陳啟梅，劉曉緒，鄭建坤，安小平

(中車唐山機(jī)車車輛有限公司，河北 唐山 063035)

城際動(dòng)車組新型客室頂板是在既有中低速城際動(dòng)車組客室頂板結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，借鑒了已經(jīng)投入運(yùn)營的時(shí)速350 km“復(fù)興號(hào)”中國標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組的設(shè)計(jì)理念，摒棄了原有結(jié)構(gòu)中不合理、不實(shí)用、不美觀的冗余設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，將輕量化、集成化、模塊化的理念融入其中，開發(fā)設(shè)計(jì)的集頂板安裝、燈帶安裝和空調(diào)風(fēng)道安裝于一體的客室頂板安裝結(jié)構(gòu)[1]。新型客室頂板結(jié)構(gòu)摒棄了既有的中低速城際動(dòng)車組客室頂板的壓線/扣線的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，延長了頂板的使用壽命，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)內(nèi)裝結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一[2]。新型頂板結(jié)構(gòu)在斷面形式上的創(chuàng)新設(shè)計(jì)也使得頂板在安裝和檢修過程中變得更加高效和方便。

1 國內(nèi)既有中低速城際動(dòng)車組客室頂板

1.1 壓線/扣線結(jié)構(gòu)客室頂板

國內(nèi)較早的中低速城際動(dòng)車組大部分采用壓線/扣線的客室頂板設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)[3]。此種結(jié)構(gòu)是在車體端墻上焊接安裝固定碼，利用螺栓把頂板與固定碼連接緊固，最后利用壓條或者扣線把連接處的縫隙進(jìn)行遮擋，從而達(dá)到整齊美觀的效果[4-6]。具體安裝結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.頂板(1)；2.端墻；3.壓線；4.頂板(2)；5.頂板(3)；6.扣線。

壓線/扣線結(jié)構(gòu)的客室頂板有以下缺點(diǎn)：

(1) 壓線/扣線的使用不利于頂板結(jié)構(gòu)的模塊化，不符合動(dòng)車組設(shè)計(jì)模塊化、整體美觀化的發(fā)展需求；

(2) 一般的壓線/扣線結(jié)構(gòu)都是最后安裝，覆蓋于頂板的表面，某些壓線/扣線所采用的材質(zhì)易隨季節(jié)和溫度的變化而自身尺寸和結(jié)構(gòu)發(fā)生變形、脫落，影響頂板的美觀性，且增加了列車在運(yùn)營過程中的檢修成本，同時(shí)存在安全隱患，影響動(dòng)車組的運(yùn)行安全[7]。

1.2 串連插接結(jié)構(gòu)客室頂板

串連插接結(jié)構(gòu)的客室頂板是壓線/扣線結(jié)構(gòu)客室頂板的進(jìn)一步優(yōu)化升級(jí)。每一個(gè)頂板安裝是基于上一個(gè)頂板的安裝完成，且頂板與頂板之間是相互關(guān)聯(lián)、彼此不可分割的。具體安裝結(jié)構(gòu)如圖2所示。

1.頂板(1)；2.頂板(2)；3.頂板(3)。

串連插接結(jié)構(gòu)的客室頂板結(jié)構(gòu)有以下缺點(diǎn)：

(1) 為防止串連結(jié)構(gòu)發(fā)生形變，大部分的客室頂板材質(zhì)采用玻璃鋼材質(zhì)，自重較大，不符合動(dòng)車組零部件輕量化的發(fā)展需求；

(2) 頂板的串聯(lián)結(jié)構(gòu)增加了后期的檢修工作難度，當(dāng)需要檢修某一個(gè)中間頂板或者某塊內(nèi)藏于中間頂板區(qū)域的零部件時(shí)，例如空調(diào)風(fēng)道，此時(shí)必須將頂板一個(gè)個(gè)地從后至前全部拆卸，造成工時(shí)、人員和成本的浪費(fèi)，不能滿足現(xiàn)代城際動(dòng)車組高效檢修及排除故障的要求。

2 動(dòng)車組新型客室頂板

2.1 設(shè)計(jì)目的

針對現(xiàn)有的中低速城際動(dòng)車組客室頂板存在的上述問題，設(shè)計(jì)了一種新型的城際動(dòng)車組客室頂板結(jié)構(gòu)及安裝方式。新型客室頂板在頂板和端墻接縫處采用插接結(jié)構(gòu)代替既有的壓線/扣線結(jié)構(gòu)；同時(shí)，新設(shè)計(jì)的頂板間的連接方式摒棄了既有的串聯(lián)模式，滿足哪里修就拆哪里的要求[8]。另外，新設(shè)計(jì)的頂板連接固定方式還集成了空調(diào)風(fēng)道安裝、燈帶安裝，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)車組設(shè)計(jì)的集成化、模塊化和美觀化。

2.2 設(shè)計(jì)方案

新型客室頂板的具體布置如圖3所示(圖中標(biāo)綠色圓圈的兩列)。從A-A斷面可見，此種客室頂板安裝結(jié)構(gòu)集成了中頂板安裝、邊頂板安裝、燈帶安裝及空調(diào)風(fēng)道安裝；B-B斷面展示了頂板與端墻的連接結(jié)構(gòu)，巧妙地利用插接的形式，避免了原有的壓線結(jié)構(gòu)；C-C斷面和D-D斷面分別展示了中頂板之間和邊頂板之間彼此相互的連接方式。此種設(shè)計(jì)可以方便地滿足哪有問題修哪里的需求，避免了拆卸不相關(guān)的頂板結(jié)構(gòu)，提高了檢修效率，節(jié)省了作業(yè)時(shí)間和人工成本。

2.3 接口功能與分析

(1) 新型客室頂板結(jié)構(gòu)及安裝采用了集成化、模塊化設(shè)計(jì)理念，有效地避免了既有動(dòng)車組客室頂板安裝大量使用的壓線/扣線結(jié)構(gòu)，進(jìn)而規(guī)避了壓線/扣線對于美觀性及后續(xù)給檢修工作帶來的負(fù)面影響[9]。此外，此設(shè)計(jì)中所有頂板采用了波紋鋁板材料，比既有的玻璃鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕，符合車輛輕量化的設(shè)計(jì)要求。

1.燈帶安裝；2.中頂板安裝；3.空調(diào)風(fēng)道安裝；4.邊頂板安裝。

(2) 新型客室頂板結(jié)構(gòu)及安裝利用一種吊碼集成中頂板安裝、邊頂板安裝、空調(diào)風(fēng)道安裝和燈帶安裝于一體，如圖4所示，一吊多用的設(shè)計(jì)理念提高了動(dòng)車組零部件的集成度，便于實(shí)現(xiàn)動(dòng)車組零部件的模塊化管理。

1.車體外皮；2.吊梁；3.空調(diào)風(fēng)道安裝；4.邊頂板安裝；5.燈帶安裝；6.中頂板安裝。

(3) 吊梁是整個(gè)集成安裝的基礎(chǔ)，通過與車體C形槽的安裝固定，為空調(diào)風(fēng)道等部件結(jié)構(gòu)提供安裝接口。圖5為空調(diào)風(fēng)道與吊梁的連接示意圖。

圖5 空調(diào)風(fēng)道與吊梁的連接示意圖

(4) 通過對吊梁進(jìn)行異形設(shè)計(jì)，為燈帶的連接提供接口，燈帶的固定也為后續(xù)頂板的連接打好了基礎(chǔ)和鋪墊。圖6為燈帶與吊梁的連接示意圖。

圖6 燈帶與吊梁的連接示意圖

(5)頂板安裝固定于燈帶上，在燈帶的設(shè)計(jì)中專門預(yù)留出為頂板安裝的接口位置，最終在吊梁的基礎(chǔ)上形成自上而下的集成安裝結(jié)構(gòu)。圖7為頂板和燈帶的連接示意圖。

圖7 頂板與燈帶的連接示意圖

3 結(jié)束語

城際動(dòng)車組新型客室頂板結(jié)構(gòu)及安裝方式利用新型的斷面設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)避免了既有列車上大量采用的壓線/扣線結(jié)構(gòu)，為運(yùn)營過程中的檢修工作提供了極大方便；所有頂板均采用波紋鋁板材料，實(shí)現(xiàn)了車輛輕量化的設(shè)計(jì)要求[10]。總之，新型客室頂板結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了城際動(dòng)車組設(shè)計(jì)的輕量化、集成化、模塊化，為后續(xù)動(dòng)車組檢修提供了極大便利。