货运过程是由很多个环节构成的,总的来说可以将货运过程分为两个子过程——商务过程以及货物实际运输过程。这两个子过程又分别包含多个环节,这些环节有机结合构成了货运过程,如图4-1所示。商务过程指的是在进行实际货物运输过程前的一系列相关活动,如货主和运输方的接洽、谈判以及相关合同、协议的签订等。货物装载、货物加固、货物运输以及货物卸载构成了货运过程的物理过程——实际货物运输过程。货物装载是运输过程中的第一个环节,在装载完毕之后需要用相应的工具对货物进行加固,以保障货物运输过程的安全。在装载完毕之后就开始了货物运输环节,一般而言这个环节是货物运输过程的主要环节,占据了货物运输过程中绝大部分的时间。在到达货运目的地,完成货物运输过程最后一个过程——货物卸载之后,货运过程结束。在货运过程中,商务过程一般发生在货物实际运输过程之前,是货物实际运输过程的前提;货物实际运输过程则是货运过程的实施环节,决定了货运过程最终成功与否。
图4-1 货运过程
在整个货运过程中,实际货物运输过程与货运安全密切相关,因此,本章将对实际货物运输过程中的货物装载、货物加固、货物运输以及货物卸载四个过程进行详细阐述,分析这几个环节的特点。由于货物的装载和卸载是性质相同的活动,因此在以下分析过程中将货物的装载与卸载环节统称为货物的装卸环节。
货物装卸环节
货物装卸指的是在运输环节开始之前将货物从存储点装载到运输工具上以及在运输环节结束、到达目的地之后将货物从运输工具上卸载下来的两个过程。处于货物运输过程始末的装货作业和卸货作业,是货物运输必不可少的重要环节。货物装卸作业对货运效率、货运速度、货运安全都有非常重要的影响,因此有必要对货运的装卸环节进行详细的阐述与分析。
货物装卸方式经历了从人力装卸到半机械化、机械化装卸的过程。人力装卸和以人力并利用简单工具进行的装卸延续了相当漫长的时间,至今仍有应用,对于很多轻、小型货物,人力装卸仍然是主要的装卸方式。但是随着货运的发展,尤其是以集装箱为单位国际货运等特殊的货运类型的出现,要求各种运输方式日益紧密相结合。另外超大、超长、超重的特种货物的运输也是普遍存在的,对于这类货物的运输而言,人力装卸已经不能适应要求,必须要借助专业工具的帮助,于是在货物运输中实现机械装卸的要求日益迫切。
作为实际货物运输过程的环节之一,货物在装卸过程中需要遵守相应的操作规程和安全要求,以保证货物完好,为货运安全奠定良好的基础,具体来说需要做到以下几点:
①在选取运输工具的尺寸时,需要将货物的特征(种类、性质、形态等)考虑在内,充分利用运输工具的额定载重量和容积。
②有包装的货件,包装要符合有关部门规定的标准,要装载要均匀,捆扎牢固。
③不同货件混装时,避免重件压轻件、大件压小件、固体包件压液体包件。
④货物性质相排斥的件货不混装。危险品不与其他货物混装,严格按照有关规定进行装卸。
如上所述,货物的装卸方式基本上可以分为人力装卸和机械装卸两种。人力装卸是指作业人员以肩扛背负等办法和使用简单工具进行装卸作业。这种方式的作业,设备投资少,灵活方便,对零星货物和装卸点多的运输业务有较强的适应性。通常用于缺乏装卸机械情况下的件货和颗粒状货物等的装卸。人力装卸效率低,费用高,货损货差多,工人劳动强度大,占用劳动力多。机械装卸是指作业人员使用装卸机械和设施进行装卸作业。装卸过程中需要使用的机械、设施以及工具主要以下几类:
①集装箱和托盘(货板)装卸机械。有集装箱装卸桥、门式或轮胎式起重机、跨车和大型叉车等,还有集装箱运输车自备的装卸机。装卸托盘货物的主要机械是叉车和装托盘机。叉车种类多样,配上属具,用途广泛,是车站和仓库重点配备的机械之一。装托盘机是简化了的小型叉车,适宜于仓库和车厢内装卸和码垛作业。
②利于装卸作业的各种找平装置。使站台与运输工具地板保持在同一水平高度的找平装置,主要有两种:第一种为举升平台,分为固定式和移动式两种。固定式举升平台多装在站台前,举升能力大,有些可举升如汽车等运输工具,举升高度范围大,可从几厘米到数米。移动式举升平台外廓尺寸比较小,举升能力也不大,一般用人工移动。第二种是运输工具与站台的连接装置。这是起连接桥作用的跳板之类的装置,也分固定式和移动式两种。移动式的通常采用简单的搭板或可折叠的铰接式跳板。固定式的大都固定在站台的前端,有的不用时垂直挂着,使用时才支撑起来;有的用锁止机构嵌在站台上,不用时与站台等平,运输工具靠近时才自动支撑起来,并借助配重、弹簧或液压装置来调节高度,以使其与运输工具高度相适应。
③各种吊装工具及索具等。对于一些大吨位的货物以及特种货物,其装卸过程单依靠人力是无法完成的,必须要借助相应的工具,典型的情况如港口的装卸作业,其作业对象多为集装箱以及大型货物。典型的吊装工具如吊装带、吊网、吊装绳以及配套的索具等。
货物加固环节
加固是货运过程中的一个重要的、必不可少的环节,没有这个环节将无法保证货物的安全,这是由货运过程的特点决定的。下面分别从公路运输、铁路运输以及海运三种运输方式运输过程中的特点来阐述货物加固环节的必要性。
(1)公路货运
公路货运的运输工具是汽车,汽车在行驶中的每个环节,比如起步、刹车、转弯、上下坡,都会使运载的货物在惯性作用下产生移动,从而导致货物丢失或损坏,严重时还会引发交通事故,造成人员伤亡。所以在装载时,要根据物理学的知识,对货物进行正确的摆放、合理的捆扎,使各方面受力均匀,因此在货物运输开始前必须要对货物进行加固,以保证货物在运输中不发生散落、倾倒等现象而导致事故发生。
在运输过程中,货物对外会产生四种作用力:①汽车行驶过程中在突然刹车时,如果货物没有加固或加固不牢的话就会在惯性的作用下向前继续运动,形成向前的冲力;②当汽车拐弯时,货物会有一个向外的离心力;③当运载工具起动时,所载货物有一个向后的作用力;④在垂直方向上,由于颠簸,所载货物会产生一个向上或向下的作用力。阻挡这些作用力,必须使所载货物与承载面有足够的摩擦力。如果不依靠外界的力量,光靠由货物自重所产生的摩擦力是远远不够的。因此必须通过货物加固环节对货物进行加固以使货物与承载面有足够的摩擦力,从而避免货物在运输过程中在汽车内滑动。
铁路运输过程中列车所受到的力与公路运输中汽车所受到的力相似,具体来说列车在运行中,由于启动、制动、停车、调车、通过曲线及坡道时速度及方向的变化会产生相应的力,这些方向不同的力单独或同时作用在车辆上,会使车辆所装载的货物产生不同方向的位移,破坏车辆均衡,或造成车辆偏载倾覆,或使货物坠落,或超出机车车辆限界,打坏其它行车设备,造成重大事故。因此加固环节在铁路运输过程中同样十分重要。
(2)海运
船舶在海上航行过程中在风、浪等外力的作用下,会产生横摇、纵摇、起伏等形式的运动,这三种运动的合成运动会影响船舶稳定性,进而影响货物运输。船舶摇摆程度的强弱主要由波浪的性质、航向、航速、受风面积及船舶稳定性等因素决定。在海运的过程中,货物主要受到以下几种作用力的影响:
①货物自重
当船舶处于静止正浮状态时,装于船上的货物除了本身的自重外,没有其他外力的作用。这时货物对甲板产生正压力,甲板对货物产生支撑力,只要甲板有足够的强度予以支撑,则两力平衡,货物就静止不动。
②摩擦力
当船舶发生纵倾和横倾时,货物自重分别可分解为垂直于甲板的分力和平行于甲板的分力。垂直于甲板的正压力与甲板的支撑力平衡,而平行于甲板的分力则分别使货物沿甲板作纵向和横向水平运动,当货物有移动趋势或发生移动时,货物与甲板间又产生了磨擦力,它们分别阻止货物做纵向或横向水平运动。如果货物的纵向和横向的水平分力分别大于相应的摩擦力,则货物将沿甲板发生位移。
③船舶摇摆所产生的货物惯性力
由于船舶摇摆所引起的货物惯性力的大小与船舶摇摆周期和摆幅的大小有关,惯性力亦可分解为垂直分力及纵向和横向的水平分力。?
④货物的离心力
由于波浪运动使货物产生的离心力的大小与波浪的周期及波高有关,同样,货件所受离心力也可以分解为垂直分力及纵向和横向的水平分力。
⑤风压力
甲板上的重大件货物还受到风压力的作用。风压力的大小等于货件受风面积与单位计算风压的乘积。风压只有纵向和横向的水平分力。
船舶航行过程中受到以上几个力的作用,由于这几个力在水平方向和垂直方向都能够产生分力,因此船舶在水平方向和垂直方向都受到力的作用,所受力分别为以上几个力在水平方向与垂直方向分力的合力。此外,虽然海运过程中的货物一般比较重,货物向上跳动的可能性较小,但波浪冲上甲板或直接冲击货物时,也可能促使货物向上跳动,货物所受的水平力则可以使货物沿甲板移动。货物自重越大,货物的重力及其与甲板产生的摩擦力就越能阻止货物在甲板上的移动。因此,对货物特别是重大件货物进行加固的目的主要是防止货物在甲板上的水平移动。
除此之外,货物在海运过程中还受到以下几种力的作用:
①二次冲击
对于超高、超宽、超长货柜来说,在船舶横摇时可能造成“二次冲击”。船舶横摇一次,整个甲板面就左右倾斜一次。当倾斜角度>l5°时,原先静止的货物就会出现自然的移动。由于受加速度的影响,很多装在集装箱内的货物,往往不到l5°的倾斜角就开始松动滑移。船舶的横摇是往复式的,反复摇摆使箱中货物之间的间隙以及货物与箱壁之间的间隙出现明显的变化。间隙变得愈大,货物对箱的冲击力愈大,横摇的现象愈持久,货物对货物,货物对箱壁的冲力愈严重。有关专家将陆上运输中外力直接作用在货物上的冲击力称为“一次冲击”,而把海上船舶横摇时的货物对货物,货物对箱壁的冲击力叫做“二次冲击”。
②谐振
当船舶横摇周期和波浪周期接近整倍数时,随着船舶摇摆,横摇角愈摇愈大,此种运动称谐振运动。船舶遭遇纵摇时,也可能发生纵摇谐振,此时如纵摇激烈,就会出现甲板上浪和严重拍底现象,船舶无论遇到横摇谐振或纵摇谐振,均意味着面临严重危险,必须及时采取措施。谐振现象使船舶的振动达到最大值,这种振动必然对货物产生最大的作用力,导致加固索具面临最大的承受力。
③扭力
很多情况下,船舶在风浪肆虐的海上航行,既有横摇又有纵摇,这种横摇与纵摇的混合现象,被称之为“海上推磨”。横摇与纵摇轮番作用,交错出现,将产生一种不规则的扭力。扭力作用于货物尤其是重大货物时,会造成紊乱震动,会对货物的固定系紧索具产生直接的撕抽拉拽影响。
综上所述,货物加固环节所要达到的目的是使货物均衡、稳定、合理地分布在运输工具地板上,不偏载,不集重、偏重;能够经受正常运输作业以及运输工具运行中所产生各种力的作用,在运输全过程中,不发生移动、滚动、倾覆、倒塌或坠落等情况。
货物运输环节
货物运输是货运过程中的主要环节,占据了货运过程中大部分的时间,下面将以公路运输为例,通过分析货物在运输过程中产生的各种力来详细阐述货物运输过程的特性。
(1)汽车振动造成货物起离和互相挤压冲击
汽车在运行过程中的振动,一般情况下,对运输货物不会有多大危害。但货物没有充分固定时,可造成货物包装件之间的反复冲击。车厢底板好比振动台,最底层货物受到大于荷载重量的反复周期性压力,中间几层货物包装之间因互相挤压造成冲击,最高一层货物在车辆运行中常发生“起离”现象,使包装内物品经受着反复冲击。汽车振动频率常在100Hz之内,如果包装件的固有频率与汽车振动频率相同或接近时,货物就会因共振造成破坏。
(2)汽车紧急制动时的惯性造成货物向前碰撞和倾倒
汽车急速停止时,由于惯性会产生车轮抱死拖带和侧滑,车上的货物也由于惯性造成撞击碰撞。汽车在干燥水平柏油路上最大制动减速度可达7.5~8米/秒2,在这种情况下,轻则导致货物由于撞击而损伤,重则导致恶性货运事故。在所运货物是如建筑用模具之类的质量较大的货物时,若是在装载时没有妥当的捆绑加固,由于汽车紧急制动所产生的惯性甚至足够使货物将驾驶室削掉,这种事故也是时有发生的。
(3)汽车加速、减速时的冲击力变化造成货物冲击
汽车骤然加速时,会产生巨大的冲击力,同时产生方向相反、力量相同的反冲力,造成货物冲击碰撞,向后倾倒,甚至跌落在道路上。汽车突然减速时,货物则会向前撞击或倾倒,这种撞击、倾倒也是造成货运安全事故的原因之一。
(4)汽车发生撞击或在坑洼中颠簸时的巨大冲击力造成货物碰撞
这种冲击力与汽车行驶速度和汽车总重量成正比,车速越快,重量越大,在一定作用时间内,冲击力也越大,这时货物所受到的平面冲击力,比跌落时所受到的垂直冲击力还要大。若是货物捆绑加固不当则很容易发生货运事故。
(5)汽车紧急转弯时的向、离心力造成货物冲击跌落
汽车在转弯时由于汽车重力和地面对汽车的压力的合力产生一种向心力,使汽车连同装载货物向圆心一方偏倾。另一方面,在产生向心力的同时,又产生大小相等,方向相反,又不能互相平衡的作用力——离心力,当上层货物捆绑松懈时,货物可由于离心力的作用向圆周之外飞掷坠落。汽车转弯时,汽车速度越大,转弯半径越小,货物受到的冲击也越严重。
(6)汽车轻载运输时的高振动力造成货物振动、冲击加剧
汽车的减振,缓冲作用主要决定于悬架装置,当悬架刚度一定时,悬架上载荷越大,则悬架垂直变形越大,而自振频率越低,故空车或轻载时的车身自振频率要比满载行驶时高得多。同时,由于货物未装满,不便于捆绑固定,也加剧了货物的振动和冲击。
(7)货物装载重心不平衡,加剧汽车的摆振,造成货物破损
汽车在坡道行驶时,作用在前后车轮的垂直反力要发生变化,上坡时前轮垂直反力变小,路面附着力也减小,前轮又是转向轮,行驶方向不易控制;下坡时则后轮垂直反力变小,路面附着力也减小,后轮是驱动轮,牵引力即受到影响,因此重心较高的汽车很容易失去纵向稳定性。此外,还有前后重心不平衡、左右重心不平衡、牵引车和挂车重心不平衡等,都可造成汽车摇摆和振动加剧。
以上几种力是货运过程中会导致货物移动的原因,在货物运输过程中应该充分考虑到以上几种力的存在,采取相应的措施来保证货运安全。 |