畢 凱，李瑞淳

（長春軌道客車股份有限公司 鐵路客車開發(fā)部，吉林長春130062）

出口澳大利亞雙層動(dòng)車組是澳大利亞新南威爾士州政府為更新悉尼市現(xiàn)有車輛而啟動(dòng)的雙層客車采購項(xiàng)目。出口澳大利亞雙層動(dòng)車組在現(xiàn)有悉尼運(yùn)行的千禧年雙層動(dòng)車組基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)，由澳大利亞Downer EDI Rail公司設(shè)計(jì)，長春軌道客車股份有限公司負(fù)責(zé)該項(xiàng)目中的車輛內(nèi)裝、車體鋼結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)向架等整車制造80%以上的任務(wù)量。澳大利亞雙層動(dòng)車組編組型式為4動(dòng)4拖8輛編組，最高運(yùn)行速度是130km／h，列車設(shè)計(jì)壽命為35年。

作為旅客界面，內(nèi)裝部分一直受到旅客及運(yùn)用部門的關(guān)注，澳大利亞雙層動(dòng)車組內(nèi)裝尤其如此，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與材料的應(yīng)用，不僅反映了澳大利亞的文化特色、工業(yè)基礎(chǔ)，也反映了澳大利亞嚴(yán)格的環(huán)保和防火要求。澳大利亞雙層動(dòng)車組內(nèi)裝設(shè)計(jì)過程中采用了高等級(jí)的BS／DIN／ASTM／AS等國際標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)在內(nèi)裝結(jié)構(gòu)上，也充分體現(xiàn)了系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的設(shè)計(jì)理念，使產(chǎn)品種類達(dá)到最少，既減少了裝配及檢修的復(fù)雜程度，同時(shí)也降低了制造成本。

1 各重要組成部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與材料應(yīng)用

1.1 樓梯

（1）組成結(jié)構(gòu)

樓梯是承接上下層客室與端部客室的重要結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜。對(duì)其造型、旅客通過安全與承載方面的要求非常高。澳大利亞雙層動(dòng)車組樓梯不僅造型美觀，而且將各具特色的上下層客室內(nèi)裝結(jié)構(gòu)融為一體，樓梯踏板兩側(cè)均設(shè)有扶手，并設(shè)有座椅，可容納8人乘坐，在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮安全性和實(shí)用性。樓梯采用模塊化設(shè)計(jì)，樓梯整體為一個(gè)大模塊，與其余內(nèi)裝結(jié)構(gòu)相對(duì)獨(dú)立；樓梯本身由一系列子模塊組成，各子模塊之間接口安裝簡單，連接可靠，充分考慮到安裝工藝性。

（2）主要部件

樓梯結(jié)構(gòu)的主要部件有樓梯側(cè)罩板，樓梯上層頂板，樓梯下層頂板，樓梯踏板，上層座椅骨架，樓梯中部間壁，下層座椅骨架。樓梯結(jié)構(gòu)各部件見圖1。

圖1 樓梯結(jié)構(gòu)

（3）材料應(yīng)用

由于澳大利亞雙層動(dòng)車組的車門放置在車輛兩端，樓梯既是上下層客室旅客乘降和通過的通道，也是危險(xiǎn)情況下旅客的逃生通道。比樓梯造型美觀更重要的是要有足夠的強(qiáng)度和良好的防火安全性，在材料的選擇上對(duì)防火的要求非常高。為此，樓梯各部件材質(zhì)分別選擇了防火性能與成型工藝俱佳的低碳不銹鋼、Modar玻璃鋼、Divinycell P100夾芯材料。采用低碳不銹鋼主要作用是制作承載骨架，并適應(yīng)海洋性氣候；Modar玻璃鋼具有良好的表面裝飾與成型性能，并有較高防火性能；Divinycell P100夾芯材料主要用于填充玻璃鋼與不銹鋼骨架間的縫隙。

Modar玻璃鋼的主要技術(shù)指標(biāo)見表1。

表1 Modar玻璃鋼的主要技術(shù)指標(biāo)

Divinycell P100是一種"三明治"夾芯材料，具有優(yōu)異的阻燃、低煙、無毒性能，以及廣范的加工范圍。具有良好的隔聲隔熱性能，低吸水性，良好的力學(xué)性能和抗化學(xué)腐蝕性能。主要技術(shù)指標(biāo)見表2。

表2 Divinycell P100的主要技術(shù)指標(biāo)

樓梯結(jié)構(gòu)與千禧年動(dòng)車組樓梯相比，主要變化是優(yōu)化外觀設(shè)計(jì)，選用新型防火材料Modar玻璃鋼和Divinycell P100夾芯材料，提高防火性能。

1.2 側(cè)墻

（1）組成結(jié)構(gòu)

澳大利亞雙層動(dòng)車組的側(cè)墻結(jié)構(gòu)主要包括端部客室墻板、上層客室墻板、下層客室墻板。端部客室墻板設(shè)置外端門、塞拉門緊急解鎖裝置、玻璃隔斷、滅火器、翻轉(zhuǎn)座椅等功能部件，結(jié)構(gòu)及造型復(fù)雜。上、下層客室墻板采用鋁板制造。

（2）主要部件

端部客室墻板包括外端墻板、端部側(cè)墻板、隔斷、踢腳板，端部客室墻板結(jié)構(gòu)見圖2。上、下層客室墻板包括上層客室墻板、下層客室墻板、踢腳板，其結(jié)構(gòu)見圖3。

圖2 端部客室墻板

圖3 上、下層客室墻板

（3）材料應(yīng)用

端部客室墻板各部件材質(zhì)為Modar玻璃鋼，內(nèi)襯不銹鋼骨架。玻璃鋼主要技術(shù)指標(biāo)見表1。

客室上、下層側(cè)墻板采用2mm厚鋁板整體沖壓制造，材質(zhì)為5083-O，表面噴漆處理。由于側(cè)墻板造型復(fù)雜，在窗口處向內(nèi)吸窩折彎，因此側(cè)墻板采用超塑成型工藝制造。超塑成型主要利用鋁板（5083-O）在特定的高溫環(huán)境下的高塑性成型，金屬材料在超塑溫度環(huán)境下延伸率將達(dá)到120～300%的性能，使鋁板整體成型。超塑成型工藝方法解決了由于采用冷壓成型后，側(cè)墻板的內(nèi)部應(yīng)力不能釋放而導(dǎo)致整體扭曲變形，側(cè)墻板窗口的4個(gè)窗角處容易開裂等問題，而且墻板的表面質(zhì)量好。與傳統(tǒng)沖壓方法相比，對(duì)于復(fù)雜形狀的零件，如采用超塑成型工藝方法，制模簡單，而且可一次成型；工序簡單，產(chǎn)品無回彈現(xiàn)象，尺寸穩(wěn)定、精度高。在超塑狀態(tài)下，金屬材料的變形抗力很小，僅用很小的壓力即可使型腔成型，因此對(duì)模具的材料和熱處理沒有特殊要求，用普通鋼材無須淬硬即可使用，使模具制作大為簡化。

側(cè)墻板結(jié)構(gòu)與千禧年動(dòng)車組側(cè)墻板相比，主要變化是上、下層客室墻板材質(zhì)不同，由玻璃鋼墻板改為鋁板墻板，這樣做的主要目的是最大程度提高整車防火性能。

1.3 頂板

（1）組成結(jié)構(gòu)

頂板位于客室頂部，在防火安全上處于非常重要的地位。發(fā)生火災(zāi)時(shí)必須保證頂板結(jié)構(gòu)牢固可靠，不能有燃燒脫落現(xiàn)象?；诜阑鸢踩矫婵紤]，客室頂板主要采用鋁板等金屬材料制作，頂板沿車體縱向中心與鋼結(jié)構(gòu)用SIKA膠粘接加強(qiáng)；頂板的橫向接縫結(jié)構(gòu)為鋁型材扣條和聚乙烯扣蓋形式。端部客室頂板設(shè)有塞拉門上罩板；塞拉門、外端拉門緊急解鎖檢查門；外端拉門上罩板；運(yùn)行區(qū)間顯示屏。

（2）主要部件

頂板包括上層客室頂板、下層客室頂板、端部客室頂板。頂板結(jié)構(gòu)見圖4。

圖4 頂板

（3）材料應(yīng)用

客室上、下層及端部客室頂板采用2mm鋁板制造，材質(zhì)為5251-H34。頂板表面貼Indura GTGlas膜。Indura GTGlas膜的厚度為0.4mm，密度1 160kg／m3，貼膜防劃、防污漬，表面易于清洗，防火性能滿足BS6853標(biāo)準(zhǔn)要求。

1.4 地板

（1）組成結(jié)構(gòu)

地板材質(zhì)為鋁蜂窩，厚17mm。鋁蜂窩地板通過3M膠墊和SIKA膠粘接在鋼結(jié)構(gòu)底架上。地板間的接縫，地板與其他結(jié)構(gòu)交接的縫隙，涂SOCTEC膠密封。地板安裝結(jié)構(gòu)見圖5。3M膠墊和SIKA膠的使用，減少了地板與車體之間的振動(dòng)傳遞，保證車體振動(dòng)力不直接傳遞給地板和座椅。鋁蜂窩地板和鋼結(jié)構(gòu)之間的減振墊能夠有效的隔斷熱橋，吸收振動(dòng)能量。

圖5 地板安裝結(jié)構(gòu)

（2）材料應(yīng)用

鋁蜂窩地板的上、下層面板材質(zhì)為鋁板5754，地板封邊型材采用6×××系鋁合金型材；鋁蜂窩芯密度82kg／m3，芯的大小為6.4mm；地板開口周圈及地板周圈采用樹脂封邊。鋁蜂窩地板的主要技術(shù)指標(biāo)見表3。

表3 鋁蜂窩地板地板性能指標(biāo)

2 結(jié)束語

出口澳大利亞雙層動(dòng)車組的內(nèi)裝采用許多新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝，內(nèi)裝結(jié)構(gòu)現(xiàn)代感較強(qiáng)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人性化，美觀大方、布局合理；而且特別注意整車的安全防火性能，嚴(yán)格執(zhí)行國際先進(jìn)防火標(biāo)準(zhǔn)要求，所采用非金屬材料均達(dá)到很高的防火性能等級(jí)。上、下層客室為鋁內(nèi)裝結(jié)構(gòu)，由鋁頂板、鋁側(cè)墻板、鋁蜂窩地板構(gòu)成，樓梯采用不銹鋼與防火性能優(yōu)良的Modar玻璃鋼、Divinycell P100制造的混合結(jié)構(gòu)，在保證結(jié)構(gòu)造型美觀的前提下，最大限度提高車輛的防火性能，保證旅客安全。另外，各組成部件采用系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的設(shè)計(jì)理念，是雙層客車內(nèi)裝設(shè)計(jì)的經(jīng)典之作。

相對(duì)于國內(nèi)鐵路客車行業(yè)，出口澳大利亞雙層動(dòng)車組的聯(lián)合設(shè)計(jì)制造，搭建了一個(gè)嶄新的高檔客車設(shè)計(jì)制造平臺(tái)。拓寬了高檔客車內(nèi)裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、合理選擇材料和開展標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系列化設(shè)計(jì)的空間。為趕超世界先進(jìn)水平，設(shè)計(jì)制造世界一流的高檔鐵路客車產(chǎn)品摸索出了一條新路。

［1］AS1530：1999.關(guān)于建筑材料部件和結(jié)構(gòu)的防火測試方法［S］.

［2］BS6853：1999.旅客列車設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)方面的防火實(shí)施法規(guī)［S］.

［3］DIN 5510-2.鐵路機(jī)車車輛預(yù)防性防火-第2部分：材料和結(jié)構(gòu)部件的燃燒特性和燃燒附帶影響［S］.