多式联运可以充分发挥各种运输方式的整体优势和组合效率 ,发展多式联运已成为世界各国降低物流成本的重要措 施 。20 世 纪 以 来 ,美 国 和 欧 盟 相 继 实 施 多 式 联 运 优 化 交 通 运 输 系 统 主 导 战 略 ,创 新 发 展 多 式 联 运 组织模式,制定和颁布多式联运政策和相关标准, 极大地促进了多式联运市场的发展和运输效率提 升 。
箱驮运输 COFC(Container on Flat Car)是铁路 运 输 集 装 箱 的 多 式 联 运 形 式 ,包 括 单 层 集 装 箱 运 输 和 双 层 集 装 箱 运 输 。欧 洲 铁 路 限 界 较 低 ,主 要 采 用 单 层 集 装 箱 运 输 模 式 。美 国 铁 路 限 界 较 高 , 重 点 发 展 了 双 层 集 装 箱 运 输 以 提 高 运 输 效 率 ,如 图 1 所示。箱驮运输装载单元采用平车—集装箱 共 用 车 和 集 装 箱 平 车 等 车 型 ,集 装 箱 平 车 从 车 体 结构上主要区分为骨架结构和凹底结构形式。骨架 结 构 集 装 箱 平 车 自 重 较 低 、经 济 性 好 。凹 底 结 构集装箱平车适用于双层集装箱运输,运量大、运 输 效 率 高 ,美 国 箱 驮 运 输 装 载 单 元 以 集 装 箱 平 车 为主。箱驮运输运载工具包括国际标准箱和内陆 箱 2 大类,按用途主要区分为干货箱、冷藏箱和罐 箱等。美国主要采用 ISO 国际标准箱和 53 ft 国内 标 准 箱 ,欧 洲 主 要 采 用 20、40、45 ft 国 际 标 准 箱 和 符合 A 1371、EN 283、EN 284、UIC 592-2 标准相关 规定的国内标准箱,如图 2 所示,欧洲内陆箱主要 技 术 参 数 见 表 1。提 供 内 陆 箱 运 输 是 欧 洲 箱 驮 运 输 的 一 大 特 色 ,与 标 准 集 装 箱 相 比 ,内 陆 箱 更 宽 , 装 载 能 力 更 强 ,对 于 不 参 加 国 际 多 式 联 运 的 货 物 运 输 性 价 比 更 高 ,内 陆 箱 的 使 用 增 加 了 运 输 货 物 的 灵 活 性 。
驮背运输 TOFC(Trailer on Flat Car)是铁路运 输公路挂车的多式联运形式。驮背运输装载单元 采用通用平车和驮背运输专用平车等车型。驮背 运 输 运 载 工 具 以 参 加 公 路 甩 挂 运 输 的 半 挂 车 为 主 ,包 括 厢 式 、冷 藏 厢 式 半 挂 车 等 类 型 ,半 挂 车 既 可 以 通 过 公 路 牵 引 车 上 下 铁 路 平 车 ,也 可 以 通 过 吊 装 方 式 。美 国 驮 背 运 输 主 要 采 用 48、53 ft 标 准 厢式半挂车,如图 3 所示。欧洲驮背运输主要采用 符 合 EN 12641、EN 12642、UIC 596-5 标 准 相 关 规 定 的 2 种 长 度 规 格 的 半 挂 车 ,如 图 4 所 示 ,半 挂 车 主要技术参数见表 2。
我国 GB 1589-2016《汽车、 挂车及汽车列车外廓尺寸、轴荷及质量限值》规 定 普 通 半 挂 车 外 廓 尺 寸 最 大 限 值 13 750 mm (长)×2 550 mm(宽)×4 000 mm(高),与 欧 洲 长 半挂车长度 13 720 mm 略有差异,美国 48、53 ft 标 准厢式半挂车长度不符合我国 GB 1589-2016 标准 规 定 ;我 国 二 轴 和 三 轴 半 挂 车 额 定 总 质 量 分 别 为 35 t 和 40 t,装载能力比欧洲长半挂车多 1~6 t。我 国 牵 引 杆 、中 置 轴 挂 车 外 廓 尺 寸 最 大 限 值 12 000 mm(长)×2 550 mm(宽)×4 000 mm(高),与欧洲 短 半 挂 车 外 廓 尺 寸 一 致 ;我 国 二 轴 牵 引 杆 挂 车 依 据每轴两侧双轮胎额定总质量 18 t,装载能力比欧 洲短半挂车少 6 t。我国三轴中置轴半挂车额定总 质量 24 t,装载能力与欧洲短半挂车相同。
交 换 箱 体(swapbody)运 输 是 欧 洲 多 式 联 运 的 一 种 创 新 形 式 。交 换 箱 体 与 集 装 箱 结 构 相 近 ,两 者的差异是交换箱体具有活动支腿,如图 5 所示。交换箱体装在专用挂车架上并可以与其他挂车架 进 行 交 换 运 输 ,专 用 挂 车 安 装 升 降 装 置 和 标 准 旋 锁 。装 载 时 调 整 挂 车 升 降 装 置 使 挂 车 承 载 面 下 降 ,挂 车 倒 入 交 换 箱 体 下 方 后 ,收 起 交 换 箱 体 支 腿 ,锁 紧 交 换 箱 体 底 角 锁 ,运 载 交 换 箱 体 至 目 的 地 。卸 下 时 调 整 挂 车 升 降 装 置 使 拖 车 承 载 面 升 高,交换箱体升高、放下支腿,实现卸箱。
欧洲交换箱体尺寸和一般要求符合 EN 284 的 规定,交换箱体检验符合 EN 283 的规定,主要规格 包 括 C745 型 和 C782 型 。C745 型 交 换 箱 体 外 廓 尺 寸 7 450 mm(长)×2 550 mm(宽)×2 750 mm (高),C782 型外廓尺寸 7 820 mm(长)×2 550 mm (宽)×2 750 mm(高);2 种产品宽度与欧洲内陆箱相 同 ,比 国 际 标 准 集 装 箱 宽 度 2 438 mm 略 宽 ;高 度 介 于 欧 洲 长 内 陆 箱 高 2 896 mm 和 短 内 陆 箱 高 2 670 mm 之 间 ,比 国 际 标 准 集 装 箱 高 箱 的 高 度 2 896 mm 略低。交换箱体运输使用的专用挂车需 要 配 置 升 降 装 置 调 整 承 载 面 高 度 ,增 加 了 挂 车 成 本,而且交换箱体与集装箱功能重叠,加之我国的 集 装 箱 运 输 相 对 较 为 成 熟 ,因 此 不 推 荐 我 国 发 展 交换箱体运输。
滚 装 滚 卸 运 输(Roll-on and Roll-off transporta⁃ tion)是指道路运输车辆依靠轮式驱动实现运输方 式转换的多式联运形式。20 世纪 70 年代前,美国 挂 车 运 输 主 要 采 取 滚 装 滚 卸 运 输 模 式 ,多 式 联 运 站不配置吊装设备,装卸线末端设置端站台,小汽 车、卡车、挂车等载运工具通过折叠渡板上下车装 卸,如图 6 所示。近年来,美国运输企业非常喜欢 小汽车公铁滚装滚卸运输,如图 7 所示。与美国一 样,欧洲也发展了传统的公铁滚装滚卸运输,载货 汽车或者挂车通过端站台或者渡板自行上下铁路 车辆,如图 8 所示。为了提高运输效率,欧洲重点 发 展 了 具 有 快 速 转 运 功 能 的 半 挂 车 公 铁 滚 装 运 输,半挂车水平转运上下铁路货车,无需吊装设备 实 现 门 对 门 运 输 ,主 要 包 括 Ro-La、CargoSpeed、 Modalohr、Flexiwaggon 和 CargoBeamer 等技术系统。
传统的公铁滚装滚卸运输对站场和铁路货车要求相对较低 ,我 国 的 铁 路 货 站 装 卸 线 末 端 只 要 具 有 端 部 站 台 、铁 路 平 车 配 置 渡 板 和 防 止 道 路 运 输车辆串动的止轮装置就可以实现。欧洲快速转运的公铁滚装滚卸运输技术均存在铁路货车结构复杂 、无效载荷大的缺点 ,牵 引 能 耗 高 ,全 寿 命 周 期 经 济 性 差 ,在 我 国 推 广 应 用 难 度 较 大 。小 汽 车 公 铁 滚 装 滚 卸 运 输 可 以 满 足 小 汽 车 双 层 运 输 ,运量大,安全性能好,商品防护等级高。我国幅员辽阔,小汽车商品运输需求量大,公路运输小汽车商品车安全性差,能耗高,开行小汽车公铁滚装滚卸运输符合我国调整运输结构的要求。
公 铁 两 用 挂 车(Rail-compatible trailer)运 输 是 把两用挂车直接放到铁路专用转向架上进行公铁 转换运输的一种多式联运形式。由于两用挂车替 代了铁路平车,因此节约了制造成本,提高了运输 有 效 载 荷 ,降 低 了 燃 料 费 用 。美 国 比 较 典 型 的 公 铁两用挂车运输产品包括 Roadrailer 和 Railrunner 公 铁两用挂车系统。Roadrailer 公铁两用挂车系统由 Mark Ⅱ 型 发 展 到 Mark Ⅴ 型 ,其 中 Mark Ⅳ 型 和 Mark Ⅴ 型 公 铁 两 用 挂 车 技 术 成 熟 应 用 。Mark Ⅳ 型公铁两用挂车采用相互独立的公路和铁路走行 装置,悬挂系统设置气囊,如图 9 所示。Mark Ⅳ型 公 铁 两 用 挂 车 装 备 了 铁 路 走 行 装 置 ,所 以 公 路 行 驶 时 无 效 载 荷 大 。但 是 其 优 点 是 结 构 简 单 ,性 能 可靠,检修方便,可以作为我国发展公铁两用挂车 的一种比选方案。
Mark Ⅴ型公铁两用挂车系统由半挂车、中部 转向架和端部转向架组成,如图 10 所示。半挂车 采 用 具 有 气 动 抬 升 功 能 的 空 气 悬 挂 系 统 ,能 将 半 挂 车 尾 部 抬 起 与 转 向 架 相 连 ,再 将 半 挂 车 悬 架 提 离地面并锁闭。中部转向架上方挂车承载台与转 向架摇枕之间设置 4 组橡胶弹簧消除车体与铁路 转 向 架 之 间 的 振 动 。端 部 转 向 架 设 置 鞍 座 ,与 半 挂 车 前 端 连 接 ;端 部 转 向 架 集 成 安 装 制 动 和 钩 缓 装 置 ,可 以 与 传 统 货 车 或 机 车 相 连 。半 挂 车 车 体 一 端 坐 在 转 向 架 上 ,另 一 端 通 过 专 用 牵 引 挂 钩 与 前 一 辆 车 体 的 挂 钩 连 接 座 连 接 ,牵 引 挂 钩 承 受 车 体 垂 向 力 和 列 车 纵 向 力 ,受 力 工 况 比 较 复 杂 、恶 劣。Mark Ⅴ型公铁两用挂车的优点是可以借用传 统 三 大 件 式 铁 路 货 车 转 向 架 ,铁 路 运 输 组 织 管 理 方便,可以作为我国发展公铁两用车的第 2 种比选 方案。
Railrunner 公铁两用挂车系统和 Roadrailer 公铁 两 用 挂 车 系 统 的 Mark Ⅴ 型 公 铁 两 用 挂 车 原 理 类 似,也由端部转向架、中部转向架、半挂车组成,最 大不同是半挂车的抬升和连接方式。其半挂车从 转 向 架 构 架 的 斜 面 滑 上 承 载 面 ,提 高 了 半 挂 车 的 装卸效率,转向架设置空气弹簧,可以进一步抬升 半 挂 车 距 轨 面 高 度 。相 邻 半 挂 车 共 用 中 部 转 向 架,分别通过牵引销与转向架上的牵引杆连接,车 体 则 落 在 转 向 架 的 承 台 面 上 ,牵 引 杆 不 再 承 受 垂 向 力 ,只 承 受 列 车 纵 向 力 ,提 高 了 连 接 的 可 靠 性 , 如图 11 所示。Railrunner 公铁两用挂车系统的转向 架直接承载半挂车质量,简化了结构,牵引挂钩安 装 在 转 向 架 上 ,半 挂 车 公 路 无 效 载 荷 小 ,节 约 能 耗 ,可 以 作 为 我 国 发 展 公 铁 两 用 车 的 第 3 种 比 选 方案。
欧洲制造商学习美国公铁两用挂车的运用经 验,也开发了符合欧洲标准的公铁两用挂车,代表 性 产 品 包 括 Kombitrailer 和 Transtrailer 公 铁 两 用 挂 车 系 统 。Kombitrailer 公 铁 两 用 挂 车 系 统 由 德 国 Tablot 公司与 Ackerman-Fruehauf 公司联合开发,它 包 括 传 统 的 构 架 式 转 向 架 、能 放 置 在 传 统 转 向 架 上的端部支承装置和中间支承装置以及三轴半挂 车。半挂车适应铁路运行工况的改造包括两端的 中心销、可伸缩的应急杆、具有风动提升和机械锁 定的空气悬挂车轴装置以及连续的空气管路。铁 路运行时支承装置将半挂车连接起来并支承在转向 架 上 ,支 承 装 置 传 递 半 挂 车 和 转 向 架 之 间 的 纵 向 力 ,同 时 容 许 列 车 中 半 挂 车 之 间 产 生 相 对 运 动 以及在半挂车与转向架之间由于轨道不平顺而引 起的相对运动。端部支承装置安装标准铁路牵引 装置和盘形缓冲器,如图 12 所示。这种模式充分 发挥了构架式转向架的优点,转向架具有通用性, 取 消 支 承 装 置 就 可 以 用 于 铁 路 货 车 ,方 便 运 用 和 管理,降低运用成本,其设计思路和运营实践对我 国发展公铁两用车运输具有很好的借鉴作用。
Transtrailer 公铁两用挂车系统由西班牙 Tratls⁃ fesa 公 司 的 子 公 司 Tafesa 与 马 德 里 大 学 共 同 设 计开发,包括中部和端部转向架、半挂车。半挂车两 端 分 别 设 置 挂 钩 和 连 挂 座 ;中 部 转 向 架 中 央 安 装 球形心盘,两侧安装旁承;端部转向架安装传统车 钩 缓 冲 装 置 ,如 图 13~ 图 15 所 示 。中 部 转 向 架 心 盘 和 旁 承 的 设 计 极 大 地 改 善 了 列 车 动 力 学 性 能 , 我 国 在 设 计 公 铁 两 用 挂 车 系 统 时 可 以 研 究 和 采用。
①内陆货物箱驮运输、②驮背运输的半挂车建议选择二轴和三轴半挂车,不宜选择牵引杆和中置轴挂车,考核标准可以参考欧洲UIC 596-5标准相关规定、 ③不推荐我国发展交换箱体运输、④开行小汽车公铁滚装滚卸运输、⑤公铁两用挂车。
参考文献:
欧美多式联运技术及其相关标准分析张超德;李冬;周炯;胡铁钧;刘宏友铁道机车车辆2022

