系统(CSMIS)等。在调度所实现了“调度集中”(CTC),列车运行图自动记点、画线、生成。大秦线设计使用国产的SS4型电力机车牵引,后又引进法国制造的DJ1型机车。大秦线使用三种机车:SS4型机车,功率为6400千瓦,全长32.4米和新近我国自行研制的和谐1号机车,功率为9600千瓦,全长35米,以及和谐2号机车,功率为10000千瓦,全长38米。四种车辆:C63型(转子钩)车辆、静载重65吨;C70型(转子钩)车辆,静载重73吨;C76型(转子钩)车辆、静载重76吨和C80型(转子钩)车辆、静载重80吨(自重20吨,总重100吨,轴重25吨)。到发线有效长分别为1050米、1700米、2100米和2800米。每天开行两种重载列车:2万吨级的组合式重载列车(30列,每列挂204辆)和万吨级的单元式重载列车(56列,每列挂102辆)。重载列车的编组形式是:2万吨列车,机车(2台)+货车(102辆)+机车(1台)+货车(102辆)。即为“2+1”的编组形式(共计3台机车牵引)。万吨列车,机车(2台)+货车(102辆)或机车(1台)+货车(51辆)+机车(1台)+货车(51辆)。即为“1+1”的编组形式(有2台机车牵引)。大秦线所有重载列车全部采用美国引进的“LOCOTROL”列车同步操纵和“ECP”电控空气制动系统。同时,大秦全线也是首条使用我国自行研制、开发的“GSM—R”通信系统。大秦线每天共开行2万吨和1万吨重载列车86列,全年完成煤炭运量3.4亿吨。这是世界上在一条线路上(单方向)运量最多的铁路,堪称“世界之最”。我国其他重载线路上基本都是开行5000吨级的单列式重载列车。
价值意义
重载运输的推行,在既有一定数量的铁路线路上,能完成更多的运量,有的甚至实现了运量翻番或翻几番。预见到2020年,我国铁路线路总长,将由8万公里延伸(长)至12万公里以上;重载运输线路和运送货物的比重,将由2007年的19条、占全路总运量的26%,上升到30多条、占全路总运量的50%及以上。那时的大秦线,将开行以3辆车固定在一起的(转子钩)第二代重载列车。同时采用更大功率的交流传动机车和C90乃至C100型的车辆(计长1.0-1.1,轴重27-30吨),钢轨为特重型轨的无缝线路,输送能力将进一步大幅度提高。全路的运输管理、通信和列车调度组织指挥,也将普遍采用“调度集中”(CTC)“列车调度指挥系统”(TDCS)和良好的数据传输通道(GSM-R)系统。届时,我国铁路将发展成为以数字化、网络化、智能化的信息技术和优良的装备为基础,以“调度集中”和各种MIS系统为载体的高科技现代化铁路。
参考资料
最新修订时间:2023-08-05 15:09
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