世界铁路重载运输
2011-02-21 17:46阅读：
世界铁路重载运输
duanyl 2009-11-11
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（一）世界铁路重载运输概况
20世纪50年代以来，重载铁路运输因其运能大、效率高、运输成本低而受到世界各国铁路的广泛重视，特别是在一些幅员辽阔、资源丰富，煤炭和矿石等大宗货物运量占有较大比重的国家，如美国、加拿大、巴西、澳大利亚、南非、瑞典等，发展尤为迅速。20世纪80年代以后，由于新材料、新工艺、电力电子、计算机控制和信息技术等现代高新技术在铁路上的广泛应用，铁路重载运输技术及装备水平不断提高，重载列车的牵引重量也有很大提高。
国外重载列车牵引重量一般为1～3万吨，美国重载列车编组通常为108辆货车，牵引重量为13600吨；加拿大典型单元重载列车编组为124辆货车，牵引重量为16000吨；南非重载列车的牵引重量一般为18500吨～2万吨；澳大利亚哈默利斯铁矿铁路重载列车一般编组为226辆货车，牵引重量为28000吨；巴西维多利亚—米纳斯铁路标准编组列车为320辆编组，列车牵引重量31000吨。2001年6月21日，澳大利亚在纽曼山—海德兰铁路线上，试验开行了编组达682辆货车的重载列车，列车总长7353米，牵引重量达99734吨，净载重为82000吨，创造了重载列车新的试验记录。
目前，世界各国重载铁路年运量普遍在１亿吨以下，超过１亿吨的重载铁路仅有几条，主要是：巴西维多利亚—米纳斯铁路(898km)，年运量为1.3亿吨；澳大利亚纽曼山—海德兰铁路(426km)，年运量为1.09亿吨；南非姆普马兰加—理查兹铁路(580km)，年运量为1.05亿吨。
（二）世界重载铁路标准与主要模式
世界各国铁路由于运营条件、技术装备水平不同，采用的重载列车运输型式和组织方式也各有特点。为推动世界重载运输的发展，1985
年，中国、美国、澳大利亚、加拿大、南非等5国铁路发起成立了国际重载协会。目前，该协会有澳大利亚、巴西、加拿大、中国、印度、南非、俄罗斯、瑞典／挪威和美国等9个常任理事国。
1．重载铁路标准
国际重载协会先后于1986年、1994年和2005年三次修订了重载铁路标准。1994年修订标准的要求重载铁路必须满足以下三条中的至少两条：
— 列车重量至少达到5000吨；
— 轴重达到或超过25吨；
¬— 在长度至少为150公里的线路上年运量不低于2000万吨。
在2005年国际重载协会理事会上，对新申请加入国际重载协会的重载铁路，要求满足以下三条标准中的至少两条：
— 列车重量不小于8000 吨；
— 轴重达27 吨以上；
— 在长度不小于150 公里线路上年运量不低于4000万吨。
目前，我国大秦线满足国际重载协会2005年的重载铁路新标准，朔黄、京广、京沪、京哈等干线满足1994年的标准。
2．重载列车模式
世界铁路重载列车主要有三种模式：
—
重载单元列车：列车固定编组，货物品种单一，运量大而集中，在装卸地之间循环往返运行。这种列车以北美铁路为代表，我国在大秦线采用C63、C70、C76、C80等开行这种重载列车。
—
重载组合列车：两列或两列以上列车连挂合并，使列车的运行时间间隔压缩为零。这种列车以俄罗斯为代表，我国大秦线开行的4×5000吨和2×10000吨列车为这种重载列车。
—
重载混编列车：单机或多机重联牵引，由不同型式和载重的货车混合编组而成。我国京沪、京广、京哈等大干线开行的5000吨货物列车为这种重载列车。
（三）世界铁路重载运输技术发展趋势
1．机车技术
南非、瑞典等国的重载铁路大都采用了电力机车，而美国、加拿大、澳大利亚等国重载铁路多采用内燃机车。德国生产的BR185型重载电力机车，美国生产的SD80MAC、SD90MAC和AC4000CW、AC6000CW等型号内燃机车，都采用了交流传动技术、径向转向架和微机控制防滑防空转系统。重载电机车的功率普遍在5000
kW以上，最大达到9600kW，内燃机车的最大功率可达6000hp（4476kW）。
2．货车技术
大轴重、低自重、低动力作用的重型化货车是当前重载货车发展的方向。在轴重方面，美国、加拿大、澳大利亚等为32.5-35.7吨，巴西、瑞典为30吨，南非为26吨，俄罗斯计划提高到27吨。在车体材料方面，国外普遍采用了低合金钢及铝合金、不锈钢，美国90%的重载货车采用了铝合金车体。在转向架方面，南非、瑞典采用了谢菲尔自导向径向转向架，加拿大、美国、澳大利亚等国也研制了导向臂式货车转向架，大大降低了轮轨间的磨耗。在货车车钩缓冲装置方面，国外车钩强度已提高到3000kN以上，缓冲器容量多在50kJ以上，美国E级钢车钩的破坏强度为3342kN，
Mark
50型缓冲器的容量为53.8kJ。部分国家重载货车还采用了牵引杆技术，制动采用了ABDW和DB60重载阀和高磨闸瓦等新技术。
3．机车无线同步操纵与电控制动技术
1959年，美国首先进行了机车无线同步操纵系统（LOCOTROL）的试验。该系统由安装在头部本务机车上的主控设备和安装在从控机车的受控设备及无线通信系统组成。目前，LOCOTROL系统产品已发展到第四代产品，其性能不断完善，可靠性不断提高，性价比较好，在世界铁路上，仅GE公司的产品就推广应用约7000台套。
1995年，美国开始研制列车电控空气制动系统
(ECP)，1997年ECP在北美开始装车试验。ECP电控空气制动系统由机车和每辆车辆上的控制单元及列车网络组成。目前，美国、加拿大、澳大利亚、南非等国已在重载铁路上采用了该项技术。
4．线路技术
国外重载线路普遍铺设60kg/m及以上的重型钢轨，采用钢轨涂油润滑和打磨技术，通过强化钢轨材质等措施来提高钢轨的强度、延长钢轨使用寿命和减少维修工作量。同时，各国重载线路基本上铺设了无缝线路，以提高线路的稳定性、平顺性。各国重载线路还通过增加道碴厚度和密实度，来改善线路结构的整体承载能力和提高线路的稳定性，美国、加拿大、南非等国的重载线路道床厚度一般都在30厘米以上，巴西道床厚度达40厘米。
（四）重载运输重量速度密度与输送能力
表1
三显示的发车间隔时间（min）
牵引质量/t
5000
10000
20000
咽喉长度/m
100
300
500
700
100
300
500
700
100
300
500
700
机车类型
DJ1
5.6
5.7
5.9
6.0
6.5
6.7
6.8
6.9
8.7
8.8
8.9
9.1
DJ4
5.4
5.5
5.7
5.8
6.2
6.5
6.6
6.7
8.5
8.6
8.7
8.9
SS4
6.0
6.1
6.2
6.4
6.9
7.1
7.2
7.3
9.4
9.5
9.6
9.7
SSJ3
5.9
6.1
6.2
6.3
6.8
7.0
7.1
7.2
9.2
9.3
9.5
9.6
表二 牵引质量、行车密度与输送能力的关系
牵引质量/万t
1
2
3
4
5
6
追踪间隔时间/min
8
10
12
14
16
18
平行运行图能力/对
142
114
95
82
72
64
输送能力/万t
33800
53700
66300
75400
81700
86000
输送能力增加值/万t
-
19900
12600
9100
6300
4300
输送能力增加幅度/%
-
59
23
14
8
5
（五）神朔铁路运输能力计算和配置特点
（1）不能按区段来计算能力，而应按区间计算
（2）要考虑接发列车和调车作业对能力的影响
（3）要考虑天窗时间随运量增加而增加的特点
（4）要考虑货流密度逐渐增加的特点配置能力
（5）要考虑重车方向以提高输送能力为主，空车方向以提高通过能力为主的方法分别配置运输能力。
（6）要考虑供电能力和检修能力对运输能力的制约
（7）要考虑重载铁路输送能力随牵引质量成倍增加而成阶跃增加的特点。
（8）机车车辆的配置要结合既有设备特点和未来增加设备特点来合理利用
（9）列车牵引重量要根据神朔铁路自身特点而定
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