關于C70c型焦炭運輸專用敞車車體外漲情況的調查與建議

王振鈺

摘 要：本文針對運用中C70c型焦炭運輸專用敞車車體外漲情況進行了調查，分析了原因，并提出了應對這一故障的措施及建議。

關鍵詞：C70c；車體；外漲；調查；建議

C70c敞車是由南車眉山車輛有限公司研制，專為運輸焦炭設計于2009年開始制造。它與通用C70型敞車的外觀區(qū)別是取消了中立門，增加了車內高與車內長。近日，有26輛C70c車因車體外漲原因在太原北車輛段榆次站修所扣修，施修期間，我們對此進行了調研。

1 基本情況

榆次站修線內共停留C70c型外漲敞車26輛。基本故障為車體一側外漲及上側梁旁彎。嚴重的車輛上側梁一側旁彎達200mm，已超過車輛上部限界，容易碰撞信號機等線路兩側固定設施。而且，由于一側外漲，造成車輛在運輸中一直處于偏載狀態(tài)，影響車輛運行品質，易加劇轉向架、輪對的磨耗。

現場C70c型敞車體故障情況有如下特點：

1.1 基本為當時連掛狀態(tài)下的一側外漲。

當時故障車輛的主要情況是上側梁向外旁彎和側柱外漲，而且從入線26輛車的連掛情況看，是同一側外漲比較嚴重（施修線路為南北向則故障一側在東側，只有兩輛車外漲在西側）。

1.2 上側梁并不完全呈弧形彎曲，硬折變形情況明顯。

從上側梁的彎曲形式看，外漲的上側梁并不是全部呈弧形彎曲，其中有10輛的上側梁有顯的硬折變形，外漲嚴重車輛上這種硬折變形情況明顯，進到車內看，旁彎上側梁的硬折變形處有明顯磕碰痕跡，最多一車上側梁上有6處。

1.3 故障車主要是中部6、8位側柱或5、7位側柱外漲嚴重，對應的上側梁部位向外旁彎最大可達200mm。

2 原因分析

通過對現車故障情況分析，及與通用C70型車結構對比，認為故障原因主要有三方面：

2.1 結構原因。

2.1.1 車輛參數對比。

C70c、C70型車同為70噸級敞車，裝用相同的轉向架、輪對和車鉤緩沖裝置。車輛載重也相同，但因目標裝載貨物的體積不同，兩車的全長、車內高、側柱間距等均不同，具體參照表2-1。

從表2-1數據可知，兩車型相比，裝用相同軸重的輪對，載重相等，自重相同，但容積增加，C70c車比C70車高且長。這種情況下，為了保證車輛裝載貨物后的總重量除以軸數不超過軸重，只有降低大容積的C70c型敞車的自重，才能實現。由此推斷，C70c型車部分梁、柱的厚度要比C70型車小，據此，我們重點對兩種車的側柱、側柱連鐵、上側梁的材料情況進行了對比，詳見表2-2。

從表2-2中可以看出，兩種車的側柱、上側梁、側柱連鐵的規(guī)格均不同，C70c型車側柱、側梁及連鐵的寬度、厚度均比C70型車尺寸變小，雖實現了增大容積降低自重的目的，但卻同時造成側柱、側梁在運用中抗擠壓、外漲能力降低，再遇上機械化卸車作業(yè)過程中的蠻干、碰撞，上側梁產生彎曲、側柱外漲的可能性就增加。

2.1.2 側柱、側柱連鐵的中心矩及連接方式對比。

2.1.2.1 側柱中心距不同。

C70c型車與C70車側柱數量相同，但側柱中心距不同，C70c型車兩側柱中心矩為2120mm，C70型車的兩側柱中心矩為1835mm，前者間距加大。

在側柱中心距增加的情況下，上側梁卻使用了表2-2中所述的100×100×4（mm）方鋼管，其抗沖擊、抗壓能力就較低，再遇上裝卸過程中的碰撞，變形就是必然。

2.1.2.2 側柱連鐵數量、連接方式對比。

C70型車全車采用四根側柱連鐵，一側為兩根，從角柱到中門處側柱整體一根，在車體內側與3根側柱及角柱焊接連在一起。

C70c型車體為無中立門結構，采用兩根寬度不同的側柱連鐵，兩側柱連鐵及上側梁間距約為610mm，全部采用分段連接方式，嵌在兩側柱間，或搭接在端柱與側柱上，焊接后整體承載貨物向外的力。

C70c型車雖使用了兩根側柱連鐵，但其與C70型車相比：一是型鋼尺寸小；二是采用側柱間分段連接方式，側柱連鐵的整體連接性能下降，那么相對于側墻來說，其抗擠壓、抗外漲能力就下降。相同規(guī)格下，冷彎曲面帽型鋼比普通冷彎帽型鋼抗彎能力更強。

2.2 裝卸原因。

故障車基本為一側外漲，且部分旁彎的上側梁上有明顯的碰撞變形的硬折，結合C70c型車在實際運用中基本為整列編組、定區(qū)間運行。

因此可以推斷，一是在機械裝卸貨物時，由于總是一側裝卸，該側墻受力頻繁，甚至經常碰撞。二是該車設計較常用敞車車體高，在裝卸不規(guī)范的情況下，造成裝載機或挖掘機對車體的碰撞，這些就極有可能造成這樣的故障。

3 本次施修方法

本次因外漲施修的車輛，主要采用熱調的方法。即先加熱受力點，主要是加熱側柱兩側內背柱上平面部位，側柱兩側腰帶上面部位，加熱側梁距側柱兩側200mm部位處以及上側梁相應部位。使應力釋放后再使用導鏈和絲紐等工具向內拉上側梁，在外力作用下使變形部位復原，待自然冷卻后去除導鏈和絲紐等工具，使上側梁取直，側柱外漲消除，空車狀態(tài)下，基本達到段修限度要求。

4 建議

這26輛外漲車輛經此次調修后，雖可以投入使用，但是否能不再外漲還不能確定。而且，現在車輛工廠還在制造此型車，如果不能很好解決此類問題，將來或許會有大量的C70c型車因外漲而扣車整修。另外，上側梁調修部位大部分變形，橫向有折皺，可能會成為未來的裂紋源（見圖4-1），因此，我們認為當前急需解決好如下幾方面：

加強貨物機械裝卸過程中的管理，減少對側墻、上側梁的碰撞，尤其是使用挖掘機、裝載機時，不得直接碰撞上側梁。

應對C70c型車的車體部分設計重新核定，在滿足設計指標的情況下，應充分考慮車輛實際裝卸特點，增強車體抗外漲能力，在未出廠的新造車上進行必要改造和補強，從源頭減少車體外漲發(fā)生的可能。現提兩條建議：

①增加上側梁方鋼管的厚度。從發(fā)生的故障分析，主要集中在上側梁抗碰撞能力較弱，不能滿足當前焦炭裝卸過程中的碰撞。在規(guī)范裝卸作業(yè)的同時，須提高上側梁的抗彎、抗碰撞能力。

②側柱可采用異形結構間隔使用，在車輛兩側間隔、相對使用C70型車的冷彎曲面帽型鋼，來增強側墻的整體抗外漲能力。尤其是中部5、7位側柱或者6、8位側柱，可采用冷彎曲面帽型鋼，也可增加其厚度。

針對已投入使用的C70c型車，研究一種合適的補強方法，進行適當的補強，當前這種熱調的施修方法，并不能徹底解決外漲問題，運用一段時間后，故障可能重新發(fā)生，需從根源解決此問題。現運行的部分車，今年就要進行第一個段修，希能在段修時對其進行局部補強或改造，以滿足車輛運輸需求。現提兩條補強建議：

①對上側梁進行補強。譬如，根據上側梁的規(guī)格制作槽形壓型鋼，蓋在上側梁上后下部焊固，提高上側梁的抗彎能力，型鋼厚度應根據抗彎能力需求及車輛自重等綜合測算。

②對中部5、7位側柱或者6、8位側柱根部進行補強。可以借鑒圖4-2部分C62BK側柱下部及上部焊加強筋的方法。

參考文獻：

[1]北京交通大學.南車眉山車輛有限公司載重70t級焦炭運輸專用敞車車體結構疲勞壽命分析報告[R].2008.

[2]青島四方車輛研究所有限公司.南車眉山車輛有限公司70t級焦炭運輸專用敞車車體靜強度試驗報告[R].2008.