集装箱受到的气动倾覆力矩临界值是多少?

4 天前 来自 大漂亮 发布 @ 铁知问答

集装箱在铁路运输中所受到的气动倾覆力矩,并没有一个适用于所有情况、可以直接拿来对照的固定临界数值。判断集装箱是否会在气动力作用下倾覆,现行铁路货物装载加固体系采用的是一个比值判据,即倾覆稳定系数(也称倾覆安全系数)η,其定义为集装箱重力形成的稳定力矩与倾覆力矩(横向气动力与横向惯性力共同形成)之比,即η等于稳定力矩除以倾覆力矩。按照《铁路货物装载加固规则》和TB/T 30004-2021《铁路货物装载加固技术要求》执行,当η不小于1.25时,即使不采取额外加固措施,集装箱也不会发生倾覆,视为稳定;当η小于1.25时,则认为集装箱存在倾覆风险,必须采取防止倾覆的加固措施。因此,从力学校核意义上讲,气动倾覆力矩的临界条件可表述为:集装箱重力对倾覆点形成的稳定力矩应不小于1.25倍的气动加惯性倾覆力矩,即稳定力矩大于等于1.25乘以倾覆力矩。这个1.25就是我国铁路判断货物(含集装箱)横向和纵向倾覆稳定性的通用临界系数。需要特别说明,1.25是一个安全系数或稳定性冗余系数,并不是气动倾覆力矩本身的量纲数值(如某多少千牛米);实际作用在集装箱上的倾覆力矩大小要随箱型、装载状态、运行速度、交会情况以及线路条件(如是否处于桥梁、曲线、隧道等区段)而变化。具体某一箱型在不同工况下的临界倾覆风速或对应的倾覆力矩数值,往往需要通过风洞试验或数值模拟确定,不能一概而论。在判断中,风压力、横向惯性力等均需按现行规章给出的计算方法取值。作为背景信息,早期铁路货物装载加固相关计算中曾采用风压计算值约为490帕的设计取值,该值大致对应十级风力左右,但这属于历史性设计背景,具体作业时请以现行有效规章和技术标准的计算方法为准。另外,在各类箱型中,空集装箱自重小、迎风面积相对较大、单位质量轻,在大风(横风)作用下最容易因气动倾覆力矩超限而倾覆甚至脱落,所以铁路局会在风力较大区段设置风力监测点,并制定大风情况下空集装箱车的放行和停站条件。实际作业中,装运空集装箱通常要求使用锁头(转锁)锁闭,并按规定进行捆绑加固,以确保其倾覆稳定系数不低于1.25。总之,回答本题应把握的核心是:集装箱气动倾覆力矩的临界判据并非某一固定力矩数值,而是要求重力稳定力矩不小于1.25倍的倾覆力矩,即倾覆稳定系数η不低于1.25,这是我国铁路集装箱装载加固中统一采用的临界校核标准。

参考资料:

1. 《T 3304-2000等)》
2. 《《铁路货物装载加固规则》关于倾覆稳定系数校核的规定》
3. 《中国物流与采购联合会大件物流与供应链分会关于稳定系数小于1.25时需加固的说明》

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