CN103625487A - 一种轨道车辆的地板结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轨道车辆的地板结构，包括车体底架结构、地板布、隔热材及金属板，所述地板布敷设在所述车体底架结构的上表面上，所述车体底架结构的下层设置所述隔热材，在所述隔热材的下表面再敷设所述金属板，所述金属板与所述车体底架结构固定连接。本发明整体结构简单，重量轻，在底架结构的下方敷设隔热材及不锈钢金属板，由最底层的金属板直接面对火灾时的火焰，充分利用不锈钢的高熔点性，延迟车体结构的垮塌，使车体结构得到有效保护，尤其对熔点低的铝合金车体更有利。
Description
技术领域
本发明涉及一种地板，特别涉及一种在城轨等轨道车辆上使用的具有防火功能的地板结构,属于轨道车辆技术领域。
背景技术
如图1和图2所示，轨道车辆的地板结构常规做法是在车体底架结构上层（即客室内侧）铺设隔热隔音材，然后铺设内饰防滑阻燃地板布方式。
图1所示的为陶粒沙结构，在车体底架结构1的上方设置隔热材3，隔热材3的上方再敷设一层地板布2，该结构中隔热材3采用陶粒沙。图2所示的为悬浮地板结构，在车体底架结构1的上方设置隔热材3，隔热材3的上方再设置一层铝蜂窝板4，铝蜂窝板4的上方敷设一层地板布2，隔热材3为玻璃丝棉。
上述两种结构的地板都属于在车体结构的上层敷设隔热材，如果车辆下部发生人为火灾，受火面首先是底部的车体底架结构1，然后通过车体底架结构1直接传导到隔热材3，继而到地板布2的表面。这种结构较适合于熔点较高的碳钢和不锈钢金属车体，着火时车体结构崩溃有一定的延迟时间。其中，陶粒沙高温隔热型较好，但重量重，对降低运输能耗不利；玻璃丝棉常温隔热性可以，但高温性差，工作温度低，重量轻。
随着人们对防火认识的提高，地板防火指标的检测标准也越来越高，由于地板结构在车辆上属于承重部件，建议检验标准采用BS476.21承重构件耐火的测定方法，以及NFPA130地板结构的组件试验方法要求为ASTM119,按照ASTM814在地板组件未受火侧进行加载。采用NFPA130要求的试验方法，试验样件更符合车辆的实际结构。阻燃试验的燃烧时间不得少于从车辆上疏散乘客所需的时间（标称试验时间不得小于15分钟），考虑到与列车疏散能力的匹配，建议火障的标准至少为45分钟，现有的地板结构已经不适用现代高标准防火要求的城轨车辆。
发明内容
本发明主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种可以有效保护车体结构，大幅度提高地板耐火性能，更加安全可靠的轨道车辆的地板结构。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种轨道车辆的地板结构，包括车体底架结构、地板布、隔热材及金属板，所述地板布敷设在所述车体底架结构的上表面上，所述车体底架结构的下层设置所述隔热材，在所述隔热材的下表面再敷设所述金属板，所述金属板与所述车体底架结构固定连接。
进一步，所述隔热材为陶瓷纤维。
进一步，所述隔热材的厚度为50-80mm。
进一步，所述金属板为不锈钢板。
进一步，所述金属板的厚度为0.4-1mm。
进一步，所述金属板沿车体的横向向两侧的底架边梁方向延伸并向下折弯，在所述金属板与所述底架边梁之间也填充有所述隔热材。
进一步，所述地板布与所述车体底架结构的上表面之间用胶粘结固定。
进一步，所述地板布为橡胶地板布。
进一步，所述车体底架结构包括位于上层的中空型材层及位于下层的吊挂梁层，所述金属板位于所述吊挂梁层的下表面，所述金属板与所述吊挂梁固定连接，所述隔热材填充于所述中空型材层的下表面与所述金属板之间的空间内。
进一步，所述金属板与所述吊挂梁之间铆接固定连接。
综上内容，本发明所述的一种轨道车辆的地板结构，与现有技术相比，具有如下优点：
（1）在底架结构的下方敷设隔热材及不锈钢金属板，由最底层的金属板直接面对火灾时的火焰，充分利用不锈钢的高熔点性，延迟车体结构的垮塌，使车体结构得到有效保护，尤其对熔点低的铝合金车体更有利。
（2）整体结构简单，重量轻，满足城轨车辆对轻量化的较高的要求，还可以降低地板结构的整体高度。
（3）该地板结构根据火障时间的要求不同，结构变形也更方便。
附图说明
图1是现有技术地板结构示意图一；
图2是现有技术地板结构示意图二；
图3是本发明地板结构示意图；
图4是图3的Ⅰ局部放大图；
图5是图3的A-A剖面图。
如图1至图5所示，车体底架结构1，地板布2，隔热材3，铝蜂窝板4，金属板5，中空型材层6，吊挂梁层7，上层铝板8，下层铝板9，横梁10，纵梁11，底架边梁12，加强筋13。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
如图3至图5所示，一种轨道车辆的地板结构，包括车体底架结构1、地板布2、隔热材3及金属板5。
其中，车体底架结构1包括位于上层的中空型材层6及位于下层的吊挂梁层7，在车体底架结构的两则还设置有底架边梁12，在城轨车辆中，该中空型材层6一般采用铝型材。中空型材层6包括上层铝板8、下层铝板9及中间的加强筋13，吊挂梁层7中包括用于吊挂车下设备的横梁10和纵梁11，还包括枕梁（图中未示出）等，横梁10和纵梁11通过螺栓与中空型材层6固定连接。
地板布2直接敷设在中空型材层6的上层铝板8的上表面上，即构成车厢内地板，地板布2采用防滑的橡胶地板布，地板布2与上层铝板8的上表面之间用胶粘结固定，地板布2的厚度大约在5.5mm左右，NF F16-101防火等级为M1/F1级。
金属板5设置于吊挂梁层7的下表面，即金属板5与横梁10和纵梁11的下表面之间通过铆钉固定连接，在金属板5的相应位置开有螺栓孔等，用于吊挂车下设备。在中空型材层6的下表面与金属板5之间的空间内填充隔热材3，即横梁10、纵梁11等被包裹在隔热材3内，金属板5沿车体的横向向两侧的底架边梁12方向延伸并向下折弯，在金属板5与底架边梁12之间也填充有隔热材3，金属板5与底架边梁12之间也同样通过铆钉固定连接。
本实施例中，为提高防火性能，金属板5采用不锈钢板，金属板5的厚度优选为0.4-1mm之间，最佳值为0.5mm，即可以保证其防火性能，又不会增加整车重量，同时又具有较强的承载能力。如果车辆下部发生人为火灾，受火面不在是现有技术中的车体结构，而是不锈钢的金属板5，不锈钢板具有高熔点性，可以起到较好的阻挡作用，延迟车体结构的垮塌，使车体结构得到有效保护。
本实施例中，隔热材3采用陶瓷纤维，厚度在50-80mm之间，优选为60mm，即可以保证其隔热性能，又不会增加整车重量及加厚地板的厚度。陶瓷纤维是一种优良的耐火材料，具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机械震动等优点，可以满足车辆热工性能的需要。陶瓷纤维容重100kg/m3，高温热收缩性小,常温（33℃）导热系数为0.034W/(m.K)，其可耐温1260℃。
陶瓷纤维的高温导热系数如下表1所示：
表1
| 温度 | 导热系数 |
| 400℃ | 0.10W/(m.K) |
| 600℃ | 0.14W/(m.K) |
| 800℃ | 0.20W/(m.K) |
| 1000℃ | 0.29W/(m.K) |
| 1200℃ | 0.42W/(m.K) |
以上述地板结构作为试验对象，进行防火试验，试验过程及试验结论如下：
制造用于试验的试验样块，该试验样块的受火部分长度为3482米（地板结构的受火部分长度最低3.1米），宽度为车辆地板的正常宽度。
试验时，地板结构的非受火侧（地板布面）加载，负载与车辆地板设计负载一致。检验地板结构在高温及设计负载下的变形量。设计负载包括地板上物品的静态负载、地方上下方设备造成的静态负载、乘客冲击负载重量以及其他设计负载，最后再乘以一个安全因数。
整个地板结构如果依照NFPA130标准通过了底面至顶面暴露面的试验，说明地板结构能够安全撤离整个乘客载荷。检验标准：在火焰燃烧期间，由于地板组件导热而在未受火面上产生的温升平均不得超过139°C(250°F)，任意一点上不得超过181°C,不得出现火焰或炽热气体透过试样组件引燃未受火面上的废棉的现象。
该地板结构在防火试验中，所得标准时间-温度参数如表2所示。
表2
试验结论：
该地板结构及材料性能经按ASTM E119-2008标准试验方法测试，耐火时间高于45分钟，可以达到60分钟，在60分钟时未受火面上个别点接近标准要求的温度，说明次地板结构具有优异的火阻/障性能为乘客在紧急情况下的逃生赢得充足的时间。
由于陶瓷纤维的耐温可达1260℃，在燃烧60分钟时，温度也仅达到927℃，还远低于陶瓷纤维的耐温，因此，陶瓷纤维始终不会出现烧焦、变形的现象，不会失去其隔热的作用。
如上所述，结合附图所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种轨道车辆的地板结构，其特征在于：包括车体底架结构、地板布、隔热材及金属板，所述地板布敷设在所述车体底架结构的上表面上，所述车体底架结构的下层设置所述隔热材，在所述隔热材的下表面再敷设所述金属板，所述金属板与所述车体底架结构固定连接。
2.根据权利要求1所述的轨道车辆的地板结构，其特征在于：所述隔热材为陶瓷纤维。
3.根据权利要求1所述的轨道车辆的地板结构，其特征在于：所述隔热材的厚度为50-80mm。
4.根据权利要求1所述的轨道车辆的地板结构，其特征在于：所述金属板为不锈钢板。
5.根据权利要求1所述的轨道车辆的地板结构，其特征在于：所述金属板的厚度为0.4-1mm。
6.根据权利要求1所述的轨道车辆的地板结构，其特征在于：所述金属板沿车体的横向向两侧的底架边梁方向延伸并向下折弯，在所述金属板与所述底架边梁之间也填充有所述隔热材。
7.根据权利要求1所述的轨道车辆的地板结构，其特征在于：所述地板布与所述车体底架结构的上表面之间用胶粘结固定。
8.根据权利要求1所述的轨道车辆的地板结构，其特征在于：所述地板布为橡胶地板布。
9.根据权利要求1至8任一项所述的轨道车辆的地板结构，其特征在于：所述车体底架结构包括位于上层的中空型材层及位于下层的吊挂梁层，所述金属板位于所述吊挂梁层的下表面，所述金属板与所述吊挂梁固定连接，所述隔热材填充于所述中空型材层的下表面与所述金属板之间的空间内。
10.根据权利要求9所述的轨道车辆的地板结构，其特征在于：所述金属板与所述吊挂梁之间铆接固定连接。
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