高速动车组模块化地板和模块化地板的安装方法与流程

本发明涉及轨道车辆设备的技术领域，尤其涉及一种高速动车组模块化地板和模块化地板的安装方法。

背景技术：

随着crh3高速动车组在京津客运专线上的成功运行，拉开了我国高速铁路运营的序幕，标志着中国高铁走到了世界的前列。同时，随着旅客对列车舒适性的要求越来越高，对车内环境界面的振动和噪声的要求也不断提高。为此，有效的采取措施减振降噪、提高乘客的舒适性和安全性是当前高速列车发展的一项重要课题。

列车的噪声源主要包括三类：直达声、透射声和振动辐射声。根据研究可知振动辐射声是列车车厢内噪声中占比较大，因此，应该重点控制车体低频结构噪声传播，并对车内略显薄弱的中频段空气传播声加以控制。其中地板系统的有效隔声是降低车内噪声的关键环节。图1是现有技术中的地板系统的结构示意图，图2是现有技术中的地板系统的地板与车体底架连接的结构示意图。参照附图1和附图2所示，现有的地板系统构成较为简单，主要包括软木胶板材质的地板1、橡胶或pvc材质的地板布2、落叶松等二级木材标准的地板支承3以及玻璃棉防寒材4，其中地板支承2与车体钢结构底架通过焊接在底架的角码5上，采用螺栓6连接的方式进行固定。木地板1与地板支承3通过木螺钉6固定，在车体的钢结构底架上层涂覆阻尼沥青浆，减少由车体钢结构底架传导至车厢内部的噪音和震动。

然而在现有的结构中，由于是通过螺栓连接，这种结构存在功能性缺陷，在抑制和阻断中低频段(500hz-1000hz)的噪声效果上无显著效果。并且地板系统的制备原料中大量使用木材，不符合当今绿色环保的时代要求；同时，阻尼沥青浆的使用，无可避免的会挥发出苯基类的有害物质和可溶性铅、可溶性镉重金属物质，对旅行环境、旅客的身体健康造成一定的影响。

技术实现要素：

为了解决背景技术中提到的至少一个问题，本发明提供一种高速动车组模块化地板和模块化地板的安装方法，能够有效缓解由轮对传递至车厢的震动，抑制车厢内中低频段的噪音，并且具有优异的隔热性能，以保证车厢内部舒适的乘车环境。

为了实现上述目的，一方面本发明提供一种高速动车组模块化地板，包括设置在车体底部的支撑部、位于所述支撑部上的减震部以及位于所述减震部上的地板本体。

所述支撑部沿所述车体的长度方向延伸，所述支撑部包括多个首尾相连的支撑单元。

所述减震部包括底座和支座，所述底座设置在所述支撑部上，所述支座设置在所述底座上，所述支座和所述底座均具有中空腔体，当所述支座设置在所述底座上时，所述底座的中空腔体与所述支座的中空腔体连通，以形成用于缓解震动的减震区域。

在上述的高速动车组模块化地板中，可选的是，所述底座具有第一u型壳体，所述第一u型壳体的内部具有第一中空腔体，第一u型壳体的开口与所述第一中空腔体连通。

所述支座具有第二u型壳体，所述第二u型壳体的内部具有第二中空腔体，所述第二u型壳体的开口与所述第二中空腔体连通。

当所述支座设置在所述底座上时，所述第一u型壳体的开口与所述第二u型壳体的开口相对设置，以使所述第一中空腔体与所述第二中空腔体连通。

在上述的高速动车组模块化地板中，可选的是，所述减震部还包括减震件，所述减震件设置在所述第一u型壳体和所述第二u型壳体的连接处。

在上述的高速动车组模块化地板中，可选的是，所述第一u型壳体的内部还设有第三中空腔体，所述第三中空腔体与所述第一中空腔体互不连通，所述第三中空腔体用于缓解由所述车体的轮对传递至所述车体的车厢的震动。

在上述的高速动车组模块化地板中，可选的是，所述支撑单元包括上支撑板、下支撑板以及位于所述上支撑板和所述下支撑板之间的多个支撑架。

多个所述支撑架沿所述车体的长度方向首尾相连的设置在所述上支撑板和所述下支撑板之间。

每个所述支撑架内部具有多个通道，所述通道用于穿设所述车体的线路。

在上述的高速动车组模块化地板中，可选的是，所述减震部有多个，多个所述减震部沿所述车体的长度方向间隔设置在所述支撑部上。

在上述的高速动车组模块化地板中，可选的是，相邻的所述减震部之间设置有保温件。

在上述的高速动车组模块化地板中，可选的是，所述底座和所述支座为金属件，所述减震件为橡胶件，所述底座、所述支座和所述减震件硫化一体成型。

在上述的高速动车组模块化地板中，可选的是，所述支撑部的外表面涂覆有阻尼减震层。

另一方面，本发明还提供一种高速动车组模块化地板的安装方法，所述安装方法用于安装上述的高速动车组模块化地板，所述安装方法包括以下步骤：

在车体的支撑部外表面涂覆阻尼层；

在所述支撑部上沿所述车体的长度方向间隔设置多个减震部；

在相邻的所述减震部之间填充保温件；

在所述减震部和所述保温件上设置地板本体；

获取所述高速动车组模块化地板的实测强度参数和仿真模拟强度参数；

根据所述高速动车组模块化地板的强度参数、仿真模拟强度参数和预设安全阈值确定所述高速动车组模块化地板的安装安全性。

本发明提供的高速动车组模块化地板和模块化地板的安装方法，其中该高速动车组模块化地板包括支撑部、减震部和地板本体，通过将减震部设置在支撑部和地板本体之间，以阻隔由车体轮对传递至车厢内部震动和噪音。通过在减震部的底座和支座中设置中空腔体，在两者安装后，两者的中空腔体连通形成减震区域，并且在底座中设置第三中空腔体，在底座和支座的连接处设置减震件，从而有效吸收和缓解由轮对传递的震动和中低频噪声。通过在相邻的减震部之间设置保温件，以隔绝车厢外部传递至车厢内的热量，从而维持车厢内部的舒适温度。通过在支撑部的外表面涂覆阻尼减震层，吸收噪音能量从而减小噪音，因此本发明能够有效缓解由轮对传递至车厢的震动，抑制车厢内中低频段的噪音，并且具有优异的隔热性能，以保证车厢内部舒适的乘车环境。

附图说明

图1是现有技术中的地板系统的结构示意图；

图2是现有技术中的地板系统的地板与车体底架连接的结构示意图；

图3为本发明实施例一提供的高速动车组模块化地板的结构示意图；

图4为本发明实施例一提供的高速动车组模块化地板的减震部的结构示意图；

图5为本发明实施例一提供的高速动车组模块化地板的支撑部的支撑单元的结构示意图；

图6为本发明实施例一提供的告诉动车组模块化地板的保温件的结构示意图；

图7为本发明实施例二提供的高速动车组模块化地板的安装方法的流程示意图。

附图标记说明：

1-地板；

2-地板布；

3-地板支承；

4-防寒材；

5-角码；

6-螺栓；

10-支撑部；

11-上支撑板；

12-下支撑板；

13-支撑架；

20-减震部；

21-底座；

211-第一中空腔体；

212-第三中空腔体；

22-支座；

221-第二中空腔体；

23-减震件；

30-地板本体；

40-保温件；

41-高阻尼吸音泡沫；

42-铝箔反射层；

43-压敏胶。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的优选实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

图3为本发明实施例一提供的高速动车组模块化地板的结构示意图。图4为本发明实施例一提供的高速动车组模块化地板的减震部的结构示意图。图5为本发明实施例一提供的高速动车组模块化地板的支撑部的支撑单元的结构示意图。图6为本发明实施例一提供的告诉动车组模块化地板的保温件的结构示意图。

参照附图3至附图6所示，本发明实施例一提供高速动车组模块化地板，包括设置在车体底部的支撑部10、位于支撑部10上的减震部20以及位于减震部20上的地板本体30。

支撑部10沿车体的长度方向延伸，支撑部10包括多个首尾相连的支撑单元。

减震部20包括底座21和支座22，底座21设置在支撑部10上，支座22设置在底座21上，支座22和底座21均具有中空腔体，当支座22设置在底座21上时，底座21的中空腔体与支座22的中空腔体连通，以形成用于缓解震动的减震区域。

需要说明的是，列车的噪声源主要包括直达声、透射声和振动辐射声。前两种属于空气传播声，后一种属于结构传播声。空气传播声以200hz以上的中高频为主，结构传播声以200hz以下的低频为主。目前从高速动车组的声源识别结果来看，线性计权下，车内噪声显著频段集中在200hz以下的低频频段，以低频结构传播声为主；a计权下，车内噪声显著频段集中在中低频频段(80hz～1000hz)。因此，应该重点控制车体低频结构噪声传播；并对车内略显薄弱的中频段空气传播声加以控制。所以，车内噪声问题可以通过归结为“声源－传播路径－受声点”模型进行描述。为此，车内噪声的控制也可以从上面三大部分来分别相应的加以控制，即：调控源头--切断、阻隔传播路径-保护受声点。

轮轨噪声是铁路车辆的主要噪声源，车内噪声有一半以上直接或间接地来自轮轨运动。根据英国技术人员对所制造的apt-e型列车的试验表明，轮轨噪声与速度的2-4次方成正比。轮轨噪声包括车轮经过轨道接头时的冲击噪声；车轮缺陷产生的冲击噪声；弯道运行时轮对横向位移产生的尖啸声。其中,滚动噪声贯穿车辆运行的始终。

通过国内外的大量实车试验表明,整个车辆的外表面的噪声声场,以地板部位为最大、其次是侧墙部位，而车顶部位最少。所以，地板系统的有效隔声是降低车内噪声的关键环节。

由于我国的铁路运输量能严重不足，缺口较大，所以铁路部门一直将提高运能和速度列为工作重点，但随着人民生活水平的逐步提高，对铁路客车的舒适度要求逐渐提高。但我国对铁路客车的舒适度的研究起步较晚，追随的仍多是原苏联时期的设计理论及产品结构，反映到我国的铁路客车上的设计，基本上还处于初级阶段，主要在设计结构上以满足结构的强度要求、满足旅客的使用功能为主，基本上对减振降噪的要求很少，甚至不做要求。

基于上述的研究基础和技术问题，本实施例提供的高速动车组模块化地板主要采用铝合金型材底架+多层复合木地板+浮置隔振系统的形式。这种隔声结构的对高频噪声的抑制较为显著。其中，地板本体30可以包括地板和地板布，地板可以由两个面层和芯材构成的复合板材，其表面涂吸潮漆，使用胶粘剂粘接。其中，面层采用了白桦和软木组合多层压板，每层板材的厚度可以大约为9.6mm，一共可以设7层芯板结构；木地板中间的芯材，采用0.2mm隔音层。按此结构，地板的隔音加权值至少为31db。地板布可以采用3mm厚的橡胶板，利用橡胶优异的减振性能，对于旅客脚步的吸音性能，同时具有耐磨性、防滑性、防火功能和烟雾扩展功能等。地板布的粘接胶可以选取高强溶剂基接触粘合剂，其易于刮涂、快干(等待时间约20min)、高初始强度(使导槽圆弧部位粘接后不易产生位移和造成粘接不实)、较好的耐热性能。

通过减震部20连接支撑部10和地板本体30，其中支撑部10可以是多个沿车体的长度方向连接的支撑单元组成，通过将长度较大的支撑部10分为多个长度较小的支撑单元，减小了支撑部10的生产和装配难度。

进一步地，参照附图4所示，底座21具有第一u型壳体，第一u型壳体的内部具有第一中空腔体211，第一u型壳体的开口与第一中空腔体211连通。

支座22具有第二u型壳体，第二u型壳体的内部具有第二中空腔体221，第二u型壳体的开口与第二中空腔体221连通。

当支座22设置在底座21上时，第一u型壳体的开口与第二u型壳体的开口相对设置，以使第一中空腔体211与第二中空腔体221连通。

具体的，第一u型壳体的内部还设有第三中空腔体212，第三中空腔体212与第一中空腔体211互不连通，第三中空腔体212用于缓解由车体的轮对传递至车体的车厢的震动。

需要说明的是，该第一u型壳体和第二u型壳体在连接时，可以是第一u型壳体的两个自由端与第二u型壳体的两个自由端连接，从而保证第一u型壳体内的第一中空腔体211和第二u型壳体内部的第二中空腔体221连通。通过第一中空腔体211和第二中空腔体221以及第三中空腔体212，分级缓解轮对传递至车厢的震动。

进一步地，减震部20还包括减震件23，减震件23设置在第一u型壳体和第二u型壳体的连接处。

底座21和支座22为金属件，减震件23为橡胶件，底座21、支座22和减震件23硫化一体成型。

需要说明的是，该减震件23可以是第二u型壳体的两个自由端的外侧壁面贴设在第一u型壳体的两个自由端的内侧壁面，或者第二u型壳体的两个自由端的内侧壁面贴设在第一u型壳体的两个自由端的外侧壁面。减震件23设置在第一u型壳体和的第二u型壳体的贴合处，从而缓解两者连接处的震动。

其中底座21和支座22可以是由铝型材制备，减震件23可以是环保、阻燃性能优良且弹性优异的橡胶材料制成。通过硫化工艺使三者一体成型，不仅能够增加支撑强度，还可以缓解震动和噪声。

在支座22的上表面，即支座22与地板的连接处设置橡胶减震层，提高连接区域的减震效果。

进一步地，支撑单元包括上支撑板11、下支撑板12以及位于上支撑板11和下支撑板12之间的多个支撑架13。

多个支撑架13沿车体的长度方向首尾相连的设置在上支撑板11和下支撑板12之间。

每个支撑架13内部具有多个通道，通道用于穿设车体的线路。

需要说明的是，本实施例提供的支撑部10的多个支撑单元，可以是通过螺纹连接、卡扣连接或销钉连接等可拆卸的方式连接，也可以是通过焊接等不可拆卸的方式连接。其中支撑单元的上支撑板11和下支撑板12可以是平板结构，两者可以是板面相互平行设置，在两者之间形成用于设置支撑架13的区域。支撑架13的上下两个端部可以分别与上支撑架13和下支撑架13通过焊接连接。该支撑架13可以“h”形支架，也可以是三角形支架。其中参照附图3和附图5所示，本实施例中以三角形的支撑架13为例进行说明，三角形支撑架13具有较强的支撑稳定性。在支撑架13中具有多个通道，通道可以用于穿设车体的各种通电或通信线路，以完成车体布线。

进一步地，减震部20有多个，多个减震部20沿车体的长度方向间隔设置在支撑部10上。相邻的减震部20之间设置有保温件40。

需要说明的是，参照附图7所示，本实施例具有多个间隔设置的保温件40，每个保温件40可以使用防寒材料制成，其中防寒材使用新型高阻尼隔音材料：由下向上依次包含亚敏胶43层、铝箔反射层42以及高阻尼吸音泡沫41层。在上下两层连续铺设约30mm厚的吸音泡沫片；在中间层，铺设约2mm厚度的隔音片。通过这两种隔音材料的组合使用，可以有效的抑制中低频段的噪声等级，实现对轮轨噪声的阻隔。

进一步地，支撑部10的外表面涂覆有阻尼减震层。本实施例提供的阻尼减震层可以是涂覆的阻尼浆，作为一种水基型乳液，具有优良的阻尼特性，有效抑制构件的共振，并可以牢固的吸附在车体底架上，即使底架上部喷涂了底漆也不影响其粘接强度。

本发明实施例一提供的高速动车组模块化地板，包括支撑部10、减震部20和地板本体30，通过将减震部20设置在支撑部10和地板本体30之间，以阻隔由车体轮对传递至车厢内部震动和噪音。通过在减震部20的底座21和支座22中设置中空腔体，在两者安装后，两者的中空腔体连通形成减震区域，并且在底座21中设置第三中空腔体212，在底座21和支座22的连接处设置减震件23，从而有效吸收和缓解由轮对传递的震动和中低频噪声。通过在相邻的减震部20之间设置保温件40，以隔绝车厢外部传递至车厢内的热量，从而维持车厢内部的舒适温度。通过在支撑部10的外表面涂覆阻尼减震层，吸收噪音能量从而减小噪音，因此本发明能够有效缓解由轮对传递至车厢的震动，抑制车厢内中低频段的噪音，并且具有优异的隔热性能，以保证车厢内部舒适的乘车环境。

实施例二

图7为本发明实施例二提供的高速动车组模块化地板的安装方法的流程示意图。参照附图7所示，在上述实施例一的基础上，本发明实施例二还提供一种高速动车组模块化地板的安装方法，安装方法用于安装实施例一中的高速动车组模块化地板，安装方法包括以下步骤：

s1：在车体的支撑部外表面涂覆阻尼层；

s2：在支撑部上沿车体的长度方向间隔设置多个减震部；

s3：在相邻的减震部之间填充保温件；

s4：在减震部和保温件上设置地板本体；

s5：获取高速动车组模块化地板的实测强度参数和仿真模拟强度参数；

s6：根据高速动车组模块化地板的强度参数、仿真模拟强度参数和预设安全阈值确定高速动车组模块化地板的安装安全性。

需要说明的是，本实施例提供的安装方法中，可以按照模块化地板由下向上的安装顺序进行，即按照支撑部的制备、减震部和保温件的安装以及地板本体的铺设顺序进行。在完成模块化地板的安装后，对该模块化地板的安装效果进行测评。

其中强度参数包括了该模块化地板沿车体的长度方向、沿车体的宽度方向以及沿车体的高度方向所受到的载荷。仿真模拟过程是在计算机中根据需要的强度参数建立该模块化地板的弹性支承有限元模型，本实施例对该模型的具体建立过程并不加以限制。

在计算过程中，可以首先获取该模块化地板在实际测量过程中的沿车体长度方向的实测载荷、沿车体宽度方向的实测载荷以及沿车体高度方向的实测载荷，其次根据弹性支承有限元模型模拟计算得到沿车体长度方向的模拟载荷、沿车体宽度方向的模拟载荷以及沿车体高度方向的模拟载荷。

根据沿车体长度方向的实测载荷以及模拟载荷确定沿车体长度方向的第一模拟参数，该第一模拟参数可以是两者的比值。同理可以根据沿车体长度方向的实测载荷以及模拟载荷确定沿车体宽度方向第二模拟参数，以及根据沿车体高度方向的实测载荷以及模拟载荷确定沿车体高度方向第三模拟参数。分别将第一模拟参数、第二模拟参数以及第三模拟参数与预设阈值的大小关系确定该模块化地板的安装安全性，该预设阈值可以根据需要确定，本实施例对此并不加以确定。

其他技术特征与实施例一相同，并能达到相同的技术效果，在此不再一一赘述。

本发明实施例二提供的高速动车组模块化地板的安装方法，其中该安装方法用于安装高速动车组模块化地板，该模块化地板包括支撑部、减震部和地板本体，通过将减震部设置在支撑部和地板本体之间，以阻隔由车体轮对传递至车厢内部震动和噪音。通过在减震部的底座和支座中设置中空腔体，在两者安装后，两者的中空腔体连通形成减震区域，并且在底座中设置第三中空腔体，在底座和支座的连接处设置减震件，从而有效吸收和缓解由轮对传递的震动和中低频噪声。通过在相邻的减震部之间设置保温件，以隔绝车厢外部传递至车厢内的热量，从而维持车厢内部的舒适温度。通过在支撑部的外表面涂覆阻尼减震层，吸收噪音能量从而减小噪音，因此本发明能够有效缓解由轮对传递至车厢的震动，抑制车厢内中低频段的噪音，并且具有优异的隔热性能，以保证车厢内部舒适的乘车环境。同时该安装方法能够有效评定模块化地板的安装安全性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。