5. Методические указания к выполнению разделов пояснительной записки

5.1. Введение

В разделе «Введение» следует: раскрыть актуальность темы; охарактеризовать проблему, к которой относится тема, дать оценку современному состоянию теории, практики и производства, привести характеристику базовой отрасли (подотрасли) промышленности; сформулировать задачи по теме работы; перечислить методы и средства, с помощью которых будут решаться поставленные задачи; кратко изложить ожидаемые результаты.

5.2. Исходные данные для выполнения контрольной работы

Контрольная работа должна выполняться на основе индивидуального задания, содержащего исходные данные, составленного преподавателем в соответствии с темой работы. Исходные данные по вариантам приведены в Приложении 1. В общем случае исходными данными для расчёта размещения и крепления груза в вагоне или контейнере являются: вид груза; тип вагона (контейнера); масса, габаритные размеры и центр тяжести единицы груза.

В этом разделе также приводится техническая характеристика вагонов и контейнеров. Модели вагонов, допускаемых для перевозки различных видов грузов, определяются согласно [1]. Технические характеристики универсальных вагонов и контейнеров приведены в Приложении 2.

5.3. Определение способа размещения и крепления груза в вагоне и контейнере

5.3.1. Общие положения

В зависимости от конфигурации, параметров груза, характера возможных его перемещений и других факторов крепление груза осуществляется растяжками, обвязками, упорными и распорными брусками, торцевыми и боковыми стойками, щитами, ложементами, турникетными устройствами и другими средствами крепления (табл. 5.1). Средства крепления могут быть одноразового и многоразового использования (многооборотные). При установке элементов крепления и крепёжных устройств используются стандартные крепёжные изделия, например болты, шпильки, гвозди, строительные скобы.

Растяжка – средство крепления, закрепляемое одним концом за увязочное устройство на грузе, другим – за специально предназначенное для этого увязочное устройство на кузове вагона.

Обвязка – средство крепления, охватывающее груз и закрепляемое обоими концами за увязочные устройства на кузове вагона.

Стяжка – средство крепления, предназначенное для соединения и натяжения других средств крепления (растяжек, обвязок, стоек).

Увязка – средство крепления, предназначенное для объединения отдельных единиц груза в одно грузовое место.

Таблица 5.1

Рекомендации по выбору элементов и средств крепления различных грузов

Грузы	Возможные перемещения груза	Рекомендуемые элементы и средства крепления
Штучные с плоскими опорами	Поступательные продольные и поперечные перемещения	Упорные, распорные бруски; растяжки, обвязки
	Опрокидывание продольное, поперечное	Растяжки, обвязки; упорные бруски; кассеты, каркасы, пирамиды и пр.
С плоскими опорами, размещаемые штабелями	Поступательные продольные и поперечные перемещения всего штабеля или отдельных единиц	Упорные, распорные бруски; увязки, растяжки, обвязки; щиты ограждения; боковые, торцевые стойки; кассеты
Длинномерные	Поступательные продольные и поперечные перемещения	Растяжки, обвязки; турникетные опоры, боковые, торцевые стойки
	Поперечное опрокидывание	Обвязки растяжки; подкосы, упорные бруски; ложементы
Цилиндрической формы, размещаемые на образующую	Поступательные продольные (поперечные) перемещения	Упорные, распорные бруски; растяжки, обвязки
	Перекатывание поперек (вдоль) вагона	Упорные бруски, ложементы; обвязки, растяжки
На колёсном ходу	Перекатывание вдоль (поперек) вагона	Упорные бруски; растяжки; многооборотные колёсные упоры (башмаки)
	Поступательное продольное, поперечное перемещение	Упорные, распорные бруски; растяжки

Подкладки и прокладки – средства крепления, предназначенные для увеличения площади опирания груза на пол вагона, предохранения штабеля груза от развала, обеспечения возможности механизированной погрузки и выгрузки грузов, предохранения опорной поверхности груза и (или) вагона от повреждения, а также для крепления распорных и упорных брусков. В случаях, когда указанные условия обеспечиваются без применения прокладок, их установка не обязательна.

Торцовые и боковые стойки – средства крепления, предназначенные для торцового и бокового ограждений штабельных грузов, в том числе располагаемых выше бортов вагона.

Упорные и распорные бруски – средства крепления, применяемые для закрепления грузов от поступательных перемещений вдоль и поперёк вагона, а также для передачи инерционных усилий от груза на элементы кузова вагона (боковые и торцовые борта платформ, торцовый порожек, угловые стойки, нижние обвязки кузова полувагона). Предварительно собранные в конструкцию бруски называются распорными рамами.

Щит – средство крепления, предназначенное для ограждения и предотвращения смещения группы грузов в вагоне (контейнере).

Упор – средство крепления, предназначенное для устранения зазоров между грузом и рамой, используемой для его транспортировки.

Турникет – комплект опорно-крепежных устройств (турникетных опор), предназначенный для компенсации всех видов усилий, действующих на груз в процессе перевозки, а также для обеспечения безопасного прохождения сцепа по криволинейным участкам пути и участкам с переломным профилем при различных режимах движения.

Для изготовления растяжек, обвязок, стяжек, увязок используют следующие материалы:

- стальную проволоку по ГОСТ 3282 в термообработанном (отжиг) состоянии, круглого сечения (ГОСТ 2590), квадратного сечения (ГОСТ 2591);

- прокат или полосу стали (ГОСТ 103);

- стальные цепи, тросы.

Диаметр сечения круглого проката должен быть не менее 5 мм; площадь поперечного сечения некруглого проката должна быть не менее 20 мм².

Использование для изготовления растяжек, обвязок, стяжек, увязок из других материалов допускается по согласованию с федеральным органом исполнительной власти в области железнодорожного транспорта.

Растяжки и обвязки допускается крепить за следующие детали вагона:

- на платформах (рис. 5.1): боковые и торцовые стоечные скобы; опорные кронштейны на концевой балке; напольные увязочные устройства (при наличии); боковые скобы на платформах для крупнотоннажных контейнеров и колёсной техники. Обвязки закрепляют за две противоположные стоечные скобы;

Рис. 5.1. Увязочные устройства универсальной платформы

- в полувагонах (рис. 5.2, 5.3): нижние увязочные устройства (косынки); средние увязочные устройства (находящиеся на стойках боковых стен на высоте 1100-1200 мм от пола); верхние увязочные устройства в виде скоб внутри и снаружи верхней обвязки кузова.

Рис. 5.2. Увязочные устройства универсального полувагона с торцовыми дверями

Рис. 5.3. Увязочные устройства универсального полувагона с торцовыми стенами

Не допускается крепление растяжек и обвязок к другим деталям кузова вагона, в том числе к скобам, предназначенным для крепления стоек внутри кузова вагона, к увязочным кольцам, расположенным на верхней обвязке полувагона, а также к кольцам на наружной поверхности секций бортов платформ.

Допускается использовать составные (из нескольких составных частей) проволочные, полосовые или комбинированные растяжки и обвязки. Прочность соединительных элементов таких растяжек и обвязок должна быть не ниже прочности составных частей растяжки, обвязки.

Допускается концы растяжек, выполненных из цельного стального стержня и полосы, крепить к грузу при помощи сварки или болтовых соединений.

Способы формирования растяжек, обвязок на вагоне приведены в [2].

Не допускается формировать на вагоне растяжки, обвязки, увязки, стяжки числом нитей более 8 при диаметре проволоки равным либо большим 6 мм. Не допускается касание между собой растяжек, обвязок при закреплении груза, имеющего возможность упругих колебаний относительно вагона, например обрессоренного.

Растяжки, обвязки, выполненные из прутка или из полосовой стали с натяжными устройствами, не должны касаться закрытого борта платформы. Если при закрытом борте этого избежать невозможно, борт должен быть опущен. Не допускается опирание растяжек, обвязок из проволоки на борт платформы, если угол между растяжкой и вертикальной плоскостью в точке касания с бортом платформы составляет более 15° (рис. 5.4а). При невозможности выполнить это условие растяжки и обвязки пропускают под боковыми бортами (см. рис. 5.4б) или борта платформы должны быть опущены (см. рис. 5.4в).

а	б		в
Рис. 5.4. Допускаемые положения проволочных растяжек, обвязок относительно бортов платформы

Рис. 5.5. Расположение растяжки относительно пола и продольной оси вагона

Растяжки следует располагать таким образом, чтобы угол между растяжкой и полом и угол между проекцией растяжки на пол вагона и продольной осью вагона составляли не более 45° (рис. 5.5). В случаях, когда из-за конструктивных особенностей груза либо условий его размещения такая установка растяжек невозможна, допускается увеличение углов наклона растяжек с одновременным увеличением числа нитей проволоки в растяжках в соответствии с требованиями [2]. Допускается применение проволочных средств крепления с заменой проволоки предусмотренного диаметра проволокой другого диаметра при условии обеспечения равнопрочности элемента крепления.

Стяжку формируют из непрерывной нити проволоки. Прочность стяжки должна быть не менее прочности соединяемых составных частей элемента крепления. Способ заделки концов проволоки в стяжке приведен в [2].

Увязку формируют из непрерывной нити проволоки. Количество нитей проволоки в увязке определяют расчётным или экспериментальным путём. Скручивание нитей проволоки в увязке производят не менее чем в двух местах до натяжения, не допуская раскручивания скрученного ранее участка. Способ заделки концов проволоки в увязках аналогичен способу заделки концов проволоки в стяжках.

Подкладки и прокладки изготавливаются из пиломатериалов не ниже третьего сорта в соответствии с ГОСТ 8486 и ГОСТ 2695. Применение березы, осины, липы и ольхи допускается только для изготовления подкладок и прокладок, работающих только на сжатие, к которым не крепятся упорные, распорные бруски и другие элементы крепления. Не допускается применение этих пород древесины, а также сухостойной древесины всех пород для изготовления упорных и распорных брусков. Допускается изготовление подкладок и прокладок из металла различных профилей, железобетона и других материалов, если это не приводит к повреждению груза.

Высота подкладок, прокладок должна быть не менее 25 мм, ширина – не менее 80 мм (если иное не оговорено конкретными техническими условиями размещения и крепления груза), при этом отношение ширины к высоте должно быть не менее 1,5. Длина подкладок, укладываемых поперёк вагона, должна быть равна ширине кузова, а прокладок – не менее ширины груза. Поперечные прокладки, применяемые для разделения штабелей груза, укладывают одна над другой на расстоянии не менее 500 мм от концов груза и не менее 300 мм от боковых стоек.

Допускается подкладки и прокладки изготавливать составными: по высоте, ширине – из двух частей, по длине – из нескольких частей. Стыкование поперечных подкладок по длине допускается только на хребтовой балке, а продольных подкладок – на поперечных балках (шкворневой, промежуточной, средней). Толщина составных частей подкладок, прокладок в месте соединения должна быть не менее 35 мм. Размеры общего поперечного сечения составных подкладок, прокладок должны удовлетворять требованиям для монолитных подкладок и прокладок. Высота составных частей подкладок и прокладок, составных по ширине и по длине, должна быть одинаковой по всей длине.

В случае, когда способ размещения и крепления груза предусматривает крепление подкладок к полу вагона, крепление частей подкладок должно производиться в следующем порядке:

- подкладки составные по высоте: нижнюю часть подкладки прибивают к полу необходимым количеством гвоздей, аналогичным образом прибивают верхнюю часть к нижней. Допускается части подкладки прибивать к полу необходимым количеством гвоздей, проходящих через обе части подкладки;

- подкладки составные по ширине и длине: составные части соединяют меду собой гвоздями, болтами, скобами в количестве, обеспечивающем их неподвижность друг относительно друга при укладке на вагоне. Каждую часть подкладки прибивают к полу гвоздями, количество которых должно составлять не менее 75% количества, необходимого для крепления подкладки.

Торцовые и боковые стойки изготавливают из круглых лесоматериалов либо из пиломатериалов с прямыми волокнами в соответствии с ГОСТ 8486 и ГОСТ 2695. Толщина стоек из круглого лесоматериала должна быть 120-140 мм в нижнем отрубе и не менее 90 мм в верхнем. Сечение стоек из пиломатериалов должно быть не менее 90х120 мм. Толщина стоек, устанавливаемых в полувагон, должна быть не менее 100 мм на уровне верхнего обвязочного пояса вагона.

Способы установки боковых стоек в полувагоне приведены в [2].

Высота боковых стоек над уровнем верхнего обвязочного бруса полувагона должна быть не более:

а) при погрузке в пределах основного габарита погрузки:

- 900 мм – при высоте бортов 1880 мм;

- 700 мм – при высоте бортов 2060 мм;

б) при погрузке в пределах зонального габарита погрузки:

- 1466 мм – при высоте бортов 1880 мм;

- 1266 мм – при высоте бортов 2060 мм.

На платформах стойки устанавливают в предназначенные для этого боковые и торцовые стоечные скобы. Стойки из круглых лесоматериалов устанавливают комлем вниз. Нижний конец стойки должен быть затёсан по внутренним размерам скобы. Стойка должна выступать за нижнюю кромку скобы на 100-200мм. Зазор между стойкой и скобой допускается только со стороны боковой балки платформы не более 15 мм на уровне нижней кромки скобы. В этом случае стойка должна быть дополнительно закреплена клином плотно забитым снизу и закреплённым к стойке двумя гвоздями длиной 80-90 мм.

Короткие стойки устанавливают для увеличения несущей способности бортов платформы. Высота коротких стоек от уровня пола платформы должна быть больше высоты подкрепляемого борта не менее чем на 100 мм. Высокие стойки применяют для ограждения груза, имеющего высоту погрузки, значительно превышающую высоту бортов платформы.

Для увеличения несущей способности крепления противоположные стойки соединяют стяжками в верхней, а при необходимости – в верхней и средней по высоте частях (рис. 5.6).

Рис. 5.6. Скрепление стоек на платформе

Скрепление коротких стоек и верхнее скрепление высоких стоек должно быть выполнено таким образом, чтобы расстояние от стяжки до поверхности груза составляло 50-100 мм, расстояние от стяжки до верхнего обреза стоек – не менее 100 мм. Среднее крепление высоких стоек должно быть выполнено так, чтобы стяжка не касалась груза.

Упорные и распорные бруски, распорные рамы изготавливают из пиломатериалов хвойных пород не ниже третьего сорта в соответствии с ГОСТ 8486. Допускается использование в качестве упорных и распорных брусков и рам изделий из других материалов, прочность которых подтверждена соответствующими нормативными документами (ГОСТ, ТУ). Деревянные элементы распорных рам соединяют гвоздями, болтами, строительными скобами, накладками, другими крепёжными изделиями. Высота упорных и распорных брусков должна быть не менее 50 мм. Типовые схемы установки упорных и распорных брусков показаны на рис. 5.7.

1 – распорный брусок; 2 – упорный брусок

Рис. 5.7. Типовые схемы установки распорных и упорных брусков

Для крепления деревянных подкладок, упорных, распорных брусков и рам к деревянному настилу пола вагона, к закрепляемому грузу, а также для соединения между собой деревянных элементов крепления применяют гвозди по ГОСТ 283-75, размеры которых приведены в табл. 5.2.

Таблица 5.2

Размеры и допускаемые усилия на гвозди

Диаметр гвоздя, мм	Длина гвоздя, мм	Диаметр шляпки гвоздя, мм	Допускаемое усилие, кгс
4,0	100…120	7,5	50
5,0	120…150	9,0	75
6,0	150…200	11,0	108
8,0	250	14,0	192

Допускается замена гвоздей одного диаметра соответствующим количеством гвоздей другого диаметра при условии соблюдения требований к их длине. Взаимозаменяемость гвоздей различных диаметров приведена в [2].

Схемы размещения гвоздей при креплении деревянных элементов крепления к полу вагона приведены на рис. 5.8.

Рис. 5.8. Схемы размещения гвоздей

Минимально допускаемые расстояния между гвоздями, а также между гвоздями и кромками элементов в зависимости от толщины элементов приведены в табл. 5.3.

Таблица 5.3

Минимально допускаемые расстояния между гвоздями

Обозначения расстояния (см. рисунок 4.14)	Минимально допускаемые расстояния в зависимости от толщины элемента, мм
	 50	> 50
S1	125	90
S2	30	30
S3	30	30
S4	90	90

При закреплении средств крепления (либо их частей) к полу вагона гвозди должны быть забиты перпендикулярно полу вагона. Длина гвоздей должна быть на 50-60 мм больше высоты деталей крепления. Гвозди, забитые в щели между досками пола платформы, не учитываются в общем количестве используемых для крепления гвоздей.

Допускается использование металлических скоб и костылей для крепления груза к деревянным элементам крепления и соединения этих элементов между собой, если это не приводит к образованию в них трещин. Усилия затяжки болтов, шпилек, винтов, используемых для крепления грузов, должны рассчитываться с учётом возможности одновременного приложения растягивающих и изгибающих нагрузок. Допускается для соединения деталей крепления между собой и с грузом применять электросварку. Надёжность сварных соединений обеспечивается грузоотправителем.