WYTYCZNE ŁADOWANIA I ZABEZPIECZENIA ŁADUNKÓW W PRZEWOZACH KOLEJOWYCH

Transkrypt

1 Maciej SZKODA, Maciej MICHNEJ WYTYCZNE ŁADOWANIA I ZABEZPIECZENIA ŁADUNKÓW W PRZEWOZACH KOLEJOWYCH Streszczenie W artykule przedstawiono podstawowe wytyczne dotyczce metod ładowania i zabezpieczenia ładunków w przewozach kolejowych. Dokonano syntetycznej charakterystyki typów wagonów towarowych oraz ich wyposaenia zwizanego z mocowaniem i zabezpieczeniem przewoonych towarów. Scharakteryzowano ogólne zasady rozmieszczenia ładunków na wagonach. WSTP Nieodłcznym elementem kadego procesu transportowego w kolejowych przewozach towarowych s czynnoci ładunkowe. Stosowanie przez przewoników właciwych metod załadunku i zabezpieczenia towarów na wagonach towarowych gwarantuje bezpieczestwo ruchu i zapobiega powstawaniu uszkodze ładunku i wagonów. Zasady, które maj zastosowanie obligatoryjne przy ładowaniu i zabezpieczeniu ładunku zawarte s m.in. w wewntrznych regulaminach przewoników kolejowych, dokumentach Midzynarodowego Zwizku Kolei UIC oraz branowych instrukcjach ładunkowych. Znaczna liczba uszkodze ładunków powstaje podczas wykonywania czynnoci przewozowych. Niefachowe i niedbałe wykonanie tych czynnoci powoduje powstawanie uszkodze lub całkowite zniszczenie ładunku. Sposób wykonywania prac ładunkowych zaley od wielu czynników, a przede wszystkim od: rodzaju ładunku, sposobu jego opakowania, rodzaju rodków transportowych oraz techniki przewozu. 1. PRZEPISY DOTYCZCE ŁADOWANIA I ZABEZPIECZENIA ŁADUNKU Informacje o zagadnieniach zwizanych z pracami ładunkowymi oraz z zabezpieczeniem ładunku podczas transportu zawarte s w rozmaitych przepisach, instrukcjach i dokumentach prawnych, np.: instrukcje: ładunkowe, słubowe, obsługi maszyn ładunkowych (dokumentacja techniczno ruchowa DTR), regulaminy: stacyjne, stanowisk pracy, stanowisk ładunkowych, kolejowe przepisy ładunkowe: PKP, RIV, SMGS, przepisy o ładunkach niebezpiecznych: RID (w przewozach kolejowych), ADR (w przewozach drogowych), IMO (w przewozach morskich), IATA (w przewozach lotniczych), normy krajowe i midzynarodowe: PN, ISO, EN, IMO, PRS, innych krajów,

2 dokumenty prawne: Ustawy o kolejach, Prawo o ruchu drogowym, umowy midzynarodowe (AGC, AGTC), regulacje celne itp. W transporcie kolejowym, nadrzdnymi instrukcjami s wytyczne UIC: Loading guidelines, Section 1: Principles, UIC International Unions for Railway, Loading guidelines, Section 2: Goods, UIC International Unions for Railway Siły działajce na ładunek podczas transportu - współczynniki przypieszenia Oznaczenie parametrów przy wyznaczaniu sił działajcych na ładunek podczas transportu: m - masa ładunku, masa któr naley zabezpieczy, c - współczynnik przyspieszenia, współczynnik, który pomnoony przez przyspieszenie wywołane grawitacj g daje przyspieszenie ładunku, a - przyspieszenie ładunku, maksymalne przyspieszenie ładunku podczas specyficznego sposobu transportowania, a = c g podczas specyficznego sposobu transportu, F x - siła bezwładnoci, która oddziałuje na ładunek na skutek ruchu pojazdu w osi wzdłunej (o x) rodka transportujcego ładunek (F x = m c x g), F y - siła bezwładnoci, która oddziałuje na ładunek na skutek ruchu pojazdu w osi poprzecznej (o y) rodka transportujcego ładunek (F y = m c y g), F z - siła pionowa ładunku. Suma sił, które wynikaj z ciaru ładunku i siły bezwładnoci, która oddziałuje na ładunek(f z = m c z g) na skutek ruchu pojazdu podczas transportu w osi pionowej (o z) rodka transportujcego ładunek. Współczynniki przyspieszenia podane w tabelach 1, 2 i 3 okrelono jako wartoci maksymalne dla ładunków na pojazdach do transportowania w specyficzny sposób. Połczenia przyspiesze wzdłunych i poprzecznych pojawiajcych si podczas transportu, np. wartoci poniej wartoci maksymalnych ujto w tablicach. Wartoci te s zgodne z nastpujcymi normami, instrukcjami lub przewodnikami: 1. Transport kolejowy: Loading guidelines UIC. 2. Transport drogowy: PN-EN Zestawy do utwierdzania ładunków na pojazdach drogowych Bezpieczestwo Cz 1: Obliczanie sił mocowania. 3. Transport morski: Guidelines for Packing of Cargo Transport Units IMO/ILO/UN ECE oraz Guidelines for Transport of Cargo Transport Units, IMO International Maritime Organisation Współczynniki przypieszenia w transporcie kolejowym Wytyczne dotyczce współczynników przypiesze podczas transportu kolejowego s zawarte w instrukcjach UIC: Loading guidelines Section 1 oraz Loading guidelines Section 2. Współczynniki przyspieszenia dla ładunków podczas transportu kolejowego podano w tabeli 1. Tab 1. Współczynniki przyspieszenia w transporcie kolejowym [3] Współczynniki przyspieszenia Zabezpieczenie c x c z c w wzdłunie y minimalnie pionowo w dół poprzecznie przechylanie przesuwanie przechylanie przesuwanie kierunku wzdłunym 0,6 1,0-1,0 1,0 kierunku poprzecznym - - 0,5 1,0 0,7

3 1.3. Współczynniki przypieszenia w transporcie drogowym Wytyczne dotyczce przypiesze powstajcych podczas transportu drogowego s zawarte w normie PN-EN Load restraint assemblies on road vehicles Safety Part 1: Calculation of lashing forces oraz w dokumencie EU Best Practice Guidelines at a road transport. Współczynniki przyspieszenia dla ładunków podczas transportu drogowego podano w Tabeli 2. Tab 2. Współczynniki przyspieszenia w transporcie drogowym [3] Współczynniki przyspieszenia c x c y wzdłunie poprzecznie Zabezpieczenie w do przodu do tyłu tylko przesuwanie przechylanie c z pionowo w dół kierunku wzdłunym 0,8 a 0, ,0 kierunku poprzecznym - - 0,5 0,5 +0,2 b 1,0 a zamiast IMO = 1 b + 0,2 tylko dla ładunków niestatecznych 1.4. Współczynniki przypieszenia w transporcie morskim Wymagania dotyczce przypiesze powstajcych w transporcie morskim zawarte s w: Guidelines for Packing of Cargo Transport Units IMO/ILO/UN ECE oraz Guidelines for Transport of Cargo Transport Units opracowanym przez Midzynarodow Organizacj Morsk (International Maritime Organisation IMO). Wymagania zawarte w tych przewodnikach podzielone s na trzy strefy, w zalenoci gdzie odbywa si transport: Strefa A: Morze Bałtyckie, Strefa B: Morze Północne, Kanał La Manche i Morze ródziemne, Strefa C: Wody nieograniczone. Współczynniki przyspieszenia dla ładunków podczas transportu morskiego podano w tabeli 3. Tab 3. Współczynniki przyspieszenia w transporcie morskim [3] Współczynniki przyspieszenia Stefa morska Zabezpieczenie w c x wzdłunie c y poprzecznie c z pionowo w dół A kierunku wzdłunym 0,3-0,5 kierunku poprzecznym - 0,5 1,0 B kierunku wzdłunym 0,3-0,3 kierunku poprzecznym - 0,7 1,0 C kierunku wzdłunym 0,4-0,2 kierunku poprzecznym - 0,8 1,0 2. ZABEZPIECZENIE ŁADUNKU NA WAGONIE Ładunki podczas ich przemieszczania od nadawcy do odbiorcy s naraone na uszkodzenia i zmiany, które w efekcie mog obniy ich jako i warto. Z przewozem ładunków s zwizane róne czynnoci które mona sklasyfikowa jako: czynnoci wstpne tworzenie jednostek ładunkowych, ich zabezpieczanie, przyjmowanie do przewozu, odprawa i ładowanie; prace wykonywane w czasie przewozu tj. czuwanie nad bezpieczestwem ładunków, przeładunek, nadzór i kontrola stanu ładunku;

4 czynnoci wykonywane po dowiezieniu ładunków do miejsca przeznaczenia powiadomienie odbiorców o nadejciu ładunku, wyładunek, realizacja czynnoci formalnych zwizanych z przekazaniem ładunku. Ładunki, które ze wzgldu na niewielk powierzchni podparcia ładunku, swój kształt lub ciar mog uszkodzi podłog, powinny by ustawiane na podkładkach. Podkładki s wymagane, jeeli nacisk na podłog wagonu przekracza: 10 kg/cm 2 dla wagonów ze znakiem UIC, 5 kg/cm 2 dla pozostałych wagonów. Dla pojazdów drogowych przewoonych na wagonach platformach dopuszcza si nacisk 5000 kg na koło bez stosowania podkładek. Maksymalny nacisk na podłog dla samojezdnych urzdze podnonikowych wynosi: 3000 kg/koło na wagonach, 2760 kg/koło w kontenerach wielkich, przy czym minimalny odstp midzy dwiema takimi powierzchniami powinien wynosi 760 mm. Ładunki opierajce si o ciany i burty nie powinny powodowa swoim ciarem ich uszkodzenia albo prowadzi podczas transportu do powstania zagroenia dla bezpieczestwa ruchu kolejowego. Drzwi i ciany suwane, kołpaki i dachy otwierane nie mog by blokowane przez ładunek. Musi by moliwo bezpiecznego ich otwarcia. Drzwi i ciany suwane mog słuy do zabezpieczenia ładunku tylko do granicy ich wytrzymałoci. Opierajce si o nie ładunki nie mog si przemieszcza ani wywraca. Opony wagonowe słu do ochrony towaru przed wpływami atmosferycznymi. Opony nie nadaj si do zabezpieczenia ładunku. W celu ułatwienia nakładania i zdejmowania, ładunek nie moe dociska opon. Nacisk ładunków przylegajcych do kłonic (rys.1) nie moe powodowa trwałego odkształcenia kłonic ani gniazd kłonic. Wygicie kłonic w stosunku do ich pozycji pionowej w granicach luzu wynikajcego z parametrów gniazda jest dopuszczalne. W celu zapobieenia wikszym wygiciom kłonic obrotowych, przed załadunkiem wagonu, naley stosowa kliny wykonane z twardego drewna. Rys. 1. Przykład kłonicy wagonowej [2] W przypadku cylindrycznych jednostek ładunkowych (rys. 2) załadowanych w stosach lub siodłowo i przylegajcych do kłonic wkładanych powyej połowy wysokoci kłonicy naley połczy przeciwległe kłonice. Do tego celu nadaj si wizania o wytrzymałoci co najmniej 1000 dan.

5 Rys. 2. Przykład wizadła mocujcego [2] Zabezpieczenia ładunków wizadłami mocujcymi lub dociskowymi przywizywanymi do kłonic mona stosowa tylko w przypadku, gdy kłonice te s dobrze zabezpieczone przed wysuniciem. Do wizania i mocowania ładunków naley wykorzystywa piercienie mocujce, ucha lub haki ze stali o rednicy co najmniej 16 mm. Na dwóch przeciwległych punktach wizania mona mocowa ładunki o nastpujcym ciarze: na wagonach platformach do 10 t, w wagonach krytych do 5 t. Znajdujce si na wyposaeniu wagonu ucha i piercienie słuce do mocowania opon wagonowych nadaj si tylko dla ładunków o ciarze: do ok. 2 t (wizanie), do ok. 4 t (mocowanie). Jeeli w wymaganym miejscu nie ma punktów przeznaczonych na umocowanie ładunku, to mona wykorzysta w tym celu inne nadajce si czci wagonu. Nie jest jednak dopuszczalne zakładanie wiza na czciach jezdnych wagonu, elementach usprynowania, wózkach, gniazdach urzdze sygnalizacyjnych, urzdzeniach do zamykania drzwi, uchwytach, stopniach itd. Wizania nie mog opasywa urzdze cigłowych, zderzakowych i hamulcowych ani podwozia. cianki oddzielajce słu do zabezpieczenia czci ładunku. W przestrzeniach pomidzy ciankami działowymi mona zrezygnowa czciowo lub całkowicie z zabezpieczenia przed przewróceniem si ładunku w kierunku wzdłunym wagonu. W wagonach o konstrukcji standardowej mona załadowa na jedn ciank działow, tzn. do jednej komory oddzielonej ciank działow towary o masie do max. 5 t, a na dwie zaryglowane ssiednie cianki działowe ładunek o masie do 7 t. Przy takim sposobie załadunku ładunek powinien przylega do cianek na szerokoci przynajmniej 2400 mm i do wysokoci 700 mm. Muldy ładunkowe słu zasadniczo do zabezpieczenia rulonów blachy. Nadaj si one równie do załadunku takich towarów, jak np. bbny kablowe. Naley zachowywa naciski i przekroje dopuszczone dla poszczególnych muld. Urzdzenia do bocznego zabezpieczenia (ramiona mocujce) naley po załadowaniu muld ustawi w pozycji normalnej, tak aby cile przylegały do rulonów. Urzdzenia do wizania słu zwykle do zabezpieczenia rur, pniaków i tarcicy. Po za- i wyładunku rodki do wizania naley napry lub przechowywa w razie ich nieuywania w zabezpieczonym miejscu. Progi pod koła słu do zabezpieczenia pojazdów kołowych. Na powierzchni ładunkowej s one usytuowane w kierunku wzdłunym wagonu z moliwoci blokowania ich w ustalonym miejscu. W celu umocowania pojazdów powinny one cile przylega do kół. Po rozładunku naley je zabezpieczy.

6 3. RODZAJE WAGONÓW TOWAROWYCH Wagon towarowy jest to pojazd kolejowy przeznaczony do przewozu ładunków. Wagony towarowe róni si midzy sob konstrukcj nadwozia, budow układu biegowego i przystosowaniem do jazdy po torach o rónej szerokoci. Cechy te stanowi zespół parametrów okrelajcych rodzaje wagonów towarowych. Wagony dzieli si na serie według ich cech techniczno-eksploatacyjnych. W jednej serii mog znale si wagony rónych typów konstrukcyjnych, czyli budowanych według tej samej dokumentacji technicznej. Od innych serii róni si one szczegółami konstrukcyjnymi, zastosowaniem odmiennych materiałów [7]. Wagony towarowe mona podzieli według rodzajów: Wagony kryte typu normalnego - wagony o nadwoziach w postaci zamknitego pudła z drzwiami ładunkowymi oraz otworami do ładowania i wentylacji. S one przeznaczone do przewozu ładunków wraliwych na wpływy atmosferyczne: drobnicy, mebli, ładunków paletyzowanych oraz towarów, których przewiezienia w wagonie krytym wymaga nadawca. Wagony kryte typu specjalnego - wagony o nadwoziu w postaci zamknitego pudła, z rozsuwanymi cianami bocznymi bd rozsuwanymi segmentami pudła, czsto take z wewntrznymi przegrodami, s przeznaczone do przewozu drobnicy i ładunków na paletach lub w pojemnikach. Wagony wglarki typu normalnego - wagony o nadwoziu w kształcie otwartej skrzyni, z drzwiami w cianach bocznych i niekiedy z odchylnymi cianami czołowymi. Wagony te s przeznaczone do przewozu materiałów sypkich (wgiel, ruda, wir), ziemiopłodów (ziemniaki, buraki itp.), maszyn urzdze oraz innych towarów jednostkowych. Wagony wglarki typu specjalnego - wagony w postaci otwartej skrzyni z urzdzeniami do wyładunku grawitacyjnego. Wagony platformy typu normalnego - wagony o duej powierzchni ładunkowej, bez cian, z niskimi burtami i kłonicami. S przeznaczone do przewozu dłuycy (rury, profile hutnicze, drewno itp.), ładunków na paletach, maszyn itp. Wagony platformy typu specjalnego - wagony o budowie przystosowanej do przewozu kontenerów, pojazdów, szyn kolejowych i dłuycy. Wagony chłodnie - wagony o nadwoziu w postaci zamknitego szczelnego pudła, izolowanego cieplnie i z reguły wyposaonego w urzdzenia chłodzce. S przeznaczone do przewozu łatwo psujcych si produktów spoywczych i innych towarów wymagajcych przewozu w obnionej temperaturze. Wagony specjalne - o bardzo zrónicowanych nadwoziach: z otwieranym dachem, cysterny do przewozu płynów (produkty naftowe, produkty chemiczne, płynna siarka, skroplone gazy), do przewozu materiałów sypkich, oraz wagony do ładunków o przekroczonej skrajni. Dane techniczne dla wyej wymienionych rodzajów wagonów w odniesieniu do procesów ładowania i zabezpieczania ładunku zawarte s w pracy [7]. 4. DOPUSZCZALNE OBCIENIE WAGONÓW Ze wzgldu na dopuszczalny nacisk na o wagonu i dopuszczalne obcienie na metr biecy toru linie kolejowe podzielone s na kilka klas, co przedstawiono w tabeli 4. Kada kolej okrela jako nominaln klas linii, która parametrami odpowiada w znacznej czci wikszoci linii na jej sieci dopuszczonych do komunikacji midzynarodowej. Dla okrelonych przewozów, linii i rodzajów wagonów zarzdy kolejowe mog zawiera midzy sob porozumienia specjalne. W ten sam sposób mona regulowa spraw obcienia wagonów. Granica obcienia jest podana na wagonie. Właciwa granica obcienia

7 okrelona jest najnisz klas linii kolejowej znajdujcej si na drodze przewozu; granica obcienia nie moe zosta przekroczona. Tab. 4. Klasy obcienia toru [5] Kategoria linii Maksymalny nacisk na o Maksymalne obcienie na mb toru A 16 t 5,0 t/m B 1 B 2 C 1 C 2 C 3 D 1 D 2 D 3 18 t 18 t 20 t 20 t 20 t 22,5 t 22,5 t 22,5 t 5,0 t/m 6,4 t/m 7,2 t/m 8,0 t/m 6,4 t/m 7,2 t/m 8,0 t/m 5. ZASADY ROZMIESZCZENIA ŁADUNKU NA WAGONIE Ładunek naley rozmieci na wagonie w sposób równomierny (rys. 3). Nie wolno przekracza dopuszczalnego nacisku na o (lub wózek). Przy wagonach 2-osiowych stosunek obcienia jednej osi danego wagonu do drugiej osi tego wagonu nie moe by wikszy ni 2:1. Przy wagonach na wózkach stosunek obcienia jednego wózka danego wagonu do drugiego wózka tego wagonu nie moe by wikszy ni 3:1. Rys. 3. Nierównomierne i równomierne rozmieszczenie ładunku na wagonie [2] Model matematyczny na obliczenie równomiernego nacisku na o lub wózek przedstawiono w tabeli 5. Przy niejednakowym obcieniu kół stosunek obcienia kół danej osi nie moe by wikszy ni 1,25:1. Uwaa si, e wartoci graniczne dla rónic nacisku na koło danej osi wagonu s zachowane, jeeli punkt cikoci ładunku w kierunku poprzecznym wagonu nie jest przesunity wicej ni około: 10 cm przy pełnym obcieniu wagonu, 15 cm przy połowicznym obcieniu wagonu. Rys. 4. Niewłaciwe i właciwe obcienie kół danej osi w wagonie [2]

8 Tab. 5. Model na okrelenie stosunku nacisku dla wagonów towarowych [2] Wagon dwuosiowy Wagon na wózkach Warunek: Warunek: gdzie: P masa jednostki ładunkowej w tonach T masa wagonu w tonach E 1, E 2 obcienie na o w tonach a, l odległoci w metrach P + T masa całkowita w tonach gdzie: P 1, P 2, P 3 masa kadej jednostki ładunkowej w tonach T masa wagonu w tonach E 1, E 2 obcienie wózka w tonach a, b, c, l odległoci w metrach P 1 + P 2 + P 3 + T masa całkowita w tonach Model na obliczenie dopuszczalnego poza rodkowego połoenia punktu cikoci ładunku w kierunku poprzecznym wagonu przedstawia rysunek 5. Rys. 5. Model na obliczenie dopuszczalnego poza rodkowego połoenia punktu cikoci ładunku w kierunku poprzecznym wagonu [2] Na podstawie rysunku 5: Warunek:

9 gdzie: R 1, R 2 obcienie koła w tonach, E 1, E 2 obcienie na o lub wózek w tonach (obliczenia jak w przypadku 1 lub 2), T masa wagonu w tonach, P A masa jednostki ładunkowej nad rozwaan osi lub wózkiem w t = E 1, E 2 - T/2 s odległo rodka cikoci jednostki ładunkowej od rodka wagonu w kierunku poprzecznym w metrach, Q obcienie zgodne z rasterem obcie z uwzgldnieniem klasy linii w tomach M masa brutto wagonu (T+Q) PODSUMOWANIE Odpowiedzialno za stosowanie właciwych metod załadunku i zabezpieczenia towarów spoczywa na załadowcy. Na podstawie kontroli przeprowadzonych przez słuby kolejowe na polskiej sieci PKP stwierdzono, e wagony z niewłaciwie przeprowadzonym załadunkiem lub niedostatecznie zabezpieczonym ładunkiem spotykane s do czsto. Stosowanie przez przewoników właciwych metod załadunku i zabezpieczenia towarów na wagonach towarowych gwarantuje bezpieczestwo ruchu i zapobiega powstawaniu uszkodze ładunku i wagonów. BIBLIOGRAFIA 1. Loading guidelines, Section 1: Principles, UIC International Unions for Railway 2. Loading guidelines, Section 2: Goods, UIC International Unions for Railway 3. PN-EN :2004 Elementy mocujce ładunki na pojazdach drogowych - Bezpieczestwo - Cz 1: Wyliczanie sił mocujcych 4. Jakubowski L.: Technologia prac ładunkowych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa Code of Safe Practice for Cargo Srowage and Securing (CSS CODE 2011), International Maritime Organization 6. IMO/ILO/UNECE Guidelines for Packing of Cargo Transport Units (CTUs) 7. Katalog wagonów. PKP Cargo S.A., Warszawa Projekt Eureka E!6727 LOADFIX Development of the Software Web Application for Loading and Fixing Goods in Railway Freight Wagons, Politechnika Krakowska, Kraków 2012.

10 GUIDELINES FOR LOADING AND FIXING GOODS IN RAILWAY FREIGHT WAGONS Abstract The paper presents the basic conditions for loading and fixing goods in railway transport. A synthetic characteristics of types of freight wagons and their equipment associated with mounting and securing transported goods was described. Paper characterized the general rules for loading of freight wagons. Autorzy: dr in. Maciej Szkoda Politechnika Krakowska, Instytut Pojazdów Szynowych, maciek@m8.mech.pk.edu.pl, tel mgr in. Maciej Michnej Politechnika Krakowska, Instytut Pojazdów Szynowych, michnej@m8.mech.pk.edu.pl, tel Prezentowane wyniki bada zostały zrealizowane w ramach projektu EUREKA E!6726 LOADFIX dofinansowanego ze rodków Narodowego Centrum Bada i Rozwoju