悬挂式单轨列车及其车体结构的制作方法

本发明涉及轨道列车领域，特别是涉及一种悬挂式单轨列车的车体结构。此外，本发明还涉及一种包括上述车体结构的悬挂式单轨列车。

背景技术：

悬挂式单轨列车为了连接车体上部的走行部件，通常会在车体结构的顶部设置落车横梁结构，以实现车辆悬挂运行。现有技术中，落车横梁与车体的连接一般采用焊接或铆接的方式。

但是采用焊接结构存在后期维护无法拆卸、焊缝疲劳以及采用异种金属时难以焊接等问题。而铆接结构也存在诸多问题，落车横梁通常安装于两个顶盖边梁内侧，由于制造误差，两个顶盖边梁内宽较之理论值会存在一定偏差且不均匀，这些尺寸偏差会严重影响铆接。工程上通常使用不同厚度的调整垫进行调整，但效果不够理想且耗费时间。铆接结构也存在后期维护拆卸困难的问题。落车横梁需要车体顶盖边梁内侧提供连接板来进行铆接，而这个连接板与车体顶盖边梁的连接通常采用焊接，该区域同样存在着焊缝疲劳问题。

同时，目前悬挂式车体的车钩安装结构，通常会在安装面后侧焊接一定数量的用于局部加强的支撑结构，结构较为复杂，大量部件拼焊在一起，焊接量大，不利于结构强度的提高。此外，目前悬挂式单轨列车由于车体结构端部空间受限，在纵向力传递路径上，没有足够的长度来设计过渡结构，应力集中现象较为明显。

因此，如何提供一种便于拆卸安装且高强度的车体结构是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种悬挂式单轨列车的车体结构，以搭接的方式通过螺栓连接顶盖边梁和落车横梁，便于拆卸安装。本发明的另一目的是提供一种包括上述车体结构的悬挂式单轨列车。

为解决上述技术问题，本发明提供一种悬挂式单轨列车的车体结构，包括沿车体长度方向延伸且相互平行的两个顶盖边梁和两个底架边梁，还包括用于螺栓连接车钩的车钩横梁和安装结构，所述安装结构固定连接两个所述顶盖边梁的前端，所述车钩横梁固定连接两个所述顶盖边梁的后端，还包括落车横梁和转向架，所述顶盖边梁的内侧设置有水平的托臂，所述落车横梁两端的上表面分别与两个所述顶盖边梁的所述托臂的下表面相抵并通过螺栓连接，所述落车横梁中部的上表面连接所述转向架。

优选地，所述托臂沿车体长度方向延伸且外侧边缘连接所述顶盖边梁内侧面的中部，所述托臂上方设置有斜撑，所述斜撑的上部边缘连接所述顶盖边梁的上部边缘，所述斜撑的下部边缘连接所述托臂的内侧边缘。

优选地，所述斜撑对应所述落车横梁端部的位置设置有用于安装螺栓的避让缺口。

优选地，所述落车横梁包括两个沿车体宽度方向延伸的连接横梁和两个沿车体长度方向延伸的辅助纵梁，两个所述辅助纵梁连接于两个所述连接横梁之间，两个所述连接横梁的端部连接所述托臂，两个所述连接横梁的中部连接所述转向架，包括两个所述落车横梁，分别连接所述顶盖边梁的两端。

优选地，所述车钩横梁的内侧面设置有加强筋板，所述加强筋板上设置有用于安装螺栓的避让缺口。

优选地，同侧的所述顶盖边梁和所述底架边梁之间设置有竖直的端墙立柱、角立柱和门立柱，所述底架边梁的端部连接有底架端梁。

优选地，所述门立柱与所述顶盖边梁的连接处以及所述门立柱与所述底架边梁的连接处设置有圆滑过渡门角。

优选地，所述安装结构包括安装座、缓冲梁和两个牵引翼梁，所述安装座的前端用于螺栓连接车构，且所述安装座前端的两侧分别连接两个所述牵引翼梁的内端，两个所述牵引翼梁的外端分别连接两个所述顶盖边梁，所述缓冲梁的中部连接所述安装座的后端，所述缓冲梁的两端分别连接两个所述顶盖边梁。

优选地，所述顶盖边梁和所述车钩横梁为型材结构梁，所述安装座和所述牵引翼梁为箱型结构。

本发明提供一种悬挂式单轨列车，包括车体结构，所述车体结构具体为上述任意一项所述的车体结构。

本发明提供一种悬挂式单轨列车的车体结构，包括沿车体长度方向延伸且相互平行的两个顶盖边梁和两个底架边梁，还包括用于螺栓连接车钩的车钩横梁和安装结构，安装结构固定连接两个顶盖边梁的前端，车钩横梁固定连接两个顶盖边梁的后端，还包括落车横梁和转向架，顶盖边梁的内侧设置有水平的托臂，落车横梁两端的上表面分别与两个顶盖边梁的托臂的下表面相抵并通过螺栓连接，落车横梁中部的上表面连接转向架。

顶盖边梁与落车横梁的安装全部采用结构搭接并通过螺栓进行紧固的方式，列车自重及载重传递到顶盖边梁继而传递到车体骨架结构，直接通过车体主结构承载，螺栓轴向不受力，仅起紧固作用，提升了结构安全性，且具有对装配精度要求低、便于现场制造，易于拆卸及后期维护方便等优点。

进一步地，安装结构的部件简单，采用挤压成型的整体型材结构，避免了众多部件拼焊的焊接问题，提高了结构强度。同时车体结构传力路径合理，整体结构具有优良的强度和刚度性能。

本发明还提供一种包括上述车体结构的悬挂式单轨列车，由于上述车体结构具有上述技术效果，上述悬挂式单轨列车也应具有同样的技术效果，在此不再详细介绍。

附图说明

图1为本发明所提供的车体结构的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本发明所提供的车体结构的一种具体实施方式中落车横梁的连接位置局部放大图；

图3为本发明所提供的车体结构的一种具体实施方式中落车横梁的剖面示意图；

图4为本发明所提供的车体结构的一种具体实施方式中车钩横梁的连接位置局部放大图；

图5为本发明所提供的车体结构的一种具体实施方式中车钩横梁的剖面示意图；

图6为本发明所提供的车体结构的一种具体实施方式中安装结构的连接位置局部放大图；

图7为本发明所提供的车体结构的一种具体实施方式中安装结构的剖面示意图；

图8为本发明所提供的车体结构的一种具体实施方式中门立柱上端的连接位置局部放大；

图9为本发明所提供的车体结构的一种具体实施方式中门立柱下端的连接位置局部放大。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种悬挂式单轨列车的车体结构，以搭接的方式通过螺栓连接顶盖边梁和落车横梁，便于拆卸安装。本发明的另一核心是提供一种包括上述车体结构的悬挂式单轨列车。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图9，图1为本发明所提供的车体结构的一种具体实施方式的结构示意图；图2为本发明所提供的车体结构的一种具体实施方式中落车横梁的连接位置局部放大图；图3为本发明所提供的车体结构的一种具体实施方式中落车横梁的剖面示意图；图4为本发明所提供的车体结构的一种具体实施方式中车钩横梁的连接位置局部放大图；图5为本发明所提供的车体结构的一种具体实施方式中车钩横梁的剖面示意图；图6为本发明所提供的车体结构的一种具体实施方式中安装结构的连接位置局部放大图；图7为本发明所提供的车体结构的一种具体实施方式中安装结构的剖面示意图；图8为本发明所提供的车体结构的一种具体实施方式中门立柱上端的连接位置局部放大；图9为本发明所提供的车体结构的一种具体实施方式中门立柱下端的连接位置局部放大。

本发明具体实施方式提供一种悬挂式单轨列车的车体结构，包括两个顶盖边梁2和两个底架边梁7，作为承受和传递纵向和垂向作用力的主要部件，四个边梁均沿车体长度方向延伸且相互平行，形成车体的框架，两个顶盖边梁2之间填充有顶板，两个底架边梁7之间填充有地板。还包括车钩横梁3和安装结构1，安装结构1的两端分别固定连接两个顶盖边梁2的前端，车钩横梁3的两端分别固定连接两个顶盖边梁2的后端，此处可采用焊接的方式连接，也可采用其他连接方式。

进一步地，同侧的顶盖边梁2和底架边梁7之间设置有竖直的端墙立柱4、角立柱5和门立柱6，主要承受垂向作用力，底架边梁7的端部连接有底架端梁8，即底架端梁8的两端分别连接两个底架边梁7同一端的端部。端墙立柱4的顶端与车钩横梁3连接，角立柱5的上端连接顶盖边梁2的端部，角立柱5的下端连接底架边梁7的同侧端部，形成车体的侧面框架，在顶盖边梁2的中部和底架边梁7的中部之间连接多个门立柱6，用于安装车门，没有安装车门的位置填充侧墙板，并设置一定量的窗框，用于安装车窗。在对应位置设置端墙立柱4、角立柱5、门立柱6，将载荷传递到顶盖边梁2和底架边梁7，继而形成一个整体承载骨架结构。

在门立柱6与顶盖边梁2的连接处以及门立柱6与底架边梁7的连接处设置有圆滑过渡门角9。即门洞区域的四角设置门角9，合理设计门角9的外形，形成圆滑过渡的区域，避免了在该区域形貌突变的高应力处存在焊缝，有利于改善连接部位的应力水平，并且更加美观，类似的结构同样应用于窗角区域。

本发明具体实施方式提供的车体结构还包括落车横梁10和转向架11，在顶盖边梁2的内侧设置有水平的托臂2-1，安装时，落车横梁10的两端位于托臂2-1的下方，即落车横梁10两端的上表面分别与两个顶盖边梁2的托臂2-1的下表面相抵，并通过螺栓连接，落车横梁10中部的上表面连接转向架11。转向架11通过落车横梁10与顶盖边梁2相连，亦将车辆运行中的纵向力传递到顶盖边梁2上，安装完成后，车体的重量及载重为向下的力，通过托臂2-1传递至落车横梁10，向下压落车横梁10，再传递至转向架11，此过程中螺栓并未受到拉力。

顶盖边梁2与落车横梁10的安装全部采用结构搭接并通过螺栓进行紧固的方式，列车自重及载重传递到顶盖边梁3继而传递到车体骨架结构，直接通过车体主结构承载，螺栓轴向不受力，仅起紧固作用，提升了结构安全性，且具有对装配精度要求低、便于现场制造，易于拆卸及后期维护方便等优点。进一步地，安装结构的部件简单，采用挤压成型的整体型材结构，避免了众多部件拼焊的焊接问题，提高了结构强度。同时车体结构传力路径合理，整体结构具有优良的强度和刚度性能。

具体地，托臂2-1为沿车体长度方向延伸的板状结构，可以与顶盖边梁2的长度相同，能够提高顶盖边梁2的强度，其中顶盖边梁2、车钩横梁3及安装结构1形成了一个框架结构，定义各部件朝向框架结构内部的一面为内侧，朝向框架结构外部的一面为外侧，托臂2-1的外侧边缘连接顶盖边梁2内侧面的中部，同时托臂2-1上方设置有斜撑2-2，斜撑2-2的上部边缘(外侧边缘)连接顶盖边梁2的上部边缘，斜撑2-2的下部边缘(内侧边缘)连接托臂2-1的内侧边缘。即托臂2-1、斜撑2-2和顶盖边梁2的部分内侧面形成了一个三角形结构，提升刚度，顶盖边梁2与托臂2-1、斜撑2-2采用挤压成型的型材结构。为了便于螺栓的安装，斜撑2-2对应落车横梁10端部的位置设置避让缺口，可以通过铣除的方式加工出来。

在本发明具体实施方式提供的车体结构中，落车横梁10包括两个沿车体宽度方向延伸的连接横梁10-1和两个沿车体长度方向延伸的辅助纵梁10-2，两个辅助纵梁10-2连接于两个连接横梁10-1之间，形状类似于横跨车体的爬梯，两个连接横梁10-1的端部连接同侧的托臂2-1，同时两个连接横梁10-1的中部连接转向架11，提高强度。可以根据情况调整落车横梁10的数量及具体结构，如设置两个落车横梁10，分别连接顶盖边梁2的两端，对应设置两个转向架11即可。

在上述各具体实施方式提供的车体结构的基础上，安装结构1包括安装座1-1、缓冲梁1-3和两个牵引翼梁1-2，安装座1-1的前端用于螺栓连接车构，且安装座1-1前端的两侧分别固定连接两个牵引翼梁1-2的内端，两个牵引翼梁1-2的外端分别固定连接两个顶盖边梁2的前端，缓冲梁1-3的中部固定连接安装座1-1的后端，缓冲梁1-3的两端分别固定连接两个顶盖边梁2。即各部件呈“土”字型布置，两横的端部连接两个顶盖边梁2，一竖的端部连接车钩。

安装座1-1为纵向设置的封闭箱型结构，箱型结构平行轨面的上部平面为车钩安装面，开设安装孔通过螺栓连接车钩，下部平面加工出螺栓安装所需的空间。牵引翼梁1-2也为封闭的箱型结构，分别布置于安装座1-1两侧，另一端与顶盖边梁2相连，承受扭转力和横向作用力。车钩横梁3、安装结构1、底架端梁8与门立柱6、角立柱5对齐。

其中，车钩横梁3的内侧面设置有加强筋板，加强筋板上设置有用于安装螺栓的避让缺口。车钩安装于车钩横梁3外端面，在外端面开设有车钩安装孔，车钩通过螺栓、螺母、止转块等安装于车钩横梁3内端面。同时内端面处设置适当加强筋板提供足够支撑，加强筋板在车钩安装区域将被铣除为避让缺口，为螺栓提供安装空间，其余位置的加强筋板尽可能保留以提升该结构的承载能力。进一步地，车钩横梁3与加强筋板采用一体挤压成型的型材结构。通过合理设计车钩横梁3的型材断面，既提供了中间车钩安装接口，又在及其有限的空间内将车辆纵向力传递到顶盖边梁2上；并通过箱型结构的安装座1-1和牵引翼梁1-2，与紧随其后的缓冲梁1-3配合，将巨大的纵向力分散到顶盖边梁2上。

除了上述车体结构，本发明的具体实施方式还提供一种包括上述车体结构的悬挂式单轨列车，该悬挂式单轨列车其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本发明所提供的悬挂式单轨列车及其车体结构进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。