Долгое время применение смешанного водно-автомобильного сообщения сдерживалось отсутствием материально-технической базы, особенно у речного транспорта в северных и северо-восточных районах страны. Крупные предприятия, имеющие выход к водным артериям страны, до появления крупногабаритных тяжеловесных грузов не были заинтересованы в строительстве капиталоемких береговых сооружений. В настоящее время положение меняется. Смешанное водно-автомобильное сообщение получает более широкое распространение по сравнению с железнодорожным транспортом не только в связи с возможностью перевозки грузов большей массы, но и в связи с тем, что водные виды транспорта имеют широкий арсенал перегрузочных средств большой и особо большой грузоподъемности (краны 300, 400, 600, 1200 т типов «Богатырь», «Судоподъем», «Витязь» и др.). Кроме того, появление судов река — море и судов с горизонтальной погрузкой (РО—ФЛОУ, РО—РО) со специальной аппарелью и перегрузочными кранами позволяет упростить отдельные технологические процессы и широко применять прогрессивную технологию «на плаву» или на штатных специальных понтонах, при наличии в трюмах судов балласта. Широко используются и понтоны смешанного плавания, и баржи-площадки. Поэтому ряд крупных предприятий страны построил причалы и порты и оборудовал их соответствующей перегрузочной техникой для гюгрузочно-разгрузочных работ с крупногабаритными тяжеловесными грузами.

Примером могут служить промышленные порты: машиностроительных заводов «Петрозаводскхиммаш» на Онежском озере и «Дзержинскхиммаш» на р. Оке, Камского автомобильного завода г. Набережные Челны на р. Каме, нефтехимкомбинатов а г. Нижнекамске на р. Каме и в г. Тобольске на р. Ир-1ыше, завода атомного машиностроения «Атоммаш» в г. Волгодонске на берегу Цимлянского водохранилища и др.

По данным Института комплексных транспортных проблем, на долю железнодорожного транспорта приходилось около 90% всех перевозок КТГ в 1985 г., а в перспективе предполагается уменьшить их долю до 45%, переключив 35% перевозок на смешанные водно-автомобильные, до 15% на прямые автомобильные и до 5 % па воздушные.

Кроме того, в связи с повышением массы и габаритов грузов, крайне необходимых народному хозяйству, ведутся поиски но1 нетрадиционных видов транспорта и средств для перевозки , Специалистами называется возможность применения дирижаблей. Кстати, причиной возврата к дирижаблям после их забвения послужила, в частности, проблема доставки и монта»-жа крупногабаритных грузов, особенно в труднодоступные районы. Но в настоящее время возможность применения дирижаблей ограничивается их малой грузоподъемностью (до 16…25 т), но без ограничения габаритов груза при внешней подвеске. Для районов с отсутствием традиционных видов транспорта и со специфическими условиями (районы вечной мерзлоты, болота, пустыни и т. д.) во всем мире ведутся работы по изготовлению нетрадиционных транспортных средств большой грузоподъемности (на воздушной подушке, термолыжи, пневмокатки, многоопорные сани и др.).

Опыт доставки отдельных КТГ показал, что перевозка по железной дороге не всегда выгоднее смешанного водно-автомобильного сообщения.

Например, стоимость железнодорожной перевозки атомного реактора с учетом работ по приварке и последующему демонтажу транспортной обечайки и оснастки составляет 125 тыс. руб., а стоимость перевозки того же реактора в смешанном водно-автомобильном сообщении, где исключены подготовительные операции,— 80…100 тыс. руб. Таким образом, стоимость перевозки атомного реактора с «Атоммаша» для Запорожской атомной электростанции в смешанном водно-автомобильном сообщении оказалась на 19,4 % ниже, чем по железной дороге, на 28 сут уменьшился срок подготовки груза к перевозке и самой перевозки, сократилась трудоемкость монтажных работ.

Ограничения каждого вида транспорта прямо связаны с его техническими особенностями, особенностями транспортных сетей II соответственно особенностями подвижного состава.

Острота проблемы регулярных перевозок КТГ на различных видах транспорта стала ощутимой по мере увеличения массы л габаритов выпускаемого промышленного оборудования. На водных видах транспорта, особенно на морском, ограничения, связанные с перевозками тяжеловесных и крупногабаритных грузов, позволяют осуществлять транспортировку подобного оборудования без особых принципиальных изменений в способах перевозки и конструкциях грузовых судов.

Крупногабаритный тяжеловесный груз может быть размещен в трюме, твиндеке или на палубе судна в зависимости от конкретного груза. КТГ в большинстве своем имеют большой погрузочный объем, и при этом очень плохо используется грузоподъемность судна, иногда только на 18…25%. В связи с этим большинство КТГ в основном размещают в трюмах поверх других грузов, в твиндеках при достаточной высоте последних и соответствующих размерах грузовых люков и на палубе. При этом надо отметить, что наибольшие грузовые люки на судах грузоподъемностью около 2500 т имеют следующие размеры: в длину более 12,0 м и в ширину около 6,5 м, а суда с более высокой грузоподъемностью, например головное судно серии «Муром» при грузоподъемности 11 000 т, имеют длину одного из грузовых люков 25,9 м и ширину 11,0 м. При размещении KTI на палубах судов учитывается давление груза на палубу, чтобы не допустить ее просадки. Если давление груза превышает допустимую нагрузку на палубу (150…170 МПа), то его погрузка и закрепление на судне могут осуществляться только после установки под ним подпалубных креплений. Следовательно, масса и габариты КТГ, перевозимых морским флотом, не ограничивают перевозки этим видом транспорта.

Таким образом, можно сделать вывод, что на речном транспорте допускаются теоретически перевозки грузов любой массы (из существующего сейчас ряда КТГ). Основными факторами, ограничивающими перевозку КТГ по внутренним водным путям, являются габариты последних.

На речном транспорте существуют индивидуальные условия судового хода, которые, кроме основных показателей, определяются параметрами мостов и шлюзов. Следовательно, конкретные условия перевозки влияют на возможность провоза груза данных габаритов и массы.

По правилам перевозки при проходе мостов должен быть запас над верхней точкой груза не менее 0,5 м. Наиболее жестким ограничением является габарит шлюзов. Исходя из этого можно считать, что речной транспорт теоретически не ограничивает массы груза и разрешает перевозку его с предельной шириной 29 м, длиной 290 м и высотой 15,6 м (по результатам анализа габаритов речных шлюзов).

Воздушный транспорт не является рентабельным для большинства грузовых перевозок. Однако для доставки и монтажа в особых условиях, в том числе и в условиях бездорожья, отдельной номенклатуры грузов, например орбитальных космических кораблей многоразового использования, блоков ракеты-носителя «Энергия», изделий для нефтяников и газодобытчиков, горняков и энергетиков, создано семейство сверхтяжелого подвижного состава воздушного транспорта. Возможности сверхтяжелых транспортных самолетов уникальны — масса перевозимых грузов может быть до 250 т, а габариты при перевозке груза снаружи фюзеляжа, т. е. на «спине», могут достигать 70 м длины и 10 м диаметра. Более шороко могли бы в отдельных случаях применяться вертолеты, не ограничивающие габаритов груза, но ограничивающие общую массу перемещаемого груза до 30 т для спаренных вертолетов.

На железнодорожном транспорте предельная масса КТГ ограничена 500 т (в составы поездов разрешается включать груженые транспортеры грузоподъемностью до 300 т, а порядок следования транспортеров большей грузоподъемности устанавливается специально издаваемыми техническими условиями или отдельными указаниями).

Наиболее жестким лимитом являются грузоподъемность и габариты железнодорожных мостов, многие из которых построены в конце прошлого века (8 тыс. мостов построены в 1884— 1896 гг.); 60% мостов страны деревянные, не допускающие высоких нагрузок.

Надо иметь в виду также, что транспортирование отдельных КТГ по железной дороге требует уменьшения скорости движения, закрытия движения по второму пути и т. д., что ведет не только к потере провозной способности, но и к сбою в расписании движения. Технология же работы железной дороги имеет такую особенность, что сбой на одном участке может отрицательно сказаться на сети большой протяженности.

Эти показатели практически парализуют железную дорогу, лишая ее возможности маневрирования и резерва Кроме того, по условиям перевозки отдельных КТГ, например, парогенераторов для АЭС, нужен отдельный состав для обеспечения безопасности.

Выпуск более мощного оборудования, увеличение его массы и габаритов не соответствуют в настоящее время возможностям железнодорожного транспорта по перевозке КТГ.

Автомобильный транспорт имеет более широкие возможности по перевозкам КТГ по сравнению с железнодорожным. Для упорядочения организации подобных перевозок были разработаны документы но перевозке крупногабаритных и тяжеловесных грузов автомобильным транспортом. Кроме тою, существуют другие нормативные документы, такие как строительные нормы и правила на автомобильные дороги, мосты и трубы, которые позволяют сделать вывод, что более жесткие ограничения предъявляются к массе перевозимых КТГ, в то время как габариты подобных грузов регламентируются не столь однозначно. Надо отметить, что на автомобильном транспорте ограничения по массе перевозимого груза более значительны по сравнению с другими видами транспорта, что связано прежде всего с ограничениями на искусственные дорожные сооружения (в частности, мосты).

Однако при этом специфика автомобильного транспорта и его дорог позволяет применить целый арсенал средств для рас-, ширения ограничений, например временные объезды или реконструкции дорог, мостов, местное усиление дорожного по-1 лотна, разнообразные технологии провоза КТГ по искусственному сооружению, например, с отцепкой тягача и «протаскиванием» полуприцепа с грузом и т. п.

Большой резерв в увеличении возможной провозимой массы по автомобильным дорогам заложен и в новых принципах движителей, а также в применении модульных транся портных средств.

При этом в качестве пространства автомобильной дороги, занимаемого транспортный средством с грузом, принимается не ширина полосы движения, а всей проезжей части, что допустимо в определенных ситуациях при перевозках КТГ. При этом имеется в виду, что отсутствуют дополнительные затраты па реконструкцию дорог и придорожных строений. Было принято, что груз представляет собой жесткую неделимую конструкцию и в плане имеет форму прямоугольника, одна сторона которого равна 4,28 м, что соответствует математическому ожиданию генеральной совокупности ширины оборудования высокой степени заводской готовности, полученной при обработке оольшой номенклатуры грузов на ЭВМ, а другая неизвестна, но не менее 21,3 м. Наибольшая разрешенная длина автопоезда равна 24 м, что за минусом длины кабин и сцепки (примерно 2,7 м) Дае1 длину груза, перевозимого па автотранспортном средстве без ограничений, равную 21,3 м.

Ширина проезжей части и наименьший радиус кривой в плане автодороги соответствуют СНиП 2.05.02-85.

Расчет показал, что допустимая длина КТГ связана с категорией автомобильной дороги, т. е. длина груза может быть для дорог I категории в пределах 180 м, II — 145, III —120, IV — 100 и V —45 м.

Ширина проезжей части наиболее распространенной III категории автомобильных дорог составляет 7 м, что обеспечивает проезд большинства (85%) КТГ.

Высота грузов лимитируется нежестко высотой подвески контактно-кабельных сетей, так как на время провоза КТГ производится «вывешивание» (подъем) сетей специальными службами, но жестко — высотой искусственных сооружений. Жесткое ограничение высоты снимается в результате строительства объезда или провозом груза по альтернативному маршруту. Для оценки различных вариантов перевозки возникает необходимость создания единых принципов классификации ограничений по видам транспорта.

В связи с отсутствием тесноты связей между параметрами классификацию грузов целесообразно построить-, отдельно по каждому признаку.

Масса КТГ имеет очень большой диапазон значений. В связи с этим возникает задача определения массы груза, по которой следует относить данный груз к категории тяжеловесных на различных видах транспорта, причем без привязки конкретного груза к его конкретному транспортному средству -на автомобильном транспорте вообще нельзя установить нижний предел по массе, так как по условиям безопасности ограничивается общая фактическая масса груза в транспортном положении.

Для дорог I—III категорий автопоезд в составе автомобиля-тягача КрАЗ-260 и полуприцепа ЧМЭАП-5523 имеет полную массу 52,0 т, что позволяет перевозить груз массой до 29,25 г («30,0 т) в полном соответствии с техническими характеристиками этих транспортных средств. Для общей сети дорог автопоезд в составе автомобиля-тягача КамАЗ-53212 и прицепа ГКБ-8352 составляет полную массу 32,425 т, что не превышает допустимых норм для транспортных средств этой группы при перевозке груза массой 20 т.

Следовательно, масса груза до 20 т может перевозиться по всем категориям дорог без ограничений, а для грузов до 30 т в зависимости от категорий дорог нужна проверка по ограничениям. Несмотря на такое ограничение массы груза, на подвижном составе автомобильного транспорта перевозят грузы наибольшей массы.

На железной дороге минимальное значение массы груза, не требующее особых мер при перевозке, может исчисляться по стандартной грузоподъемности железнодорожной платформы (примерно 60 т). Как было отмечено выше, установлена максимальная грузоподъемность транспортеров сочлененного типа в 500 т. Дальнейшее увеличение массы груза (кроме возможно отдельной номенклатуры трансформаторов) на железной дороге мало реально из-за дополнительной сложности перевозочного процесса, значительных капитальных затрат на реконструкцию путей и создания дорогого и сложного специализированного подвижного состава.

На речном транспорте минимальную массу перевозимых грузов можно установить исходя из классов водных путей, на которые разделяются внутренние водные пути. Каждый последующий класс водных путей имеет меньшие габариты судового хода, чем предыдущий, а следовательно, меньшую возможную грузоподъемность по осадке судна.

На морском флоте практически нет жестких ограничении, поэтому в дальнейшем в расчет брать их нецелесообразно, также как и ограничения на воздушном транспорте, имеющего на сегодня узкое, специфическое применение.

Исходя из вышеизложенного можно предложить классификацию тяжеловесных грузов по массе по основным видам транспорта.

Тяжеловесные грузы, как правило, являются крупногабаритными, но не всегда крупногабаритные грузы бывают тяжеловесными. Поэтому необходима отдельная классификация по габаритам, независимо от массы грузов.

Стандартная длина расчетного вагона на железнодорожном транспорте составляет 24 м, т. е. все грузы длиной до 24 м перевозят по железным дорогам без ограничений. Максимальная длина груза, перевозимого на сцепах железнодорожных платформ, определяется из расчетной негабаритное», которая зависит не только от длины, но и от ширины груза. В практике перевозок КТГ железнодорожным транспортом страны имеется опыт использования в качестве подвижного состава максимум трех платформ в сцепе. При этом возможны два варианта установки: на одной платформе с двумя платформами прикрытия и на двух крайних платформах с промежуточной платформой. Турникеты, поддерживающие груз, должны располагаться в середине базы платформы в случае двух грузонесущих платформ или в середине базы крайних тележек платформы в случае одной грузонесущей платформы.

Расчетная негабаритность определяется по смещению конца груза наружу кривой и по смещению центра груза внутрь кривой. Сумма смещения груза наружу или внутрь кривой и фактического габарита груза дает искомую негабаритность, которую сравнивают с допустимыми степенями боковой и верхней негабаоитности.

Отсюда следует, что грузы длиной 34,0…290,0 м не всегда могут транспортироваться на плаву по внутренним водным путям страны из-за вида шлюзов, а грузы длиной до 34,0 м транспортируются на плаву без ограничений.

Исходя из вышеизложенного можно . составить следующую классификацию длинномерных (крупногабаритных по длине) грузов, перевозимых различными видами транспорта

Согласно Инструкции при перевозках грузов на автомобильном транспорте транспортное средство с грузом или без груза считается крупногабаритным, если его размер по ширине превышает 2,5 м. Исходя из этого условия можно определить нижнюю границу по ширине грузов, считая, что любой! груз шириной более 2,5 м является крупногабаритным. Существенным лимитирующим ширину грузов фактором является ограниченная ширина проезжей части автомобильной дороги, которая зависит от категории дороги и колеблется от 4,5 до 7,5 м. Таким образом, грузы шириной более 4,5; 6,0; 7,0 и 7,5 м в зависимости от категории существующих дорог потребуют дополнительных затрат на расширение дорожного полотна. Большинство (85%) грузов имеет ширину менее 7,0 м, а больше половины грузов — ширину менее 4,5 м.

На железнодорожном транспорте допускается наибольшая ширина груза, равная 4,48 м при расположении груза на высоте 1,23…2,8 м от верха головки рельса и 6-й степени боковой негабаритное™. Поэтому грузы, имеющие габарит по ширине, превышающий 4,48 м, не должны перевозиться по железным дорогам общей сети.

Исходя из вышеизложенного можно предложить следующую классификацию крупногабаритных грузов по ширине.

Классификация крупногабаритных грузов по высоте может быть представлена следующим образом.

Следовательно, применение того или иного вида транспорта зависит от физической возможности провоза КТГ па данном виде транспорта.

Но при альтернативных вариантах необходим комплексный подход к выбору вида сообщения с учетом ряда условий. По каждому варианту рассматриваются мероприятия по преодолению отдельных ограничений па каждом виде транспорта и дается оценка работ по стоимости или времени проведения этих мероприятий.

Для задач подобного типа может быть применен математаческий аппарат комбинаторного планирования. Ставится следующая задача: для изменения ограничений имеется N возможных видов работ Ри Р2,…, Рп, каждая из которых может либо выполняться, либо не выполняться. На выполнение каждого вида работ требуются определенные затраты А ресурсов. Здесь имеется проблема выбора, так как каждый вид работ

План называется насыщенным, если является допустимым или включение любого другого предложения в данный план превращает его в недопустимый.

Опорный план строят из условий, что остаток ресурса, появляющийся на каждом шаге, распределяется между емкими работами, ближайшими по ранжиру.

Для каждого насыщенного плана вычисляют его эффективность.

Во многих задачах по изменению ограничений имеется несколько ресурсов.

Основная идея метода точных планов при нескольких ограничениях ресурсов состоит в последовательном применении алгоритма плотной перестройки последовательно к каждому ресурсу.

Этот метод имеет ряд недостатков, особенно проявляющихся при наличии факторов, которые не поддаются математической формализации.

Метод близких планов, разработанный в МАДИ, свободен от этих недостатков. Первой предпосылкой метода близких планов является приблизительность сметного планирования и возможность маневрирования ресурсами. В свете возможного маневра ресурсами планы, не намного превышающие лимиты по некоторым ресурсам, можно считать допустимыми. Метод вместо одного оптимального точного плана дает для анализа несколько близких планов, что важно для принятия решений в конкретных ситуациях.

Спецтяжавтотранса. На основе исходных данных была сформирована матрица, расчет которой дал следующий результат.

Альтернативными для принятия решения можно считать варианты Х2, и Х6. Но поскольку перевозку лимитировало время, был выбран вариант Х6.

Для смешанного варианта перевозок задача усложняется еще и тем, что при переходе с подвижного состава одного вида транспорта на другой выполняются погрузочно-разгрузочные работы, стоимость которых достаточно велика, а время иногда сопоставимо с временем перевозки. Число переходов с одного вида транспорта на другой зависит от географических условий, возможностей транспортирующей организации, наличия транспортных путей и т. п., а также экономичности транспортных операций и возможности сокращения времени транспортирования.

Если применение мероприятий предварительно не предусмотренных проектом перевозок дает увеличение времени (но в пределах допустимого) при уменьшении затрат, то полученная точка на рис. 4 может стать новым решением. При увеличении реального времени перевозки происходит увеличение затрат. Например, если КТГ подается на монтажную площадку с опозданием, то возникают потери от простоя монтажных бригад, нарушения технологии строительства и, как следствие, сверхнормативные затраты на перевозку.

Надо учитывать также и то, что крупногабаритное тяжеловесное оборудование часто устанавливается одним из первых па строительной площадке, т. е. лежит на «критическом пути» сетевого монтажного графика, а следовательно, и лимитирует общий ход строительства.

Сокращение базового времени до Tmin (например, в ре зультате применения более тыс.руб. скоростного вида транспорта или транспортного средства) приводит к увеличению стоимости. Так, перевозка более дешевым водным транспортом, как правило, дольше, чем автомобильным.

Например, автомобильные дороги закрыты для перевозки КТГ в весеннюю и осеннюю распутицу.

Аналогично можно определить целесообразность смешанного сообщения по времени доставки с учетом времени перегрузочных работ.

Если из точки отложить прямую с углом наклона а (перевозка автомобильным транспортом), то отрезок 4…4’ покажет выигрыш от использования более дешевого железнодорожного транспорта.

Однако, как показывает практика перевозки КТГ, необходимо учитывать затраты, связанные с возможностью переоборудования пункта перегрузки, так как условия перегрузки таких грузов не всегда соответствуют организации этих сложных работ.

Например, при перевозке оборудования массой 30… 170 т, длиной 12…18 м, шириной 4,0…4,8 м и высотой 4…4,8 м из г. Дзержинска до нефтяного месторождения в г. Тенгизе возможны были четыре варианта перевозки в смешанном сообщении:
1) г. Дзержинск — г. Гурьев (1286 км речным транспортом)— г. ‘Генгиз (221 км автомобильным транспортом);
2) г. Дзержинск — г. Гурьев (1286 км речным транспортом)— г. Тенгиз (235 км железнодорожным транспортом);
3) г. Дзержинск — г. Гурьев (1286 км речным транспортом)‘— г. Доссор- (128 км автомобильным транспортом) — г. Макат — г. Тенгиз (105 км железнодорожным транспортом);
4) г. Дзержинск — порт Шевченко (1176 км речным транспортом) — г. Тенгиз (625 км железнодорожным транспортом с доставкой груза из порта на железную дорогу автомобильным транспортом).