CN216269236U - 一种大载重轻量化集装箱平车车体及包括该车体的平车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大载重轻量化集装箱平车车体及包括该车体的平车。该平车车体包括底架组成，底架组成包括中梁组成，中梁组成的中部设有大横梁组成，中梁组成上由中心向两侧依次设有枕梁组成和端梁组成，端梁组成与大横梁组成之间设有护栏组成。该平车包括该平车车体。本实用新型的有益效果：车体结构采用鱼刺型底架结构这种底架结构简单、自重较轻，方便制造和维修；中梁组成采用钢板组焊式结构，由中梁上盖板、中梁下盖板及中梁腹板组焊成鱼腹形结构，中梁截面垂向高度和横向宽度可根据承载需要进行调整；端梁组成具有多种功能，能够同时具有承载、安装集装箱锁座、起吊和顶车功能；本平车具有载重大、自重轻、易于制造等优点。

Description

一种大载重轻量化集装箱平车车体及包括该车体的平车

技术领域

本实用新型属于轨道车辆，具体为一种大载重轻量化集装箱平车车体及包括该车体的平车。

背景技术

集装箱运输具有货损少、效率高、速度快等优点，在世界范围有广泛应用。目前，集装箱货车主要有普通集装箱车、关节式集装箱车、双层集装箱车、公铁两用车、驮背运输车等。集装箱运输平车不同于共用平车的结构，其车体无端墙、侧墙，底架即为车体，且无需设置地板。我国的集装箱专用运输车如X4、X6系列平车以及X70型平车均采用中梁与侧梁共同承载的底架结构。

中梁是平车车体的关键承载部件，尤其对于单中梁承载的车型，选择合理的中梁结构极其重要。结构合理的中梁不仅可以减轻车辆自重，还可提高整车的承载能力。

我国集装箱平车及共用平车中梁结构，较多地采用了屈服强度为420MPa、材质为Q420NQR1的热轧630mm×200mm工型钢，上、下覆盖盖板组焊成箱型结构，热轧工形钢具有成本低、采购方便的特点。

从抗弯截面模量来看，热轧工型钢的高度尺寸630mm相对较小、且尺寸固定，型钢材料屈服强度受限，无法提高；而组焊式中梁的高度尺寸可适当增大，可有效提高抗弯强度。从轻量化设计看，热轧工形钢翼面板厚较厚；而钢板组焊式中梁的板厚可根据受力区域的不同进行优化和组合，充分贯彻等强度结构设计的理念，减轻自重，同时有效提高车体抗扭刚度；钢板组焊式中梁中部不但在高度方向可制成鱼腹形，在宽度方向也可制成鱼雷形，这是热轧工形钢所无法比拟的优势；从制造工艺来看，热轧工形钢需将两端的腹板去除材料后组焊，方可制成鱼腹形，而钢板组焊式中梁腹板的鱼腹可在下料时直接成型、无需组焊。

因此，钢板组焊式中梁在结构形式、强度、刚度以及轻量化方面优势明显。目前国内普遍采用中梁与侧梁共同承载的底架结构以及热轧工型钢组焊的中梁结构已不满足集装箱平车大载重、轻量化的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：本实用新型提供了一种大载重轻量化集装箱平车车体及包括该车体的平车，解决了现有平车车体结构受限、重量较大的问题。

本实用新型目的通过下述技术方案来实现：

一种大载重轻量化集装箱平车车体，包括底架组成，底架组成包括中梁组成，中梁组成的中部设有大横梁组成，中梁组成上由中心向两侧依次设有枕梁组成和端梁组成，端梁组成与大横梁组成之间设有护栏组成。

进一步的，所述的中梁组成的中部设有一道大横梁组成，中梁组成的两侧均设有一道枕梁组成和一道端梁组成。

进一步的，所述的中梁组成为大截面箱型结构，大横梁组成、枕梁组成和端梁组成均为中间大两端小的变截面箱型结构。

进一步的，所述的中梁组成的横截面为中部高两端低，中梁组成均相对大横梁组成、枕梁组成和端梁组成垂直布置。

进一步的，所述的中梁组成包括组焊连接的中梁腹板I、中梁腹板II、中梁下盖板和中梁上盖板，中梁上盖板在大横梁组成、枕梁组成处设有凸出的翼缘。

进一步的，所述的中梁组成的两侧设有上心盘、后从板座、钩尾框磨耗板和冲击座。

进一步的，所述的端梁组成包括组焊连接的端梁腹板I、端梁腹板II、端梁上盖板和端梁下盖板，端梁封板连接在箱型结构的外开口处，端梁上盖板和端梁下盖板向中梁组成中部侧为大圆弧。

进一步的，所述的端梁组成上设有旋锁支架、端梁旋锁座板、吊耳和紧急牵引座。

进一步的，所述的枕梁组成包括组焊连接的枕梁腹板、枕梁上盖板和枕梁下盖板，枕梁封板连接在箱型结构的外开口处，枕梁下盖板的向端梁组成处的圆弧部宽于相对部。

进一步的，所述的枕梁组成上设有斜垫和旁承安装座，旁承安装座与磨耗板之间设有调节垫板，斜垫与调节垫板之间对拉有螺栓。

进一步的，所述的大横梁组成包括组焊连接的大横梁腹板、大横梁上盖板和大横梁下盖板，大横梁封板连接在箱型结构的外开口处。

进一步的，所述的护栏组成包括护栏杆体，护栏杆体的两端分别设在端梁组成、大横梁组成的护栏支座上，护栏杆体的中部与中梁组成之间设有护栏支撑。

一种包括上述的车体的平车，底架组成上设有制动装置、车钩缓冲装置和转向架。

本实用新型的有益效果：

车体结构采用鱼刺型底架结构这种底架结构简单、自重较轻，方便制造和维修。

中梁组成采用钢板组焊式结构，由中梁上盖板、中梁下盖板及中梁腹板组焊成鱼腹形结构，中梁截面垂向高度和横向宽度可根据承载需要进行调整。这种中梁结构相较于国内普遍采用的热轧H型钢，从抗弯截面模量来看，热轧H形钢的高度尺寸630mm相对较小、且尺寸固定，型钢材料屈服强度受限，无法提高；而组焊式中梁的截面尺寸可适当增大，可有效提高抗弯强度。从轻量化设计看，热轧工形钢翼面板厚较厚；而钢板组焊式中梁的板厚可根据受力区域的不同进行优化和组合，充分贯彻等强度结构设计的理念，减轻自重，同时有效提高车体抗扭刚度；钢板组焊式中梁中部不但在高度方向可制成鱼腹形，在宽度方向也可制成鱼雷形，这是热轧工形钢所无法比拟的优势；从制造工艺来看，热轧工形钢需将两端的腹板去除材料后组焊，方可制成鱼腹形，而钢板组焊式中梁腹板的鱼腹可在下料时直接成型、无需组焊。

端梁组成具有多种功能，能够同时具有承载、安装集装箱锁座、起吊和顶车功能。采用的顶车垫板和起重吊耳设置于端梁外侧，在重车起吊或顶车工况时，减少了端梁与牵引梁连接处的弯矩。采用双腹板组焊而成的变截面箱型结构，两端截面小，中间截面大，上下盖板向车辆中部采用大圆弧过渡，保证其强度和刚度满足要求。

枕梁组成仅起承载功能，结构简单，枕梁下盖板下部设置上旁承，宽度缩减至靠近旁承外侧，在宽度方向较既有平车枕梁窄，实现了轻量化设计。采用该枕梁组成的平车可承受较大纵向力，为提高横向抗弯刚度和车体强度，采用高强度耐候钢板组焊成变截面的箱形结构，通过采取中空的箱型整体结构，实现枕梁的结构刚度与轻量化设计的兼顾，在保证枕梁结构刚度与连接强度的前提下，实现最大限度地轻量化设计。所述枕梁组成采用较宽的枕梁上、下盖板，其中枕梁上盖板与中梁上盖板共用，连接处采用大圆弧过渡，枕梁下盖板两侧圆弧部采用不对称结构，与牵引梁连接部位向端梁处较宽。在上盖板和下盖板的侧部分别设置有突出的圆弧部，圆弧部用于枕梁与牵引梁、端梁进行连接，有效地改善了枕梁应力集中问题，从而降低应力损坏程度和有效延长使用寿命。

大横梁组成采用双腹板组焊而成的变截面箱型结构，两端截面小，中间截面大，上下盖板向车辆中部采用大圆弧过渡，保证其强度和刚度满足要求。大横梁组成的两端上部设置旋锁座板，旋锁座板上开设两组旋锁安装孔，当平车装运2个20英尺集装箱时，每个集装箱的一端放置于大横梁上。

护栏组成的护栏与车体间采用可拆卸的连接方式，在车辆承载时其不承受载荷，避免发生变形或开裂。采用截面较小的空心方管制成，自重轻，易于采购，维护成本低。

总体来说，本平车具有载重大、自重轻、易于制造等优点。

前述本实用新型主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本实用新型可采用并要求保护的方案；且本实用新型，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本实用新型方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本实用新型所要保护的技术方案，在此不做穷举。

附图说明

图1是本实用新型平车车体的结构立体图。

图2是本实用新型中梁组成的结构主视图。

图3是本实用新型中梁组成的结构俯视图。

图4是本实用新型中梁组成的结构立体图。

图5是本实用新型端梁组成的结构立体图。

图6是本实用新型枕梁组成的结构立体图。

图7是本实用新型大横梁组成的结构立体图。

图8是本实用新型护栏组成的结构立体图。

图9是本实用新型平车的结构立体图。

图中：1-底架组成，2-制动装置，3-车钩缓冲装置，4-转向架，5-旋锁；

11-中梁组成，12-端梁组成，13-枕梁组成，14-大横梁组成，15-护栏组成；

111-中梁腹板I，112-中梁腹板II，113-中梁下盖板，114-中梁上盖板，115-心盘隔板，116-冲击座，1111-中梁隔板I，1112-中梁隔板II，1113-中梁隔板III，1114-中梁隔板IV，1115-中梁加强筋I，1116-中梁加强筋II，1117-上心盘，1118-中梁补强板I，1119-中梁补强板II，1120-钩尾框磨耗板，1121-后从板座，1131-拉铆钉I，1132-拉铆钉II；

121-端梁腹板I，122-端梁腹板II，123-端梁上盖板，124-端梁下盖板，125-端梁加强筋，126-端梁封板，127-旋锁支架，128-端梁旋锁座板，129-吊耳，1210-紧急牵引座；

131-枕梁腹板，132-枕梁上盖板，133-枕梁下盖板，134-枕梁封板，135-斜垫，136-旁承安装座，137-调节垫板，138-磨耗板；

141-大横梁腹板，142-大横梁上盖板，143-大横梁下盖板，144-大横梁封板，145-大横梁旋锁座板，146-大横梁加强筋；

151-护栏杆体，152-护栏支座，153-护栏支撑。

具体实施方式

下列非限制性实施例用于说明本实用新型。

实施例1：

参考图1所示，一种大载重轻量化集装箱平车车体，包括底架组成1，底架组成1包括中梁组成11，中梁组成11的中部设有一道大横梁组成14，中梁组成11上由中心向两侧依次设有一道枕梁组成13和一道端梁组成12，端梁组成12与大横梁组成14之间设有护栏组成15。

中梁组成11为大截面箱型结构，在高度方向为中部高两端低的鱼腹形，在宽度方向制成鱼雷形，在增大车辆承载能力的同时保持较小自重。中梁组成11均相对大横梁组成14、枕梁组成13和端梁组成12垂直布置，形成鱼刺型结构。大横梁组成14、枕梁组成13和端梁组成12均为中间大两端小的变截面箱型结构，其中端梁组成、大横梁组成的两侧组焊可以安装旋锁的集装箱旋锁座板。

中梁组成11包括组焊连接的中梁腹板I111、中梁腹板II112、中梁下盖板113和中梁上盖板114，左右的中梁腹板I111、中梁腹板II112垂直焊接在上下的中梁下盖板113与中梁上盖板114之间。中梁腹板I111、中梁腹板II112、中梁下盖板113和中梁上盖板114还与其它各组件的板体焊接连接，实现其它组件在中梁上的固定。

中梁下盖板成凹形，中部下凹，纵向平铺，两组中梁腹板相距适当距离对称布置，与中梁下盖板垂直固定连接。中梁上盖板垂直于中梁腹板纵向布置，中梁上盖板、中梁上盖板的纵向中心线与两组中梁腹板间纵向对称中心对齐。

中梁腹板I111、中梁腹板II112、中梁下盖板113和中梁上盖板114均为多节不同厚度的板材拼接而成，通过中梁下盖板的斜段的倾斜过渡，使得中梁下盖板的中部形成低段，两端形成高段，形成中梁组成的鱼腹形结构。

中梁上盖板114在大横梁组成14、枕梁组成13处设有凸出的翼缘，其作用在于将中梁上盖板与枕梁、大横梁上盖板的连接焊缝设置于避开大应力区。

中梁下盖板113与中梁上盖板114之间焊接有由外到内布置的中梁隔板I1111、中梁隔板II1112、中梁隔板III1113和中梁隔板IV1114，四个隔板均位于中梁腹板I111与中梁腹板II112之间，用于加强整体结构强度。

中梁下盖板113与中梁上盖板114之间焊接有中梁加强筋I1115和中梁加强筋II1116，中梁加强筋I1115和中梁加强筋II1116均位于中梁腹板I111与中梁腹板II112的外侧，用于加强整体结构强度。

中梁腹板I111与中梁腹板II112的内侧焊接有中梁补强板I1118和中梁补强板II1119，补强板上的孔洞与腹板上的孔洞相对，用于加强孔洞处的结构强度。

中梁下盖板的高段的底部设有上心盘1117，上心盘通过拉铆钉II1132连接固定在中梁下盖板上，中梁下盖板113与中梁上盖板114之间焊接有位于上心盘处的心盘隔板115。

上心盘采用锻钢单片式上心盘，通过可拆卸的连接于中梁下盖板下平面，根据设计需要安装在适当位置。心盘隔板设置在上心盘上方的中梁内腔，并与中梁焊接固定，增强心盘处的结构强度。

中梁腹板I111和中梁腹板II112的外侧面上设有后从板座1121和钩尾框磨耗板1120，后从板座材质为C级钢，后从板座通过拉铆钉I1131连接固定。

中梁上盖板两端开设缺口，用于冲击座的连接，中梁组成两端焊接C级钢材质的冲击座116，冲击座设置于中梁两端，其上部插入中梁上盖板所开缺口位置，两侧与中梁腹板内壁接触，冲击座与中梁接触位置周圈焊接固定。

端梁组成12为一种多功能平车端梁，包括组焊连接的端梁腹板I121、端梁腹板II122、端梁上盖板123和端梁下盖板124，端梁腹板I121相比端梁腹板II122靠近车辆中部。端梁上盖板123和端梁下盖板124焊接在端梁腹板I121的侧面，端梁腹板II122焊接在端梁上盖板123与端梁下盖板124之间。端梁封板126焊接夹设在箱型结构的外开口处。

通过端梁下盖板的倾斜过渡，配合端梁腹板I121、端梁腹板II122、端梁上盖板123，形成端梁组成12中间大两端小的变截面箱型结构。端梁上盖板123和端梁下盖板124向中梁组成11中部侧为大圆弧。端梁腹板I121、端梁腹板II122上开有制动主管过孔。

端梁上盖板靠近封板的一端的上面设置有端梁旋锁座板128，端梁旋锁座板128上设有旋锁5以承载集装箱。采用该端梁的集装箱平车在四个角端梁上设有四个旋锁以承载集装箱。

端梁下盖板靠近封板的一端的上面固定设置有吊耳129、下面设置有顶车垫板，当车辆需要救援和修理，在顶车垫板上施加顶车载荷或在吊耳处施加起吊载荷用于起吊车辆。顶车垫板和吊耳设置于该端梁组成的外侧，在重车起吊或顶车工况时，减少了端梁与牵引梁连接处的弯矩。

端梁腹板II靠近封板的一端的外侧设置有旋锁支架。端梁腹板I外侧的中部设置有紧急牵引座1210，紧急牵引座与端梁腹板I121的连接处设置有端梁加强筋125。

枕梁组成13为一种非对称枕梁，包括组焊连接的枕梁腹板131、枕梁上盖板132和枕梁下盖板133，左右平行的的枕梁腹板131焊接在上下的枕梁上盖板132和枕梁下盖板133之间，枕梁封板134夹设焊接在箱型结构的外开口处。

为提高铁路平车的横向抗弯刚度和车体强度，提高可承受较大纵向力，枕梁上盖板为对称结构，枕梁下盖板采用不对称结构，枕梁下盖板133的向端梁组成处的平车连接部的圆弧部宽于相对部。通过枕梁下盖板的倾斜过渡，配合枕梁腹板131和枕梁上盖板132，形成枕梁组成13中间大两端小的变截面箱型结构。

枕梁下盖板下部固定设置有旁承安装座136，用以连接旁承，该枕梁宽度缩减至靠近旁承外侧，在宽度方向较既有平车枕梁窄。枕梁下盖板上面固定设置有斜垫135。旁承安装座上设有调节垫板137，调节垫板上设有磨耗板138，磨耗板与斜垫135之间通过螺栓对拉连接。

枕梁腹板上开有制动主管过孔。为进一步地提高箱型结构的局部刚度和承载能力，在枕梁腹板、枕梁上盖板和枕梁下盖板之间焊接有数个用于增加局部刚度的筋板。为能够有效地改善枕梁应力集中问题，在枕梁上盖板和下盖板的侧部，分别设置有突出的圆弧部。在枕梁上盖板与中梁上盖板连接处为大圆弧结构。枕梁下盖板两侧的圆弧部采用不对称结构，与平车牵引梁连接部位的圆弧部向端梁处较宽。

大横梁组成14包括组焊连接的大横梁腹板141、大横梁上盖板142和大横梁下盖板143，左右平行的大横梁腹板焊接在大横梁上盖板142与大横梁下盖板143之间，大横梁封板144夹设焊接在箱型结构的外开口处。

通过大横梁下盖板的倾斜过渡，配合大横梁下盖板和大横梁上盖板，形成大横梁组成中间大两端小的变截面箱型结构，根据承载要求设置截面大小，能较好的控制自重。

大横梁上盖板、大横梁下盖板由车辆中部向两侧延伸，与中梁连接处采用大圆弧过渡。大横梁上盖板靠近大横梁封板的一端的上面设置有大横梁旋锁座板145，大横梁旋锁座板上设有两个旋锁安装孔，安装旋锁以承载集装箱。旋锁支架焊接设置于大横梁腹板外侧，在大横梁处不需要使用旋锁时，可将旋锁取下放置于旋锁支架上存放。

在大横梁下盖板与中梁下盖板、腹板对应位置设大横梁加强筋146，使大横梁腹板在垂向得以延伸连接中梁上、下盖板，提高大横梁强度。

护栏组成15包括护栏杆体151，护栏杆体151的两端分别设在端梁组成12、大横梁组成14的护栏支座152上，护栏杆体151的中部与中梁腹板之间设有护栏支撑153，护栏支撑对护栏杆体进行斜撑，起支撑作用。护栏组成作用在于人员靠近车辆时起到一定警示防护作用，其中护栏杆体及护栏支撑采用符标准的冷弯空心方管制成，易于采购，维护成本低。

护栏支座的一端与端梁组成或大横梁组成固定连接，另一端开设螺栓连接孔。护栏支撑采用一组三角支撑结构或两组三角支撑结构。护栏支撑的三角支撑结构之间设置U型托梁，护栏放置于U型托梁内，U型托梁的下放可悬吊其他轻质附属设施。

实施例2

一种包括上述车体的平车，底架组成1上设有制动装置2、车钩缓冲装置3和转向架4。该平车是能够适应1435mm轨距铁路线上运行的集装箱运输平车，车辆轴重25t、自重16t、载重84t、运行速度115km/h。

其它结构同实施例1。

车钩缓冲装置3至少应包括符合AAR标准的E/F型鹅颈车钩、锻造钩尾框、符合AS7524的大容量缓冲器。

制动装置2为采用150型控制阀的制动系统，制动主管采用分支布置，实现了车辆与机车、车辆与车辆间的无限制连挂，提高车辆的编组效率与操作人员的便捷性。

转向架4采用HZ25E-AUS型径向转向架，保证车辆有较高的蛇行失稳临界速度，具有优良的曲线通过性能，同时采用常接触弹性旁承、两级刚度弹簧等技术，满足最高运行速度115km/h的要求。

采用等强度理念，车体结构轻量化设计，自重16t，载重84t，在保证轴重不超过25t的情况下，满足用户装载2个20英尺或1个40英尺集装箱的要求。

前述本实用新型基本例及其各进一步选择例可以自由组合以形成多个实施例，均为本实用新型可采用并要求保护的实施例。本实用新型方案中，各选择例，与其他任何基本例和选择例都可以进行任意组合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大载重轻量化集装箱平车车体，包括底架组成(1)，其特征在于：所述的底架组成(1)包括中梁组成(11)，中梁组成(11)的中部设有大横梁组成(14)，中梁组成(11)上由中心向两侧依次设有枕梁组成(13)和端梁组成(12)，端梁组成(12)与大横梁组成(14)之间设有护栏组成(15)。

2.根据权利要求1所述的大载重轻量化集装箱平车车体，其特征在于：所述的中梁组成(11)为大截面箱型结构，大横梁组成(14)、枕梁组成(13)和端梁组成(12)均为中间大两端小的变截面箱型结构；所述的中梁组成(11)为中部高两端低，中梁组成(11)均相对大横梁组成(14)、枕梁组成(13)和端梁组成(12)垂直布置。

3.根据权利要求1所述的大载重轻量化集装箱平车车体，其特征在于：所述的中梁组成(11)包括组焊连接的中梁腹板I(111)、中梁腹板II(112)、中梁下盖板(113)和中梁上盖板(114)，中梁上盖板(114)在大横梁组成(14)、枕梁组成(13)处设有凸出的翼缘。

4.根据权利要求1或3所述的大载重轻量化集装箱平车车体，其特征在于：所述的中梁组成(11)的两侧设有上心盘(1117)、后从板座(1121)、钩尾框磨耗板(1120)和冲击座(116)。

5.根据权利要求1所述的大载重轻量化集装箱平车车体，其特征在于：所述的端梁组成(12)包括组焊连接的端梁腹板I(121)、端梁腹板II(122)、端梁上盖板(123)和端梁下盖板(124)，端梁封板(126)连接在箱型结构的外开口处，端梁上盖板(123)和端梁下盖板(124)向中梁组成(11)中部侧为大圆弧。

6.根据权利要求1或5所述的大载重轻量化集装箱平车车体，其特征在于：所述的端梁组成(12)上设有旋锁支架(127)、端梁旋锁座板(128)、吊耳(129)和紧急牵引座(1210)。

7.根据权利要求1所述的大载重轻量化集装箱平车车体，其特征在于：所述的枕梁组成(13)包括组焊连接的枕梁腹板(131)、枕梁上盖板(132)和枕梁下盖板(133)，枕梁封板(134)连接在箱型结构的外开口处，枕梁下盖板(133)的向端梁组成处的圆弧部宽于相对部。

8.根据权利要求1或7所述的大载重轻量化集装箱平车车体，其特征在于：所述的枕梁组成(13)上设有斜垫(135)和旁承安装座(136)，旁承安装座(136)与磨耗板(138)之间设有调节垫板(137)，斜垫(135)与调节垫板(137)之间对拉有螺栓。

9.根据权利要求1所述的大载重轻量化集装箱平车车体，其特征在于：所述的大横梁组成(14)包括组焊连接的大横梁腹板(141)、大横梁上盖板(142)和大横梁下盖板(143)，大横梁封板(144)连接在箱型结构的外开口处。

10.一种包括权利要求1～9任一所述的车体的平车，其特征在于：所述的底架组成(1)上设有制动装置(2)、车钩缓冲装置(3)和转向架(4)。

Images