李樹鵬

中車長春軌道客車股份有限公司

淺析泰國115輛米軌鐵路客車底架鋼結(jié)構(gòu)

李樹鵬

中車長春軌道客車股份有限公司

泰國115輛米軌客車采用薄壁筒形整體承載全焊接結(jié)構(gòu)，底架鋼結(jié)構(gòu)作為其重要大部件，在結(jié)構(gòu)上，保證整體強度，采用大量槽型結(jié)構(gòu)，保證整體剛度。在材料的運用及鋼結(jié)構(gòu)焊接上充分考慮不銹鋼的特性，保證列車通過各項試驗和車輛運營考驗。

底架鋼結(jié)構(gòu)；強度；材料；結(jié)構(gòu)

1 引言

泰國115輛米軌客車是我公司在為泰國提供城市軌道交通車輛之后，首次為泰國干線鐵路提供客車車輛。標志著我國首次出口不銹鋼米軌干線鐵路客車車輛，對于推進中國企業(yè)進一步參與到泰國和東盟地區(qū)高速鐵路、干線鐵路建設(shè)、發(fā)展也有著舉足輕重的意義。

底架鋼結(jié)構(gòu)作為其重要大部件，在結(jié)構(gòu)上采取了一系列的創(chuàng)新設(shè)計，例如，保證整體強度，采用大量槽型結(jié)構(gòu)，保證整體剛度等，并且，在材料的運用及鋼結(jié)構(gòu)焊接上充分考慮不銹鋼的特性，保證列車通過各項試驗和車輛運營考驗。本文主要對底架鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計進行簡要闡述分析。

2 底架結(jié)構(gòu)分析

泰國115輛米軌客車底架鋼結(jié)構(gòu)主要由牽枕緩組成、中部底架組成、底架小件三大部分組成。為滿足米軌客車車體斷面要求和強度要求，設(shè)計牽枕緩的相關(guān)結(jié)構(gòu)，保證在枕梁中部厚度尺寸較小的情況下，端部底架在能夠滿足整車強度、剛度的同時，降低重量并滿足其他系統(tǒng)的安裝空間要求。見圖1。

圖1 牽枕緩組成

2.1 底架組成

中部底架組成主要包括底架骨架和波紋地板，底架骨架由邊梁、槽型橫梁、槽型縱梁、帽型梁、連接板、補強板及加強筋等組成，與波紋地板通過點焊方式連接。

為滿足整車強度和剛度要求，在底架牽枕緩和邊梁連接位置，采用雙層邊梁，雙層邊梁之間采用點焊方式連接，同時為了減重，在底架主橫梁上開長圓減重孔。中部底架和牽枕緩阻焊后與波紋地板一起點焊；波紋地板的厚度為0.8mm。

2.2 底架焊接

與端墻鋼結(jié)構(gòu)及側(cè)墻鋼結(jié)構(gòu)相比，泰國米軌客車的底架鋼結(jié)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)斷面是規(guī)則的槽型，由于不銹鋼材質(zhì)經(jīng)過電弧焊之后變形大，焊后尺寸不易調(diào)整，直接影響外觀。基于不銹鋼電弧焊后變形大，不易調(diào)修，底架組成大部分采用點焊的焊接形式，對于一些不能滿足點焊可達性的位置采用弧焊的焊接方式，在保證強度的前提下，很好的控制了整體變形，從而也達到美觀效果。

另外，底架鋼結(jié)構(gòu)采用了大量穩(wěn)定性較好、承載能力強的槽型結(jié)構(gòu)，從而有效地承載應(yīng)力，提高底架整體強度與剛度，成為底架鋼結(jié)構(gòu)強度滿足技術(shù)規(guī)范的重要手段。

3 材料選擇

3.1 鋼結(jié)構(gòu)材料

底架鋼結(jié)構(gòu)采用車輛專用高強度SUS301L鉻鎳型奧氏體冷軋不銹鋼板。

底架橫梁厚度大多為4 mm，材質(zhì)強度等級ST。其中承壓較重油箱吊梁厚度選用8mm，鋼材化學成份、機械性能符合JISG4305或中國國家有關(guān)標準的規(guī)定。不銹鋼材料的化學成份見表1：

表1 化學成分單位%

3.2 防寒材

底架波紋地板與空調(diào)機安裝座之間需填充塑料薄膜包裹的超細玻璃毛氈，該種玻璃毛氈具有較強的抗霉菌性，在溫度高的環(huán)境下，能夠有效地阻止霉菌、細菌的生長，適合服務(wù)于全年高溫、濕熱的泰國。

4 功能特點

泰國115輛米軌客車，底架鋼結(jié)構(gòu)采用整體承載全焊接結(jié)構(gòu)。底架鋼結(jié)構(gòu)作為其重要大部件，在結(jié)構(gòu)上采用雙邊梁點焊焊接。

4.1 強度

底架結(jié)構(gòu)靜強度按照日本工業(yè)標準JIS E 7106-2006執(zhí)行。車體結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足在極端條件下承受的動載荷、靜載荷以及沖擊載荷要求，并在各種條件下的架車、起吊、救援、調(diào)車、聯(lián)掛的各種力的作用下，車體應(yīng)力不超過設(shè)計許用應(yīng)力值，不產(chǎn)生永久變形及損壞。車體在30年的工作載荷中不產(chǎn)生疲勞失效。

4.2 環(huán)?！馔垦b的全不銹鋼結(jié)構(gòu)

底架鋼結(jié)構(gòu)與空氣、雨水直接接觸，針對泰國的熱帶雨林氣候，因此對防腐的要求更加苛刻。傳統(tǒng)鐵路客車需要進行表面噴涂，包括打砂、膩子、底漆、面漆等工序，即耗時費力又提高成本，同時，各種油漆對環(huán)境造成一定的影響，泰國米軌客車底架鋼結(jié)構(gòu)全部采用不銹鋼材質(zhì)，免去噴涂所需一系列工序，有利于降低成本和環(huán)境保護。

4.3 輕量化

泰國米軌客車，軌距1000mm(米軌)，小斷面不銹鋼車體，顧名思義車體重量可以減輕。

5 結(jié)束語

隨著城市化進程加快，市郊鐵路將作為城市內(nèi)部綜合交通的有機組成部分而快速發(fā)展，人民生活水平的不斷攀升、使其對車輛的安全性、可靠性、環(huán)保型越來越高，高強度的不銹鋼免涂裝車輛的要求將逐漸增多。因此，高強度不銹鋼底架鋼結(jié)構(gòu)作為車體鋼結(jié)構(gòu)的一部分，其研發(fā)及創(chuàng)新勢在必行。

[1] 沈旭奎. 25型鐵路客車底架牽引梁結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改進分析[J]. 機械研究與應(yīng)用， 2016.

[2] 王成強.市郊鐵路發(fā)展趨勢及對策[J].吉林鐵道，2013.