轨道车辆及其连接高低地板的底架过渡结构的制作方法

本发明涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种轨道车辆及其连接高低地板的底架过渡结构。

背景技术：

在低地板车辆设计过程中，车端高地板与中部低地板过渡位置的载荷传递问题，长期以来未得到有效解决。特别地，当遇到车体结构尺寸受限且载荷较大等情况时，这一问题尤其突出。常见的问题主要表现为，边梁应力过大和局部变形过大。

有鉴于此，亟待另辟蹊径针对高低地板的底架过渡结构的提供创新解决方案，以解决上述缺陷。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种轨道车辆及其连接高低地板的底架过渡结构，通过结构优化提高过渡区域刚度，有效解决了边梁应力过大问题。

本发明提供的连接高低地板的底架过渡结构，用于低地板轨道车辆；包括纵向相对设置高地板纵梁和低地板纵梁，以及两端分别与两侧边梁固定连接的过渡横梁；所述过渡横梁设置在所述高地板纵梁和所述低地板纵梁之间，所述过渡横梁的横截面呈“z”字型，并配置为：在水平投影面内，其中部过渡段位于上部水平段和下部水平段之间；其中，所述上部水平段与所述高地板纵梁固定连接，所述下部水平段与所述低地板纵梁固定连接，所述中部过渡段为向斜上方凸出的曲面。

优选地，在侧向投影面内，所述边梁的与所述过渡横梁适配位置处的下沿，呈与所述中部过渡段的曲率一致的曲线状。

优选地，所述高地板纵梁和所述低地板纵梁分别为沿相应地板配置的通长纵梁。

优选地，所述高地板纵梁和所述低地板纵梁均设置为横向间隔设置的两个。

优选地，所述高地板纵梁还具有自其本体纵向延伸形成的过渡纵梁段，所述过渡纵梁段具有与所述过渡横梁的上部水平段和中部过渡段的底面贴合固定的顶面；所述过渡横梁的下部水平段与中部过渡段的底面交错形成有台阶面，所述高地板纵梁的过渡纵梁段的端面与所述台阶面固定连接。

优选地，所述高地板纵梁的本体顶面与所述过渡横梁的上部水平段的顶面对齐，相应地，在间隔设置的所述高地板纵梁的本体之间及其与所述过渡横梁的上部水平段和两侧边梁之间，形成高地板配置空间。

优选地，所述高地板纵梁为中空体，两个所述高地板纵梁的底板至少在所述过渡纵梁段的区域连为一体，并在两个所述过渡纵梁段之间开设有减重孔。

优选地，所述低地板纵梁的顶面低于所述过渡横梁的下部水平段的顶面，且两者间的高度差与位于所述低地板纵梁上的低地板的厚度一致。

优选地，所述过渡横梁由上至下采用多个型材拼接成型。

本发明还提供一种轨道车辆，包括具有高低地板的车体，所述高低地板采用如前所述的连接高低地板的底架过渡结构。

针对现有低地板轨道车辆，本发明创新地提出了连接高低地板的底架过渡整体设计方案。具体地，该底架过渡结构通过两端分别与两侧边梁固定连接的过渡横梁构建载荷传递基础，其过渡横梁的横截面呈“z”字型，其中部过渡段位于上部水平段和下部水平段之间，并为受力较佳的向斜上方凸出的曲面状，且上、下部水平段分别与高地板纵梁和低地板纵梁纵向相对固定连接，由此为纵向载荷的可靠传递提供了支撑；同时，本方案的高地板纵梁和低地板纵梁沿纵向相对设置，形成最优载荷传递路径。与现有技术相比，本方案具有下述有益技术效果：

第一，应用本方案，可大大提高高低地板过渡区域的整体强度和刚度，通过良好的纵向载荷传递能够有效规避局部变形过大，得以合理控制边梁应力。

第二，横截面呈“z”字型的过渡横梁，其中部过渡段为向斜上方凸出的曲面，从而进一步保证了车下外露部分具有较好的流线造型，具有较好的空气动力学性能。

第三，在本发明的优选方案中，在侧向投影面内，边梁的与过渡横梁适配位置处的下沿，呈与中部过渡段曲率一致的曲线状；如此设置，能够进一步避免边梁位置可能产生的应力集中，为车体具有较高的安全系数提供了技术保障。

第四，在本发明的另一优选方案中，其高地板纵梁和低地板纵梁分别为沿相应地板配置的通长纵梁，以保证载荷在车体纵向的传递，进一步提高整车刚度，降低可能发生的变形。

最后，在本发明的又一优选方案中，高地板纵梁还具有自其本体纵向延伸形成的过渡纵梁段，该过渡纵梁段与过渡横梁的上部水平段和中部过渡段的底面贴合固定，并且该过渡纵梁段的端面与下部水平段的台阶面固定连接。由此，进一步提升高低过渡区的整体强度和刚度。

附图说明

图1为具体实施方式所述连接高低地板的底架过渡结构示意图；

图2为图1所示底架过渡结构的底部结构示意图。

图中：

高地板纵梁1、本体11、过渡纵梁段12、底板13、减重孔14、低地板纵梁2、过渡横梁3、上部水平段31、中部过渡段32、下部水平段33、台阶面34、边梁4、高地板5、低地板6。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参见图1，该图示出了本实施方式所述连接高低地板的底架过渡结构示意图。该底架过渡结构用于低地板车辆，以便车体端部转向架上方的高地板与中部低地板过渡区域具有较好的纵向载荷承载能力。

该底架过渡结构高地板纵梁1、低地板纵梁2和过渡横梁3；其中，高地板纵梁1和低地板纵梁2纵向相对设置，形成最优载荷传递路径；过渡横梁3设置在高地板纵梁1和低地板纵梁2之间，且其两端分别与两侧边梁4固定连接，以构建载荷传递的基础结构。请一并参见图2，该示出了图1中所示底架过渡结构的底部结构。

结合图1和图2所示，该过渡横梁3的横截面呈“z”字型，具体配置为：在水平投影面内，其中部过渡段32位于上部水平段31和下部水平段33之间；也就是说，沿车体纵向，其上部水平段31、中部过渡段32和下部水平段33依次延展形成，上部水平段31和下部水平段33在竖向上具有高度差，且与中部过渡段32之间无竖向叠合。

其中，上部水平段31与高地板纵梁1固定连接，下部水平段33与低地板纵梁2固定连接，并且中部过渡段32为向斜上方凸出的曲面。这里，图中仅示出了车体一端的高低地板结构示意，应当理解，车体两端结构相对于车体中心镜像配置，故本文仅基于一端高低地板结构进行详细说明。

在纵向载荷的作用下，向斜上方凸出的曲面状中部过渡段具有较好的受力状态，由此，整体结构为纵向载荷的可靠传递提供了支撑，可大大提高高低地板过渡区域的整体强度和刚度，通过良好的纵向载荷传递能够有效规避局部变形过大，得以合理控制边梁应力。

进一步地，中部过渡段32为向斜上方凸出的曲面，可保证了车下外露部分具有较好的流线造型，具有较好的空气动力学性能。

为了最大限度地避免边梁的应力集中，基于上述过渡横梁3，可对边梁4作进一步优化。具体地，在侧向投影面内，两侧边梁4的与过渡横梁3适配位置a处的下沿，可呈与中部过渡段32的曲率一致的曲线状。这样，可借助过渡横梁3较高的刚度避免边梁4应力集中，保证车体具有较高的安全系数

当然，本方案中的高地板纵梁1和低地板纵梁2分别为沿相应地板配置的通长纵梁。也就是说，高地板纵梁1沿高地板的纵向通长配置，低地板纵梁2沿低地板的纵向通长配置，那么基于两者纵向相对设置构建的载荷传递路径，可保证载荷在车体纵向上更加可靠地传递，进一步提高整车刚度，降低可能发生的变形。

需要说明的是，高地板纵梁1和低地板纵梁2的具体设置数量可以根据具体产品总体设计进行确定，例如但不限于，图中所示的高地板纵梁1和低地板纵梁2均设置为横向间隔设置的两个，可有效兼顾基础承载能力及整车轻量化设计两方面的要求。

本方案中，高地板纵梁1和低地板纵梁2可采用型材加工，也可采用板材焊接成型。

如图2所示，该高地板纵梁1还具有自其本体11纵向延伸形成的过渡纵梁段12，该过渡纵梁段12具有与过渡横梁3的上部水平段31和中部过渡段32的底面贴合固定的顶面，相当于高地板纵梁1在高度方向上形成有折弯，保证由高到低平缓过渡的前提下，避免应力集中区出现在焊缝区域即可，以获得更好的支撑稳定性；过渡横梁3的下部水平段31与中部过渡段32的底面交错形成有台阶面34，高地板纵梁1的过渡纵梁段12的端面与台阶面34固定连接；如此设置，相当于在车体纵向投影面内，高地板纵梁1与过渡横梁3的固定接合面沿竖向完全覆盖过渡横梁3。由此，进一步提升高低过渡区的整体强度和刚度。

另外，在满足整体强度和刚度的基础上，可对适配结构的对接位置作进一步优化。如图1所示，高地板纵梁1的本体顶面与过渡横梁3的上部水平段31的顶面对齐，相应地，在间隔设置的高地板纵梁1的本体之间及其与过渡横梁3的上部水平段31和两侧边梁4之间，形成高地板5配置空间。也即，高地板5划分为多块配置的方式。

此外，低地板纵梁2的顶面可低于过渡横梁3的下部水平段33的顶面，且两者间的高度差与位于低地板纵梁2上的低地板6的厚度一致，铺设完成后接缝无高度差。一方面便于低地板6的组装，并且充分满足了车体中部功能区域的实际需要。

进一步地，高地板纵梁1和低地板纵梁2为中空体。其中，高地板纵梁1的底板13至少在过渡纵梁段12的区域连为一体，如图2所示，在两个过渡纵梁段12之间的底板13开设有减重孔14。

本方案中，过渡横梁3整体上由上下两个两部分型材组成：上部分b和下部分c。理论上来说，基于采用型材拼接成型过渡横梁3的设计构思，也可以由上至下采用其他复数多个型材拼接成型，只要能够有效兼顾承载能力和制成成本均可。

具体地，本方案提供的连接高低地板的底架过渡结构，各构成部分优选采用铝合金型材焊接连接，具有重量轻、刚度大的特点，使得该底架过渡结构具有较高的强度和刚度，基于材料选择进一步确保载荷在高低地板区域的传递。

除前述连接高低地板的底架过渡结构外，本实施方式还提供一种轨道车辆，包括具有高低地板的车体，其中，高低地板采用如前所述的连接高低地板的底架过渡结构。需要说明的是，该轨道车辆的其他功能构成非本申请的核心发明点所在，本领域普通技术人员可以采用现有技术实现，故本文不再赘述。

在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“顶面”和“底面”等指示的方位或位置关系是基于车体的通常基准定义的，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

以上仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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