中车唐山机车车辆有限公司 河北唐山 063000
摘要：本文以特种车辆一种线路检测车为研究对象，介绍了一种线路检测车的主要技术参数，车体钢结构部件的特点及设计难点。
关键词：一种线路检测车、观察台、天窗
引言
一种线路检测车是中车唐山机车车辆有限公司为电气化铁路检测设计的专用车。近年来，电气化铁道干线的不断延伸，一种线路的维护任务越来越繁重，而一种线路检测车的大量投入与使用，给基层线路维护单位的工作提供了很大帮助，有效地减少了电力机车运营中弓网事故的发生。
1 主要技术参数
一种线路检测车是依据我国国家标准和铁路行业标准设计的，是一种和列车连挂能自动检测电化区段一种线路参数的专用车辆，其主要技术参数如表1所示：
表1 主要技术参数
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2 车体钢结构
一种线路检测车车体钢结构采取整体承载无中梁筒形结构，主要由底架钢结构、车顶钢结构、外端墙钢结构、侧墙钢结构及内端墙钢结构组成，钢结构中板材及型材厚度≤6mm的采用镍铬系耐候钢，厚度＞6mm的板材及型材允许使用碳素钢。2.1 底架钢结构
底架组成由牵引梁、枕梁、缓冲梁、边梁、横梁和枕内波纹地板、枕外平地板等组成。边梁由枕外边梁和枕内边梁组成，牵引梁由GB/T 700—2006《碳素结构钢》中规定的30a槽钢拼焊而成，是承受和传递牵引力、冲击力的主要部位，所以设计的强度较大。缓冲梁由厚6 mm的耐候钢板压型后拼焊而成，并设有上下盖板，共同起缓冲作用。枕梁由上下盖板、立板及加强板焊接成箱形结构，不但承受侧墙和底架边梁传递的垂向载荷，而且承受牵引梁传递的纵向载荷，故其垂向和纵向刚度都要求非常大。波纹地板采用厚1．5 mm的耐候钢板压制成型，主要传递纵向力，并把垂向载荷传递给主横梁。2.2 车顶钢结构
车顶钢结构主要由端顶、平顶、中顶、车顶边梁、安装座等组成。一位平顶平顶板采用厚2mm的不锈钢板，中顶板和侧顶板采用厚2 mm的冷轧耐候钢板，侧顶将雨檐、小圆弧板及纵向梁整体制造成型，有效提高了侧顶板的平整度和小圆弧部分的抗弯刚度与强度，二位顶板采用厚2.5mm的耐候钢板压制而成。一位平顶横梁采用厚4mm耐候钢板压制成的槽型断面结构；中顶弯梁为2mm厚帽型弯梁；二位平顶横梁为70X50X5规格的冷拔矩形钢管，以增加车顶的稳定性和抗扭刚度。为提高车体整体承载能力，尽可能将车顶弯梁和侧墙立柱对齐，形成交圈的框架结构。
二位平顶上部设有多种设备安装接口，便于检测设备的安装于使用，二位平顶设有观察台，用来观察车上设备的运行情况，并在二位端通过台上方设有活动天窗。
2.3 外端墙钢结构
外端墙钢结构主要由骨架、风挡框、及端墙板组成。骨架由端角柱、横承、立柱构成，其中端角柱采用厚4mm的冷拔型钢制成，将传统的乙型端角柱与该位置墙板做成一体，形成封闭的型腔结构，极大的提高了该部位的稳定性和承载能力。风挡框由门侧板、立柱、立面板、折棚柱等组成。门侧板采用厚3 mm的耐候钢板压制成槽形断面结构；立柱与门侧板一边对接组焊，形成开口箱形结构，以提高门侧板立面的平整度；折棚柱采用GB/T 700-2006中规定的16槽钢。
2.4侧墙钢结构
侧墙主要包括：骨架组成、墙板组成。骨架主要包括：侧柱、纵向梁、侧墙上边梁、窗间纵梁等，骨架各梁柱和侧墙上边梁主要采用耐候钢压制成形，侧柱采用帽型断面。侧墙钢结构上设钢结构侧门门框，门框结构根据强度要求采用槽钢，保证侧墙门框开口处的强度要求。
2.5内端墙钢结构
内端墙钢结构主要由门框、立柱、横梁、下横梁等组成。处下横梁外均采用厚3 mm的耐候钢板，下横梁采用5mm厚耐候钢板直接与枕外平地板连接。
3 设计难点与解决措施
3.1观察台
观察台设在观察室上部，能满足二人同时工作的需要。观察台四周采用钢化玻璃封闭，前后方向配有喷水雨刷。观察台内视野开阔，可直接观察一种线路导线和受电弓的运行状态。受车辆限界的限制，观察台顶部与限界空间狭小，且观察台需要设置安全吊环，观察台与观察室通过区域紧凑，不易攀行。由于观察台与车顶采用螺栓活连接的方式，该区域的承载能力和密封性要求很高。
为便于观察室与观察台之间攀行、满足观察台内部空间的正常工作需求，同时考虑限界、承载能力以及密封性的约束，主要采取了如下措施：
(1) 在车顶承载方面看，观察台安装区域周边焊有70X50X5的冷拔矩形钢管组成的方形框架支撑，框架四周分别设有纵向梁使其与横梁连接，共同起到支撑作用，承载了纵向和垂向载荷的冲击。
(2)综合考虑观察台内部操作空间与外部限界要求，采用图1所示结构。
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图1 观察台俯视图
(3)在爬梯左上方设有扶手，便于上下攀行时保持身体平衡，符合人机工程学原理。
(4)在观察台与安装框之间设有密封胶垫，且在螺栓与的框四周均匀涂打密封胶，保证整体的密封性。
3.2车顶承载
二位平顶上设有受电弓、光电转换装置、电压互感器、高低压隔离变压器、避雷器、光学检测装置、探测等、摄像机、GPS天线、杆号模块装置等多种检测设备，其安装接口排列紧密，这就要求车顶的承载能力和抗扭刚度要强。考虑到整体的承载能力和抗扭刚度的要求，二位平顶横梁全部采用规格为70X50X5的矩形方钢管，顶板采用2.5mm厚耐候钢板，在受电弓区域做成整体框架结构。
3.3 天窗
在二位端平顶区域设置天窗，要求不影响车顶强度和其他设备件的安装与使用，天窗的开口必须保证工作人员能正常通过，且车上最大设备件能通过天窗吊达车顶，在天窗闭合状态下保证密封性。综合考虑人机工程学原理，内部开口尺寸为650mmX650mm，满足人员和设备件的正常通过。内外均设有扶手，采用插杆锁锁闭结构，天窗外部采用向下翻边结构，有效阻碍雨水的浸入，气动弹簧将天窗与框架连接，在天窗框架下部四周焊有补强铁，保证该区域强度要求。
4 结语
一种线路检测车是根据电气化检修而设计的专用车辆，通过对其的设计研究可以看出，由于车上设备较多，对车顶强度和抗扭刚度要求较大，在满足限界和运行环境的前提下，结构的设计要满足人机工程学。
通过结构的不断优化改进，中车唐山机车车辆有限公司已按照该结构进行生产并交付客户，对该车型我公司已达到批量生产水平。