天津地铁2号线车辆车体钢结构设计_刘军

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1、DOI:10.16037/j.1007-869x.2014.01.014第１期研究报告天津地铁２号线车辆车体钢结构设计刘军周传谊（大连机车车辆有限公司城轨技术开发部，１１６０２２，大连∥第一作者，工程师）摘要从车体底架、侧墙、顶棚、端墙、司机室及各部件间型车的要求：车体能够承受垂直、纵向、扭转、自重、的连接等方面，介绍了天津地铁２号线车辆不锈钢车体结构载重、牵引力、横向力、制动力等动、静载荷及作用设计过程、设计难点及生产组装过程。阐述了不锈钢材料的力，在其使用期限（３０年）内能承受正常载荷的作用特性以及在车体结构设计中选用的依据。对车体钢结构进而不产生永久变形和疲劳损伤，具有足够的刚度

2、和行了静强度计算和静强度试验。结果表明，车体的强度和刚强度，满足维修和纠正脱轨等要求；车体可承受的纵度满足车辆设计要求。向压缩和拉伸静载荷分别不低于８００ｋＮ和关键词地铁车辆；不锈钢车体；结构设计６４０ｋＮ。中图分类号Ｕ２７０．３２：Ｕ２３１１轻量化不锈钢车体材料的特性ＤｅｓｉｇｎｏｆＳｔｅｅｌＳｔｒｕｃｔｕｒｅＶｅｈｉｃｌｅｆｏｒＴｉａｎｊｉｎＭｅｔｒｏＬｉｎｅ２ＬｉｕＪｕｎ，ＺｈｏｕＣｈｕａｎｙｉ天津地铁２号线车辆的车体钢结构材料绝大部ＡｂｓｔｒａｃｔＶｅｈｉｃｌｅｕｓｅｄｆｏｒＴｉａｎｊｉｎＭｅｔｒｏＬｉｎｅ２ｉｓａｓｔａｎｄ－分采用城轨车辆专用的高强度奥氏体不锈钢，仅底ａｒｄＢ

3、１ｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌｖｅｈｉｃｌｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｎｄｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ架牵引梁及枕梁部位仍采用高强度耐候钢。车体具ｂｙＤａｌｉａｎＬｏｃｏｍｏｔｉｖｅａｎｄＲｏｌｌｉｎｇＳｔｏｃｋＣｏｍｐａｎｙ．Ｉｎｔｈｉｓ有质量轻、防火性能高、耐腐蚀性能强、全寿命周期ｐａｐｅｒ，ｔｈｅｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｃａｒｂｏｄｙ，ｔｈｅｄｉｆｆｉ－成本低等特点，其结构寿命大于３０年。ｃｕｌｔｉｅｓｉｎｄｅｓｉｇｎａｎｄｔｈｅｐｒｏｃｅｄｕｒｅｏｆｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅａｎｄａｓ－１．１车体材料ｓｅｍｂｌｙａｒｅｍａｉｎｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｂｅｓｉ

4、ｄｅｓ，ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆ车体不锈钢的化学成分、机械性能等质量等级ｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌｍａｔｅｒｉａｌａｎｄｉｔｓｕｓａｇｅｉｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｍｅｔ－ｒｏｃａｒｂｏｄｙａｒｅｅｘｐｌａｉｎｅｄ，ａｓｔａｔｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄ均执行德国ＥＮ１００８８－２标准和日本ＪＩＳＧ４３０５—ｔｅｓｔａｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｖｅｒｉｆｉｅｓｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｓｔｉｆｆ－１９９９标准的规定；高耐候结构钢化学成份和机械性ｎｅｓｓｏｆｔｈｅｃａｒｂｏｄｙ．能符合与ＥＮ１０１５５相当的中国国家标准ＧＢ／ＴＫ

5、ｅｙｗｏｒｄｓｍｅｔｒｏｖｅｈｉｃｌｅ；ｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌｃａｒｂｏｄｙ；ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ４１７１—２０００《耐候结构钢》的规定。ＳＵＳ３０１Ｌ和ｄｅｓｉｇｎＳＵＳ３０４不锈钢的机械性质见表１（按日本标准）。Ｆｉｒｓｔ－ａｕｔｈｏｒ’ｓａｄｄｒｅｓｓＬＲＶＴｅｃｈｎｉｃａｌＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＤｅ－ｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＤａｌｉａｎＬｏｃｏｍｏｔｉｖｅａｎｄＲｏｌｌｉｎｇＳｔｏｃｋＣｏ．，表１ＳＵＳ３０１Ｌ、ＳＵＳ３０４不锈钢的机械性质Ｌｔｄ．，１１６０２２，Ｄａｌｉａｎ，Ｃｈｉｎａ（日本ＪＩＳＥ４０４９标准）材料屈服强度／抗拉强度／延伸率／压延量种类（Ｎ／ｍｍ２）（Ｎ／ｍ

6、ｍ２）％随着城市轨道交通的发展，轻量化不锈钢车辆已成为城轨车辆中的主流产品。大连机车车辆有限少量ＳＵＳ３０１Ｌ－ＬＴ＞２１５＞５５２＞４５公司在已有大连金州线不锈钢车辆的基础上，进行１／４ＨＳＵＳ３０１Ｌ－ＤＬＴ＞３４５＞６８９＞４０１／２ＨＳＵＳ３０１Ｌ－ＳＴ＞４１０＞７５８＞３５天津地铁２号线不锈钢车辆的开发设计。３／４ＨＳＵＳ３０１Ｌ－ＭＴ＞４８０＞８２８＞２５天津地铁２号线西起曹庄，东至李明庄，线路总ＨＳＵＳ３０１Ｌ－ＨＴ＞６８５＞９３１＞２０长２２．６ｋｍ。其车辆采用轻量化不锈钢车体，表面ＳＵＳ３０４＞２０５＞５２０＞４０涂装处理。列车采用３动３拖６辆编组方式。按ＥＮ１２６６

7、３—２０００《铁道车辆车体结构要求》，该车辆１．２ＳＵＳ３０１Ｌ的特点类型归属于其中的Ｐ－ＩＩＩ及地下快速轨道交通。该ＳＵＳ３０１Ｌ系列不锈钢是地铁车辆专用的高强车辆限界满足ＣＪＪ９６—２００３《地铁限界标准》中Ｂ１度不锈钢，其综合性能好、强度高、塑性好、硬度适中，·５１·研城市轨道交通究２０１４年并具有高电阻率、较大膨胀系数和低热导率等特点。部分略有不同。ＳＵＳ３０１Ｌ有ＬＴ、ＤＬＴ、ＳＴ、ＭＴ、ＨＴ等５个Ｔｃ车体长度为１９５００ｍｍ，Ｍ、Ｔ