铁路集装箱翻车机翻卸系统设计与应用

高扬

翻车机是用来翻卸铁路敞车散料的大型机械设备，可通过翻转或倾斜有轨车辆完成卸料，适用于散料运量较大的港口和冶金、煤炭、热电等工业部门。集装箱是现代物流领域应用最广泛的运输载体，具有标准化、通用化、规范化等特点。随着铁路“散改集”运输政策的深入推进，传统的铁路散料翻车机翻卸系统与集装箱不匹配的问题日益突出，而大规模更换设备也不现实;因此，设计适用于集装箱的铁路翻车机翻卸系统成为迫切需求。

1铁路集装箱翻车机翻卸系统应用必要性

近年来，我国全力推进铁路大宗物料“散改集”运输变革，将原来使用通用敞车散装运输的煤炭、矿石等大宗物料装入集装箱运输。在大宗物料运输从“黑色”物流向“绿色”物流转变的过程中，采用将集装箱吊离铁路车辆后再卸料的作业方式，存在占地面积大、作业效率低、投资成本高、自动化水平低及可靠性差等缺点。事实上，铁路大宗物料客户往往具有通用敞车翻卸作业能力。若兼顾通用敞车翻卸作业，须投资建设2套卸料系统，不仅作业流程烦琐，而且成本较高;若废弃原有的翻卸系统，则会造成巨大的资源浪费，既不经济也不现实。为了解决这一问题，有必要设计并应用铁路集装箱翻车机翻卸系统。

2铁路集装箱翻车机翻卸系统设计

2.1传统铁路翻车机翻卸系统介绍

传统铁路翻车机翻卸系统是专业化的散料卸载系统，具有卸车效率高、对车辆损伤小、装卸人员工作强度低、便于实现机械自动化控制等优点。随着国民经济的持续发展，火力发电厂、冶炼厂、水泥厂、港口、矿山等建设和发展所需的煤炭、焦炭、矿砂等散料用量大幅增长。为了提高敞车散料运输装卸效率，大型现代化企业广泛应用铁路翻车机（见图1）。传统铁路翻车机翻卸系统形式多样：根据翻车机的翻卸作业流程，可分为贯通式和折返式;根据翻车机的结构形式，可分为转子式、侧倾式、端卸式和复合式等。目前应用最多的是转子式翻车机翻卸系统，且普遍采用单翻或双翻模式，并依据设计的不同，可实现摘钩或不摘钩翻卸。

2.2铁路集装箱翻车机翻卸系统设计

铁路散料集装箱一般为符合ISO系列1集装箱标准的通用敞顶集装箱和系列2集装箱标准的专用敞顶集装箱和专用集装箱（见图2）。系列1标准敞顶集装箱适用于公铁海联运，但为了满足国际通用标准的要求，此类集装箱结构强度以满足海运工况为主，并不完全适应铁路运行工况，经济效益与铁路敞车和专用集装箱相比明显不足;35t铁路专用敞顶集装箱是基于系列2集装箱标准设计开发的铁路集装箱，比系列1标准通用集装箱具有更优的结构强度和载货空间，正逐渐成为铁路集装箱运输的主流箱型;铁路专用集装箱是参照系列2集装箱标准设计的专门用于矿石等散料运输的集装箱，满足国际海陆联运要求，并且高度一般低于标准集装箱。

3铁路集装箱翻车机翻卸系统应用

3.1应用现状

传统铁路翻车机用于铁路敞车翻卸作业，不适用于集装箱工况。2020年9月，大连重工开发出适用于通用铁路敞车和敞顶集装箱的两用翻车机（见图3），开创国际上敞顶集装箱翻车机翻卸系统应用先例。翻车机适用于满足系列1标准的20英尺敞顶集装箱（尺寸为6058mmx2438mmx2591mm，总质量为30480kg）。据报道，国内已有企业开展敞顶集装箱翻车机翻卸系统作业试点，但由于缺乏实际运行经验，暂未大规模推广。

3.2应用制约因素

铁路集装箱翻车机翻卸系统应用涉及集装箱和翻车机两方面。集装箱方面：符合现有“散改集”运输政策的铁路集装箱包括通用20英尺标准敞顶集装箱、铁路专用20英尺标准敞顶集装箱以及铁路专用矿石集装箱等（见表1），这些集装箱的外部尺寸和结构强度不尽相同，受力部位和区域也有差异，需要实施一定调整才能适应翻车机工况。翻车机方面：由于集装箱与铁路平车须整体翻卸，除了最新设计的两用翻车机外，传统翻车机无法满足集装箱翻卸要求（见表2）;而两用翻车机仅适用于通用20英尺标准敞顶集装箱，不适用于其他规格和结构的集装箱。此外，投资新建铁路集装箱翻车机翻卸系统的费用高达上亿元，且周期较长，而改造现有铁路翻车机系统的成本也在数百万至数千万元。

3.3应用改进方向

3.3.1集装箱方面

（1）新造集装箱设计时可参照已有的通用标准敞顶集装箱，或降低集装箱高度，使平车与集装箱的总高度处于翻车机高度方向的工作范围之内。

（2）改造现有集装箱

相较于翻车机改造，集装箱改造相对简单且投资较少，但须考虑满足公铁海联运要求，即集装箱规格不能超出标准规定的范围，并须实施局部补强。可以依据翻车机压车和靠车机构位置，制作单独的承力结构，使集装箱通过承力结构与翻车机连接固定。

3.3.2翻车机方面

新建铁路集装箱翻车机翻卸系统不仅基础投资大、建设周期长，而且会使原有的铁路敞车翻车机翻卸系统闲置，造成重复投资和资源浪费。考虑到通用标准集装箱与专用标准集装箱的主要区别在于集装箱宽度不同且差异不大，重点调整翻车机工作范围，改进压车和靠车机构，优化集装箱、敞车与翻车机的传力方式，使之成为相互制约而又相互依存的整体。

4結束语

随着我国全力推进铁路大宗物料“散改集”运输变革，铁路集装箱翻车机翻卸系统的市场需求越来越大。基于避免重复投资、充分利用现有资源和节省总体成本的目的，探讨和挖掘现有各类型铁路集装箱和翻车机的应用方式和价值，对于刚刚起步的铁路集装箱翻车机翻卸系统设计和应用领域具有积极的现实意义。