专利名称：一种双层集装箱平车的制作方法
技术领域：
本发明属于铁路运输设备制造领域，尤其涉及铁路货运平车，特别涉及一种装运 双层集装箱或公路半挂车的铁路货运平车。
背景技术：
我国铁路要实现可持续发展，货物运输方面除致力于提速重载外，将向运送高附 加值的集装箱运输方向发展。在一些发达国家，铁路集装箱运量已经占铁路总货运量的1/4 以上，而目前我国铁路集装箱运约占铁路货运发送量的2. 3%。随着我国改革开放的深入， 经济的进一步发展，铁路运输正逐渐与国际接轨。铁标5t、10t集装箱将逐步淘汰，而国际 标准的20ft、40ft集装箱会越来越多，集装箱运量也越来越大。国际集装箱运输业包含两层含义即一为平车载运集装箱运输(Container on Flatcar)简称COFC ；另一为平车载运公路挂车的驮背运输(Trailers on Flatcar)简称 TOFC0目前我国铁路在COFC运输领域的取得长足的进步，各型集装箱专用车辆基本满足集 装箱运输业的发展要求，但在TOFC运输方面尚处于萌芽阶段。提高铁路货车综合运营能力，是铁路跨越式发展战略的需要。运输装备水平快速 提高是我国铁路跨越式发展战略的核心内容。针对铁路现状，研发一种自重轻、载重大并能 同时满足COFC和TOFC运输方式的集装箱运输专用车，将大大提高铁路运输在多式联运中 的地位和竞争力。现有铁路集装箱车通常是平板结构，只能运载单层集装箱；有些能运载两层集装 箱，却不能运载公路半挂车，适合COFC和TOFC运输方式的双层集装箱车还未见。
发明内容
本发明公开了一种双层集装箱平车，它自重轻、载重大并能同时满足COFC和TOFC 运输方式，大大提高铁路运输在多式联运的能力。本发明要解决的第一个问题是提供一种双层集装箱平车。通过以下技术方案实 现。本发明双层集装箱平车，包括车钩缓冲装置、半挂车支撑座、车体、转向架、制动装 置和集装箱固定锁闭机构，其中，车体包括大底架和牵枕装置；所述大底架横截面和纵截面 结构为全钢焊接凹形结构，凹形结构上口形成大底架井口形结构。本发明要解决的第二个问题是提供一种双层集装箱平车凹形和井口形结构，以下 称凹底井式结构。通过以下技术方案实现。本发明双层集装箱平车大底架包括侧墙、凹底；大底架在中间和两端对称地设有 底架支撑座，支撑座连接侧墙和凹底。更进一步所述侧墙两端截面小于中部形成变截面形状，由上侧梁、侧墙板、变截面 槽形侧柱、立柱、L形下侧梁、导向座、变截面弯曲加强板构成，其中侧墙板为三段不等厚度 的板材拼接而成，上边缘与上侧梁组焊，下边缘与L形下侧梁组焊，变截面槽形侧柱、立柱
3组焊于侧墙板外表面；变截面弯曲加强板由不同厚度板材组成变截面弯曲形状，与侧墙板 变截面段组焊。在上侧梁上有均勻布置固定的导向座。更进一步所述凹底由底部横梁、纵向梁、地板、支撑横梁和连接板构成；支撑横梁 与连接板底面组焊，位于凹底中部和两端，连接板两端立面与侧墙板内表面组焊，并通过铆 接孔与L形下侧梁、底架支撑座铆接；底部横梁与变截面槽形侧柱对应，并组焊连接成U字 型横截面；纵向梁纵向排列，与底部横梁和支撑横梁焊接固定；地板位于底部横梁和纵向 梁之上，与连接板水平段对接焊。上述底部横梁与变截面槽形侧柱对应，并组焊连接成U字 型横截面；为承接公路半挂车重量，纵向梁纵向排列与汽车车轮相对应，并与底部横梁和支 撑横梁焊接固定。更进一步所述底架支撑座有集装箱旋锁观察操作孔。所述底架支撑座底部水平端与支撑横梁两端组焊，竖直端与立柱下端嵌入式连接 组焊，底架支撑座通过铆接孔与L形下侧梁和连接板进行铆接。底架支撑座通过铆焊组合 连接的方式，以最大程度消除/减少底架结构在装载货物所产生的局部变形和应力集中。 提高车辆的安全可靠性，延长车辆的使用寿命。L形下侧梁与连接板在竖直方向上设有一定的间隙。该结构使货物的垂向作用力 不是直接传给L形下侧梁，而是通过连接板传递到底架支承座进而分散传递到车辆主要承 载部件——整个侧墙结构上。实现从结构设计上消除/减少底架结构在装载货物所产生的 局部变形和应力集中的功能。本发明要解决的第三个问题是提供一种在双层集装箱平车凹底井式结构上固定 双层集装箱锁闭机构。通过以下技术方案实现。本发明所述集装箱固定锁闭机构是下层集装箱通过下层集装箱锁闭机构与大底 架固定，上层集装箱通过上下层集装箱锁闭机构与下层集装箱固定。进一步所述下层集装箱锁闭机构是可拆装全自动集装箱旋锁，凹底端部在40英 尺集装箱底角件相对应位置设置4套。凹底中部20英尺集装箱底角件相对应位置设置4 套，共8套。也可采用与凹底架固定焊为一体的固定式集装箱锁。进一步所述上下层集装箱锁闭机构是全自动集装箱旋锁，包括上锁头、锁座、下锁 头和可分离开锁杆构成。本发明牵枕装置主要由枕梁、牵引梁、端梁、大横梁、端部地板等组成；枕梁为双腹 板箱形截面结构；牵引梁为箱形截面放射形组焊梁，由整体式冲击座、磨耗板、分体式心盘、 整体式心盘座等组成。本发明设置半挂车支撑座，半挂车的牵引座落在支撑座承台面上并使牵引销落在 支撑座销孔内，使支撑座起到支承和定位的作用，支撑座承台面与底座采用销连接，支撑座 承台面有一定的转动角度；支撑座纵向可移动定位，以适应牵引不同车长的各型半挂车。本发明车钩缓冲装置采用E级钢17型联锁式车钩、17型锻造钩尾框，MT_2型缓冲 器，能更好的适应重载列车牵引的要求。车钩提杆上设有复位弹簧，防止运行中由于震动造 成意外开钩。转向架采用副构架转向架。制动装置采用转向架集成式制动装置、可选择加 装ECP制动系统，车辆一端布置有手制动装置，手制动装置采用NSW型手制动机。本发明的有益性本发明凹底井式最大限度的利用线路限界，将车底承载面设计
4到允许的最低值；整车底部与牵引装置及上侧梁形成凹底结构；而凹底是上侧梁通过侧墙 组成来承载，上侧梁又通过牵引装置上的大横梁承载于转向架之上，主要承力部件大横梁 与上侧梁形成井式承载结构。在侧墙侧梁上的导向座，方便集装箱吊运到位，导向座斜坡式结构增加了集装箱 的落箱宽度，便于操作者的视角定位，提高落箱效率。集装箱旋锁观察操作孔可以检查集装箱锁定状态以保证运输安全。下层集装箱锁闭机构都方便拆装，当运装20ft型集装箱时，八套锁闭装置全部使 用；当装运40ft型集装箱时，将中部4套锁闭装置的旋锁取出存于储藏箱内。自动旋锁的 工作状态及紧急释放操作，通过集装箱旋锁观察操作孔实现。下层集装箱锁闭机构适应多 种需要的集装箱运载状态，安全且适应性高。上下层集装箱锁闭机构是有上下锁头组成，配 有飞体式开锁杆。锁紧后，开锁杆与锁分离，防止火车途中停车或人为误开锁而导致安全问 题发生；锁闭机构能实现上下锁头分别锁紧，防止在装载上层集装箱时将锁闭机构撞脱，杜 绝由此引起的安全事故。
下面结合
和具体实施方式
对本发明进一步说明。图1是本发明运载双层集装箱状态示意图；图2是本发明车体纵向侧面结构示意图；图3是本发明大底架纵向侧面结构示意图；图4是本发明大底架纵向平面结构示意图；图5是本发明凹底横向截面结构示意图；图6是本发明凹底横向截面运载集装箱状态结构示意图；图7是本发明凹底侧墙立柱局部放大结构示意图；图8是本发明凹底支撑座局部安装结构示意图；图9是本发明凹底导向座横向截面结构示意图；图10是本发明凹底导向座纵向截面结构示意图；图11是本发明下层集装箱锁闭机构使用状态示意图；图12是本发明下层集装箱锁闭机构开启状态示意图；图13是本发明上下层集装箱锁闭机构截面示意图；图14是本发明上下层集装箱锁闭机构上部俯视示意图；图15是本发明支撑座立体放大结构示意图；图16是本发明支撑座侧面立体放大结构示意图；图17是本发明支撑座焊接安装状态放大结构示意图。图中，1是缓冲装置，2是半挂车支撑座，3是车体，4是上下层集装箱锁闭机构，5是 转向架，6是制动装置，7是下层集装箱锁闭机构，8是大底架，9是牵枕装置，4. 1是上锁头， 4. 2是下锁头，4. 3是锁座，4. 4是可分离开锁杆，7. 1是锁头，7. 2是固定锁座，7. 3是锁座固 定板，10. 1是上层集装箱，10. 2是下层集装箱，8. 1是侧墙，(8. 1. 1)是上侧梁，8. 1. 2是侧 墙板，8. 1.3是变截面槽形侧柱，8. 1.4是立柱，8. 1.5是L形下侧梁，8. 1.6是导向座，8. 1.7 是变截面弯曲加强板，8. 2是凹底，8. 2. 1是底部横梁，8. 2. 2是纵向梁，8. 2. 3是地板，8. 2. 4是支撑横梁，8. 2. 5是连接板，8. 3是底架支撑座，8. 3. 1是铆接孔，8. 3. 2是支撑座竖直端， 8. 3. 3是旋锁观察操作孔，8. 3. 4是支撑座水平端，8. 3. 5是间隙，8. 3. 6是支撑座铆接螺栓。
具体实施例方式以下结合实施例对本发明进一步说明。实施例用于说明本发明，不以任何方式限 制本发明。图1是本发明运载双层集装箱状态示意图，图2是本发明车体纵向侧面结构示意 图。如图所示，本发明双层集装箱平车，包括车钩缓冲装置1、半挂车支撑座2、车体3、上下 层集装箱锁闭机构4、转向架5、制动装置6和集装箱固定锁闭机构7，其中，车体3包括大底 架8和牵枕装置9。图中示意是装载固定上下两层共四个20ft集装箱的工况，这仅是本发 明其中的一种装载工况组合。实际装载中有不同的运载方法，如下层可装载2个20ft箱 或1个40ft箱，上层可装载2个20ft箱或1个40ft、45ft、48ft或53ft箱，大于40ft的 集装箱其在40ft位置均设有旋锁安装座。其中下层集装箱10. 2并行放置两个，底部位于 凹底中，为上层集装箱10. 1留出了高度空间。上层集装箱10. 1通过上下层集装箱锁闭机 构4固定在下层集装箱10. 2上。本发明的凹底架还适应装载20ft 40ft的各型公路半 挂车。图3是本发明大底架纵向侧面结构示意图，图4是本发明大底架纵向平面结构示 意图，图5是本发明凹底横向截面结构示意图，图6是本发明凹底横向截面运载集装箱状态 结构示意图，图7是本发明凹底侧墙立柱局部放大结构示意图，图8是本发明凹底支撑座局 部安装结构示意图，图9是本发明凹底导向座横向截面结构示意图，图10是本发明凹底导 向座纵向截面结构示意图。如图所示大底架8为无中梁结构，包括侧墙8. 1、凹底8. 2 ；大底架8在中间和两 端对称地设有底架支撑座8. 3，支撑座8. 3连接侧墙8. 1和凹底8. 2。侧墙8. 1两端截面小于中部形成变截面形状，由上侧梁8. 1. 1、侧墙板8. 1. 2、变截 面槽形侧柱8. 1.3、立柱8. 1.4、L形下侧梁8. 1.5、导向座8. 1. 6、变截面弯曲加强板8. 1.7 构成，其中侧墙板8. 1. 2为三段不等厚度的板材拼接而成，上边缘与上侧梁8. 1. 1组焊，下 边缘与L形下侧梁8. 1. 5组焊，变截面槽形侧柱8. 1. 3、立柱8. 1. 4组焊于侧墙板8. 1. 2外 表面；变截面弯曲加强板8. 1.7由不同厚度板材组成变截面弯曲形状，与侧墙板变截面段 组焊。在上侧梁8. 1. 1上有均勻布置固定的导向座8. 1. 6，方便集装箱吊运到位，导向座 8. 1. 6斜坡式结构增加了集装箱的落箱宽度，便于操作者的视角定位，提高落箱效率。凹底8. 2由底部横梁8. 2. 1、纵向梁8. 2. 2、地板8. 2. 3、支撑横梁8. 2. 4和连接板 8. 2. 5构成；支撑横梁8. 2. 4与连接板8. 2. 5底面组焊，位于凹底8. 2中部和两端，连接板 8. 2. 5两端立面与侧墙板8. 1. 2内表面组焊，并通过铆接孔与L形下侧梁8. 1. 5、底架支撑 座8. 3铆接；底部横梁8. 2. 1与变截面槽形侧柱8. 1. 3对应，并组焊连接成U字型；纵向梁 8. 2. 2纵向排列，与底部横梁8. 2. 1和支撑横梁8. 2. 4焊接固定；地板8. 2. 3位于底部横梁 和纵向梁之上，与连接板水平段对接焊。图15是本发明底架支撑座正面放大结构示意图，图16是本发明底架支撑座侧面 放大结构示意图。底架支撑座8. 3水平端与支撑横梁8. 2. 4两端组焊，竖直端与立柱8. 1. 4 下端嵌入式连接，支撑座8. 3通过铆接孔8. 3. 1与L形下侧梁8. 1. 5和连接板8. 2. 5铆接。
6底架支撑座8. 3的结构如图所示。底架支撑座8. 3上端设置嵌入口 8. 3. 2，与立柱8. 1. 4嵌 入式组焊；下端口与底架支撑横梁8. 2. 4对接组焊。图17是本发明支撑座焊接结构示意图。L形下侧梁8. 1. 5与连接板8. 2. 5在竖直 方向上设有一定的间隙8. 3. 5，使货物的垂向作用力不是直接传给L形下侧梁8. 1. 5，而是 通过连接板8. 2. 5传递到底架支承座8. 3进而分散传递到车辆主要承载部件——整个侧墙 结构8. 1上。实现从结构设计上消除/减少底架结构在装载货物所产生的局部变形和应力 集中的功能。设置于大底架两端的底架支撑座8. 3带有一个观察操作孔8. 3. 3，中部底架支撑 座8. 3具有两个观察操作孔8. 3. 3，通过观察操作孔分别对端部及中部的集装箱锁闭装置 进行观察与操作。观察操作孔8. 3. 3对应车内位置为集装箱锁闭机构7，本发明所述车辆为 凹底、井式结构，集装箱装载时其锁闭流程是在车内底部完成，设置该观察操作孔是为了作 业人员能方便查看箱锁闭机构7中旋锁7. 1的作业状态，在需要时可以方便的通过该孔对 锁闭装置进行操作。本发明的底架支撑座8. 3在最大程度利用机车车辆下部限界的同时，通过其独特 结构实现与凹底架的铆焊组合连接，从结构设计上消除/减少底架结构在装载货物所产生 的局部变形和应力集中，提高车辆的安全可靠性，延长车辆的使用寿命。图11是本发明下层集装箱锁闭机构使用状态示意图，图12是本发明下层集装箱 锁闭机构开启状态示意图，图13是本发明上下层集装箱锁闭机构截面示意图，图14是本发 明上下层集装箱锁闭机构上部俯视示意图。如图所示集装箱固定锁闭机构是下层集装箱 10. 2通过集装箱锁闭机构7与大底架8固定，上层集装箱10. 1通过上下层集装箱锁闭机构 4与下层集装箱10. 2固定。下层集装箱锁闭机构7是可拆装全自动集装箱旋锁，每个平车共设有8套，在凹底 8. 2中间设置4套，两端各2套。上下层集装箱锁闭机构4是全自动集装箱旋锁，包括上锁头4. 1、锁座4. 3、下锁头 4. 2和可分离开锁杆4. 4构成。下层集装箱锁闭机构7都方便拆装，当运装20ft型集装箱时，八套锁闭装置全部 使用；当装运40ft型集装箱时，将中部4套锁闭装置的旋锁取出存于储藏箱内。自动旋锁 的工作状态及紧急释放操作，通过集装箱旋锁观察操作孔实现。下层集装箱锁闭机构7适 应多种需要的集装箱运载状态，安全且适应性高。上下层集装箱锁闭机构4是有上下锁头 4. 1和4. 2组成，配有飞体式开锁杆4. 4。锁紧后，开锁杆4. 4与锁分离，防止火车途中停车 或人为误开锁而导致安全问题发生；锁闭机构能实现上下锁头分别锁紧，防止在装载上层 集装箱时将将锁闭机构撞脱，杜绝由此引起的安全事故。目前自动旋锁属于现有技术，有大 量文献和相关专利公开。本发明凹底井式双层集装箱平车还有牵枕装置，主要由枕梁、牵引梁、端梁、大横 梁、端部地板等组成；枕梁为双腹板箱形截面结构；牵引梁为箱形截面放射形组焊梁，由整 体式冲击座、磨耗板、分体式心盘、整体式心盘座等组成。本发明双层集装箱平车设置半挂车支撑座，半挂车的牵引座落在支撑座承台面上 并使牵引销落在支撑座销孔内，使支撑座起到支承和定位的作用，支撑座承台面与底座采 用销连接，支撑座承台面有一定的转动角度；支撑座纵向可移动定位，以适应不同牵引座高度和不同车长的各型半挂车。 本发明凹底井式双层集装箱平车还有车钩缓冲装置采用E级钢17型联锁式车钩、 17型锻造钩尾框，MT-2型缓冲器，能更好的适应重载列车牵引的要求。车钩提杆上设有复 位弹簧，防止运行中由于震动造成意外开钩。转向架采用副构架转向架。制动装置采用转 向架集成式制动装置、可选择加装ECP制动系统，车辆一端布置有手制动装置，手制动装置 采用NSW型手制动机。
权利要求
一种双层集装箱平车，包括车钩缓冲装置(1)、半挂车支撑座(2)、车体(3)、转向架(5)、制动装置(6)和集装箱固定锁闭机构(4、7)，其中，车体(3)包括大底架(8)和牵枕装置(9)。其特征是所述大底架(8)横截面和纵截面结构为全钢焊接凹形结构，凹形结构上口形成大底架(8)井口形结构。
2.根据权利要求1所述的双层集装箱平车，其特征是所述大底架(8)包括侧墙 (8. 1)、凹底(8.2)；大底架(8)中间和两端对称地设有底架支撑座(8. 3)，底架支撑座 (8. 3)连接侧墙(8. 1)和凹底(8. 2)。
3.根据权利要求2所述的双层集装箱平车，其特征是所述侧墙(8.1)两端截面小于 中部形成变截面形状，由上侧梁(8. 1. 1)、侧墙板(8. 1. 2)、变截面槽形侧柱(8. 1. 3)、立柱 (8. 1.4)、L形下侧梁(8. 1.5)、导向座(8. 1.6)、变截面弯曲加强板(8.1.7)构成，其中侧墙 板(8. 1. 2)为三段不等厚度的板材拼接而成，上边缘与上侧梁(8. 1. 1)组焊，下边缘与L形 下侧梁(8. 1. 5)组焊，变截面槽形侧柱(8. 1. 3)、立柱(8. 1. 4)组焊于侧墙板(8. 1. 2)外表 面；变截面弯曲加强板(8. 1.7)由不同厚度板材组成变截面弯曲形状，与侧墙板变截面段 组焊。
4.根据权利要求3所述的双层集装箱平车，其特征是在上侧梁(8.1. 1)上有均勻布 置固定的导向座(8. 1.6)。
5.根据权利要求2所述的双层集装箱平车，其特征是所述凹底(8.2)由底部横梁 (8. 2. 1)、纵向梁(8. 2. 2)、地板(8. 2. 3)、支撑横梁(8. 2. 4)和连接板(8. 2. 5)构成；支撑 横梁(8.2.4)与连接板(8.2.5)底面组焊，位于凹底(8.2)中部和两端，连接板(8.2.5) 两端立面与侧墙板(8. 1. 2)内表面组焊，并通过铆接孔与L形下侧梁(8. 1. 5)、底架支撑座 (8. 3)铆接；底部横梁(8. 2. 1)与变截面槽形侧柱(8. 1. 3)对应，并组焊连接成U字型横 截面；纵向梁(8. 2. 2)纵向排列，与底部横梁(8. 2. 1)和支撑横梁(8. 2. 4)焊接固定；地板 (8. 2. 3)位于底部横梁和纵向梁之上，与连接板水平段对接焊。
6.根据权利要求2所述的双层集装箱平车，其特征是所述底架支撑座(8.3)有集装 箱旋锁观察操作孔(8. 3. 3)
7.根据权利要求6所述的双层集装箱平车，其特征是所述底架支撑座(8.3)底部水 平端(8. 3. 4)与支撑横梁(8. 2. 4)两端组焊，竖直端(8. 3. 2)与立柱(8. 1. 4)下端嵌入式 连接组焊，底架支撑座(8. 3)通过铆接孔(8. 3. 1)与L形下侧梁(8. 1. 5)和连接板(8. 2. 5) 进行铆接，L形下侧梁(8. 1. 5)与连接板(8. 2. 5)在竖直方向上设有一定的间隙(8. 3. 5)。
8.根据权利要求1至7任一项所述的双层集装箱平车，其特征是所述集装箱固定锁 闭机构(4、7)是下层集装箱(10. 2)通过下层集装箱锁闭机构(7)与大底架(8)固定，上层 集装箱(10. 1)通过上下层集装箱锁闭机构(4)与下层集装箱(10. 2)固定。
9.根据权利要求10所述的双层集装箱平车，其特征是所述下层集装箱锁闭机构(7) 是可拆装全自动集装箱旋锁，每个平车共设有8套，在凹底(8.2)中间设置4套，两端各2 套。
10.根据权利要求10所述的双层集装箱平车，其特征是所述上下层集装箱锁闭机构 (4)是全自动集装箱旋锁，包括上锁头(4. 1)、锁座(4. 3)、下锁头(4. 2)和可分离开锁杆 (4.4)构成。
全文摘要
本发明公开了一种双层集装箱平车，包括车钩缓冲装置、半挂车支撑座、车体、转向架、制动装置和集装箱固定锁闭机构，其中，车体包括大底架和牵枕装置；大底架横截面和纵截面结构为全钢焊接凹形结构，凹形结构上口形成大底架井口形结构；大底架包括侧墙、凹底；大底架在中间和两端对称地设有底架支撑座，支撑座连接侧墙和凹底。本发明凹底井式最大限度的利用线路限界，将车底承载面设计到允许的最低值；整车底部与牵引装置及上侧梁形成凹底结构；集装箱固定锁闭机构及相应观察孔能方便、安全地运载双层多规格集装箱；本发明平车自重轻、载重大并能同时满足多规格集装箱运输方式，大大提高铁路运输在多式联运的能力。
文档编号B61D3/20GK101927770SQ20101028200
公开日2010年12月29日 申请日期2010年9月15日 优先权日2010年9月15日
发明者唐青松, 杨春雷, 林结良, 潘树平 申请人:南车眉山车辆有限公司