賈煥英，蔡彥強

（唐山軌道客車有限責(zé)任公司 產(chǎn)品研發(fā)中心，河北唐山063035）

地板系統(tǒng)包括地板支撐件，地板和地板布，在高速動車組中處于承上啟下的位置，與列車中各個部位都有接口關(guān)系，在動車組中有著舉足輕重的作用。

1 地板系統(tǒng)

地板系統(tǒng)的組成包括地板支撐件、地板和地布3部分，設(shè)計結(jié)構(gòu)分為兩種，一是固定式結(jié)構(gòu)，即地板由緊固件固定在地板支撐件上，地板支撐件與車體地板固定，該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是地板比較穩(wěn)定，不易受外界的因素干擾而使地布出現(xiàn)故障；缺點是由于地板被固定，從而少了一定的彈性，列車運行起來少了必要的舒適度；二是浮筑式結(jié)構(gòu)，即地板由彈性支承件支撐，上下可有一定的活動量，該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是充分考慮到人的直觀感覺，滿足了旅客對舒適度的要求，但也有缺點，由于地板可以上下活動，對地布的要求就比較高，否則的話地布就容易出現(xiàn)鼓包、開裂等問題，影響整車的美觀性。

（1）固定式地板系統(tǒng)

現(xiàn)在的鐵路地板系統(tǒng)構(gòu)成一般均是固定式結(jié)構(gòu)，地板與地板支撐件之間使用螺釘連接。如圖1所示兩種方式。

（2）浮筑式地板系統(tǒng)

因動車組列車的速度較高，考慮到減振降噪以及旅客的舒適度要求，均采用浮筑式結(jié)構(gòu)，使用硫化橡膠或者泡沫墊等具有一定彈性的物質(zhì)，在列車運行過程起到減振阻尼的作用，增加了舒適度。如圖2～圖5四種浮筑式安裝結(jié)構(gòu)。

CRH1型車輛客室地板整體吊裝到車內(nèi)，地板是一種3層夾芯板，下面板用作水汽檔板的鋁板（厚0.5 mm），轉(zhuǎn)向架上方為不銹鋼板（厚1mm），中間有一夾層是厚度為18mm的樺木膠合板，上面為3mm的橡膠板。地板減振墊采用橡膠粘結(jié)樺木。

圖1 鐵路地板固定方式

圖2 地板組裝示意圖（CRH1）

圖3 地板結(jié)構(gòu)（CRH2）

CRH2型車輛上部地板使用總厚度為21.7mm的鋁蜂窩地板。在轉(zhuǎn)向架的上部，牽引變壓器的上部使用面板為鐵面板的蜂窩地板。地板的襯墊使用極阻燃性的橡膠墊板以降低固體傳聲。地板沿車長方向布置，車寬方向無接縫，減少了地板數(shù)目，簡化了安裝。

CRH5型車輛地板支撐采用彈性支撐件，支撐件中硫化橡膠是氯丁橡膠和丁苯橡膠并用，不是一種單獨使用的減振材料，硫化橡膠將上部鋁型材和下部鋁型材硫化在一起，共同組成一個彈性支承元件，用以支撐地板。

CRH3型車輛地板支撐采用木骨，木骨上方粘接泡沫墊，共同支撐地板，泡沫墊為海綿狀聚氨酯（PUR）混合體，厚度為12mm，起到減振阻尼作用。

2 地板系統(tǒng)的故障問題

CRH1型動車組（圖2）地板整體吊裝，操作不方便，且地板厚度太厚（19.5mm，含金屬板），不符合輕量化的原則；CRH2型動車組（圖3）地板安裝方便，設(shè)計成本高，同CRH1一樣不符合輕量化原則；CRH3型動車組（圖5）地板材質(zhì)為膠合板，支撐件為木骨和泡沫墊組合，木骨的材質(zhì)為桃花芯木，地板布為2mm厚的橡膠地布，因地板布厚度較薄，運營過程中多次產(chǎn)生開裂的問題，如圖6所示，且無法掩蓋地板表面的微小缺陷，不宜采用；CRH5型動車組（圖4）地板為“三明治”夾芯結(jié)構(gòu)，地板支撐元件為彈性支承，地板為4mm的橡膠地板布。因地板布較厚，因此在鋪裝過程中易產(chǎn)生翹邊和溢膠的問題，且該組合方式設(shè)計成本較高，故也不宜采用。

圖4 硫化橡膠減振方式（CRH5）

圖5 泡沫墊減振方式（CRH3）

圖6 地布開裂現(xiàn)象

3 地板系統(tǒng)故障問題的分析及解決方案

地板系統(tǒng)出現(xiàn)各種問題涉及到地板支撐件、地板、地布以及這幾個部位的組合方式。以下重點以CRH3型動車組的故障進行原因分析，提供解決方案。

3.1 故障原因分析

（1）地布

①地布的厚度不合適，粘接過程中對地板的表面處理不到位，粘接方法不合適，膠粘劑不合理（厚度或厚或?。┑惹闆r均能將故障問題——鼓包或者開裂反映在地布上；②地板布本身彈性指標、抗拉指標、抗撕裂指標不合理等情況也會造成地板布各種故障問題。

地板布粘接用膠為氯丁膠SK840。該膠粘接強度極好，但是限定了地布的彈性伸縮。

（2）地板

CRH3型動車組的地板采用的是膠合板，客室區(qū)域為插接結(jié)構(gòu)，端部區(qū)域為搭接結(jié)構(gòu)，如圖7所示。

圖7 客室區(qū)域的插接結(jié)構(gòu)（a）和端部區(qū)域的搭接結(jié)構(gòu)（b）

①地板伸縮變形是導(dǎo)致地板布開裂的直接原因。a CRH3動車組車內(nèi)地板采用膠合板，其本身會受環(huán)境濕度變化膨脹或收縮。地板安裝之后，受環(huán)境濕度影響會產(chǎn)生伸縮變形。因此，環(huán)境濕度不同是造成地板膨脹收縮變形的主要原因，從而導(dǎo)致地板接縫處縫隙變大，使粘接在地板上的地布撕裂；試驗證明地板受濕度影響的尺寸變化率為0.125%，換算后每塊地板可收縮1.5 mm。b鋁合金車體受溫度變化線性膨脹或收縮造成地板接縫變化，根據(jù)鋁合金受溫度變化公式計算，1m的鋁型材在溫度每變化1℃時，其尺寸變化0.022mm，換算后鋁合金車體受溫度影響每變化1℃時，其尺寸線性變化約為0.5mm。

綜上所述：地板因環(huán)境溫濕度的變化，地板發(fā)生了翹曲收縮，產(chǎn)生的應(yīng)力使連接強度最弱的地板接縫產(chǎn)生開裂（即衛(wèi)生間區(qū)域），并進而帶動地板布產(chǎn)生撕裂。

②由于地板的插接、搭接結(jié)構(gòu)，使地板容易產(chǎn)生上下錯動。

③為了避讓電氣布線，衛(wèi)生間及端部電氣柜間壁區(qū)域的地板接縫處下面地板木骨支撐數(shù)量不足，也是地板產(chǎn)生錯動的一個因素。

（3）地板支撐件

CRH3型動車組的地板支撐件為地板木骨和300型泡沫墊，泡沫墊作為一種減振材料，其彈性模量和硬度等指標是一個矛盾綜合體，這即涉及到列車的舒適度指標，也涉及到地板的浮動大小，如果這兩種指標選擇不慎，將直接影響到旅客的感官舒適度及旅客界面的美觀性。

3.2 故障的解決方案

（1）針對地板的伸縮變形

客室區(qū)域的地板為插接結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于一個整體浮筑地板，端部為搭接結(jié)構(gòu)，這種連接結(jié)構(gòu)就將地板的伸縮量定位在了端部區(qū)域，故按照目前地板系統(tǒng)的組合方式，應(yīng)重點考慮釋放端部地板的伸縮，為此，我們選定了一款具有彈性伸縮的膠膜，粘接在地板的搭接接縫以及應(yīng)力比較集中的區(qū)域上，以此來消耗地板的伸縮變形，見圖8、圖9所示。

圖8 端部區(qū)域粘接膠膜

圖9 應(yīng)力集中區(qū)（廚房吧臺區(qū)）

（2）針對地板的支撐不足

端部區(qū)域的布線非常密集，導(dǎo)致下方無法排布足夠的支撐元件，因此，在端部的地板支撐件上橋接鋁板，以此增加支撐，具體位置見圖10黑箭頭所示。

（3）針對地布的各項指標

地布的抗撕裂指標為29N／mm，不滿足技術(shù)規(guī)范中所要求的35N／mm，硬度指標為93±5Shore A應(yīng)改為85±3Shore A，地布的厚度2mm應(yīng)改為3mm。CRH380BL是按此方案執(zhí)行的車輛，在線運行效果甚好，地板布開裂或者鼓包的現(xiàn)象已得到大大的改善。

圖10 增加地板支撐件

4 結(jié)束語

地板系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)綜合總體技術(shù)條件，運行環(huán)境等因素，考慮到經(jīng)濟性、工藝性以及功能性，進行合理的選材和結(jié)構(gòu)設(shè)計。