《懸掛式單軌車輛車體結(jié)構(gòu)強度設(shè)計及試驗規(guī)范》

ICS45.060

CCSS30

團體標準

T/SDRTSXXXXX—XXXX

懸掛式單軌車輛車體結(jié)構(gòu)強度

設(shè)計及試驗規(guī)范

Strengthdesignandtestaccreditationspecificationfor

suspendedmonorailvehiclecarbodystructure

（征求意見稿）

（本稿完成時間：2024年1月30日）

在提交反饋意見時，請將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

山東軌道交通學(xué)會發(fā)布

T/SDRTSXXXX—XXXX

目次

前言.................................................................................II

1范圍...............................................................................1

2規(guī)范性引用文件.....................................................................1

3術(shù)語和定義.........................................................................1

4坐標系.............................................................................2

5強度設(shè)計基本原則...................................................................2

6設(shè)計載荷工況.......................................................................3

7評定標準...........................................................................5

8試驗方法...........................................................................5

附錄A（規(guī)范性）風力等級及其單位風壓力................................................10

附錄B（資料性）懸掛式單軌車輛車體結(jié)構(gòu)常用材料及其主要力學(xué)性能........................11

I

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懸掛式單軌車輛車體結(jié)構(gòu)強度設(shè)計及試驗規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了城市軌道交通懸掛式單軌車輛車體結(jié)構(gòu)的術(shù)語和定義、坐標系、強度設(shè)計基本原則、

設(shè)計載荷工況、評定標準及試驗方法。

本文件適用于最高運行速度不大于80km/h的城市軌道交通懸掛式單軌車輛（以下簡稱車輛）的金

屬車體結(jié)構(gòu)，其它懸掛式車輛或復(fù)合材料車體結(jié)構(gòu)可參照執(zhí)行。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T4549.5鐵道車輛詞匯第5部分：車體

3術(shù)語和定義

GB/T4549.5界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

懸掛式單軌車輛suspendedmonorailvehicle

懸掛在箱型軌道梁下方，可編入列車的單節(jié)動車或拖車。

3.2

懸吊裝置suspensionapparatus

用于連接車體（或枕梁）和轉(zhuǎn)向架，實現(xiàn)傳遞牽引力、制動力以及控制車輛側(cè)擺角的裝置。

3.3

車體carbody

由轉(zhuǎn)向架通過懸吊裝置所吊掛，容納司乘人員、整備品等，起主要承載作用的車輛組成部分之一。

3.4

車體結(jié)構(gòu)bodystructure

車體的主要承載結(jié)構(gòu)，帶司機室車體由前端、車頂、側(cè)墻、端墻和底架5個部分組成，不帶司機室

車體由車頂、側(cè)墻、端墻和底架4個部分組成。

3.5

車頂?shù)鯍禳csuspendingpointonroof

車體車頂結(jié)構(gòu)中，用于連接車體與懸吊裝置的連掛承載結(jié)構(gòu)。

3.6

1

T/SDRTSXXXX—XXXX

整備狀態(tài)下的車體質(zhì)量carbodymassinworkingorder

m1

完全裝配好的車體質(zhì)量。

3.7

正常有效載荷normalpayload

m3

座席和額定站席乘客質(zhì)量與行李區(qū)行李質(zhì)量的總和。

3.8

超常有效載荷exceptionalpayload

m4

座席和超員站席乘客質(zhì)量與行李區(qū)行李質(zhì)量的總和。

3.9

準備好用于試驗的車體質(zhì)量carbodymassaspreparedforthetest

m0

車體結(jié)構(gòu)重量與試驗工裝重量之和。

4坐標系

車體坐標系見圖1。x軸（對應(yīng)于車體縱軸）正方向應(yīng)位于運行方向。z軸（對應(yīng)于車體豎直軸）正

方向應(yīng)指向上。y軸（對應(yīng)于車體橫軸）應(yīng)位于水平面，與x軸和z軸組成一個右手坐標系。

標引序號說明：

1——運行方向；x——縱向；y——橫向；z——豎直方向

圖1車體坐標系

5強度設(shè)計基本原則

5.1車體結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計成整體承載結(jié)構(gòu)。

5.2車體結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受與其運用要求相一致的最大載荷，不應(yīng)產(chǎn)生永久變形。

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5.3車體結(jié)構(gòu)應(yīng)具備足夠的剛度，應(yīng)滿足其安裝設(shè)備正常工作與運行過程中乘客舒適度的需要。

5.4在保證強度和剛度的前提下，車體結(jié)構(gòu)應(yīng)最大限度降低自重。

5.5車體結(jié)構(gòu)的設(shè)計壽命不應(yīng)低于30年。

6設(shè)計載荷工況

6.1總則

用于車體結(jié)構(gòu)設(shè)計的載荷工況包括靜載荷工況和疲勞載荷工況。設(shè)計載荷工況與本文件規(guī)定不同

時，應(yīng)按供需雙方認可的相關(guān)技術(shù)文件執(zhí)行。

6.2有效載荷

6.2.1m3應(yīng)按以下參數(shù)計算：

a）乘客質(zhì)量：60kg每人（包括行李）；

b）站立區(qū)乘客載荷：360kg/m2（6人/m2）；

c）行李區(qū)載荷：有專門行李區(qū)功能的車輛，100kg/m2；沒有行李區(qū)的車輛為0。

6.2.2m4應(yīng)按以下參數(shù)計算：

a）乘客質(zhì)量：60kg每人（包括行李）；

b）站立區(qū)乘客載荷：480kg/m2（8人每平方米）；

c）行李區(qū)載荷：有專門行李區(qū)功能的車輛，100kg/m2；沒有行李區(qū)的車輛為0。

6.3車體靜載荷工況

6.3.1垂向最大工作載荷工況

垂向最大工作載荷應(yīng)為1.3g×（m1+m4）。

6.3.2車鉤連接處縱向載荷工況

6.3.2.1車鉤連接處200kN壓縮載荷與垂向載荷g×m1組合。

6.3.2.2車鉤連接處200kN壓縮載荷與垂向載荷g×（m1+m4）組合。

6.3.2.3車鉤連接處150kN拉伸載荷與垂向載荷g×m1組合。

6.3.2.4車鉤連接處150kN拉伸載荷與垂向載荷g×（m1+m4）組合。

6.3.3抬車載荷工況

6.3.3.1單端抬車載荷工況：在車輛一端規(guī)定位置抬車，另一端保持原有懸掛狀態(tài)。載荷應(yīng)為1.1g×

m1。

6.3.3.2整體抬車載荷工況：在車輛規(guī)定位置抬起整車，載荷應(yīng)為1.1g×m1。

6.3.3.3支承點移位抬車載荷工況：考慮整車抬車載荷工況中其中一個抬車點相對于其他三個抬車點

組成的平面垂直移位的情況。該抬車點相對于其余三個抬車點的垂直位移取值h。h為檢修時架修裝置

可提升的最大高度值，具體取值可按供需雙方認可的相關(guān)技術(shù)文件執(zhí)行。

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6.3.4解體載荷工況

6.3.4.1單端解體載荷工況：在車體底架一端指定支承位支承車體，同時將該端懸吊裝置與車體解體

分離，車體另一端保持原有懸掛狀態(tài)。載荷應(yīng)為1.1g×m1。

6.3.4.2整車解體載荷試驗：在車體底架兩端指定支承位支承車體，同時將兩端懸吊裝置與車體解體

分離，車體呈水平支承狀態(tài)。載荷應(yīng)為1.1g×m1。

6.4跌落事故載荷工況

6.4.1單端跌落事故載荷工況

在車體車頂一端采用防跌落裝置吊掛，同時將該端懸吊裝置與車體解體分離，車體另一端保持原

有懸掛狀態(tài)。載荷應(yīng)為Kd×g×（m1+m4）。

注：Kd=Kdy×σs/σb，其中Kd為加速度系數(shù)，Kdy為沖擊載荷系數(shù)，σs為材料屈服強度ReH或規(guī)定非比例延伸強度Rp02，

σb為材料抗拉強度。Kdy具體取值可按供需雙方認可的相關(guān)技術(shù)文件執(zhí)行。

6.4.2整車跌落事故載荷工況

在車體車頂兩端采用防跌落裝置吊掛，同時將該端懸吊裝置與車體解體分離。載荷應(yīng)為Kd×g×

（m1+m4）。

6.5橫風載荷工況

橫風作用于車體側(cè)墻外側(cè)結(jié)構(gòu)表面。風力應(yīng)按單位風壓力乘以車體的側(cè)向投影面積計算，風力等

級及單位風壓力應(yīng)按附錄A執(zhí)行。

6.6設(shè)備連接裝置靜載荷工況

6.6.1設(shè)備連接裝置應(yīng)能承受以下單獨施加的載荷：

a）x方向：±3g×m，m為設(shè)備質(zhì)量；

b）y方向：±1g×m；

c）z方向：（1±c）g×m，車體端部c=2，車體中部線性下降到0.5。

6.6.26.6.1中a）、b）和c）規(guī)定的載荷應(yīng)分別與設(shè)備本身可能產(chǎn)生的最大載荷組合。6.6.1中a）

和b）規(guī)定的載荷應(yīng)與垂向載荷g×m組合。

6.7車體疲勞載荷工況

車體結(jié)構(gòu)應(yīng)承受以下單獨施加的疲勞載荷：

a）x方向：±0.15g×（m1+m3）；

b）y方向：±0.15g×（m1+m3）；

c）z方向：（1±0.15）g×（m1+m3）。

6.8設(shè)備連接裝置疲勞載荷工況

設(shè)備連接裝置應(yīng)承受以下單獨施加的疲勞載荷以及設(shè)備本身運轉(zhuǎn)產(chǎn)生的任何附加載荷：

a）x方向：±0.15g×m；

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b）y方向：±0.15g×m；

c）z方向：（1±0.15）g×m。

7評定標準

7.1靜強度

在6.3、6.4、6.5和6.6規(guī)定的靜載荷工況下，應(yīng)力不應(yīng)大于材料屈服強度ReH或規(guī)定非比例延伸

強度Rp02。懸掛式單軌車輛車體結(jié)構(gòu)常用材料及其主要力學(xué)性能見附錄B。

7.2疲勞強度

7.2.1評價原則

疲勞強度應(yīng)按下列原則得出的S-N曲線進行評價：

a）至少97.5%的存活概率；

b）按照部件或接頭形狀進行細節(jié)分類；

c）利用試驗技術(shù)和經(jīng)驗整理從小比例試樣得出的極限值，確保其適用于全尺寸部件。

7.2.2評價方法

7.2.2.1總則

疲勞強度評價分疲勞極限法和累積損傷法，評價方法應(yīng)根據(jù)材料可用數(shù)據(jù)情況選取。

7.2.2.2疲勞極限法

在6.7和6.8規(guī)定的載荷作用下，應(yīng)力不應(yīng)大于材料的疲勞極限。當材料疲勞極限出現(xiàn)在不大于

107次循環(huán)時，取該疲勞極限。當材料沒有規(guī)定疲勞極限或疲勞極限出現(xiàn)在大于107次循環(huán)時，疲勞極

限取107次循環(huán)時的疲勞強度。

7.2.2.3累積損傷法

利用7.2.1得出的S-N曲線，根據(jù)Palmgren-Miner法則計算6.7和6.8中每個載荷工況作用107

次循環(huán)產(chǎn)生的損傷，6.7和6.8分別累積所有載荷工況產(chǎn)生的損傷得到總損傷，總損傷均應(yīng)低于1。

8試驗方法

8.1總則

8.1.1試驗項目包括靜載荷試驗、疲勞載荷或運營載荷試驗。

注：運營載荷是指正常運用條件下車體承受的各種載荷。

8.1.2靜載荷試驗的目的是測定車體結(jié)構(gòu)在靜載荷作用下的強度。

8.1.3疲勞載荷試驗的目的是測定車體結(jié)構(gòu)在疲勞載荷或運營載荷作用下的強度。

8.2靜載荷試驗

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8.2.1靜載荷試驗工況

8.2.1.1靜載荷試驗工況應(yīng)至少包括6.3規(guī)定的靜載荷工況。

8.2.1.2對于其他靜載荷工況，可通過分析或試驗或兩者組合進行驗證。

8.2.2測量項目

測量項目應(yīng)包括應(yīng)力和撓度。

8.2.3測點布置

8.2.3.1應(yīng)力測點

應(yīng)力測點的布置應(yīng)根據(jù)強度計算和結(jié)構(gòu)分析情況進行布置。主要承載部件應(yīng)力大的部位、危險斷

面、過渡斷面、應(yīng)力集中嚴重的部位均應(yīng)布置測點。在測點布置圖中應(yīng)標明測點的確切位置。

8.2.3.2撓度測點

撓度測點應(yīng)滿足以下要求：

a）撓度測點一般宜布置在車體車頂枕梁兩端及邊梁的中央。

b）車體門、窗等處可視需要布點。

c）各撓度測點應(yīng)編號，并與應(yīng)變片的編號有明顯的不一致。

8.2.4試驗方法

8.2.4.1垂向最大工作載荷試驗

車體結(jié)構(gòu)通過車頂?shù)鯍禳c懸掛在懸吊裝置下方。

在車體結(jié)構(gòu)上施加1.3g×（m1+m4）-g×m0垂向載荷，除質(zhì)量大的設(shè)備在其安裝位置施加集中載荷

外，其余載荷應(yīng)均勻施加在地板上。

試驗時，測量各應(yīng)力測點的應(yīng)力值和撓度測點的位移值。

對試驗測得的數(shù)據(jù)進行處理，計算出對應(yīng)于垂向載荷1.3g×（m1+m4）的數(shù)據(jù)。

8.2.4.2車鉤連接處縱向載荷試驗

8.2.4.2.1車鉤連接處200kN壓縮載荷與垂向載荷g×m1組合試驗

車體結(jié)構(gòu)通過車頂?shù)鯍禳c懸掛在懸吊裝置下方。

首先在車體結(jié)構(gòu)上施加g×m1-g×m0垂向載荷，除質(zhì)量大的設(shè)備在其安裝位置施加集中載荷外，其

余載荷均勻施加在地板上。然后在車鉤連接處施加200kN壓縮載荷。

試驗時，測量各應(yīng)力測點的應(yīng)力值和撓度測點的位移值。

對試驗測得的數(shù)據(jù)進行處理，計算出對應(yīng)于200kN壓縮載荷與垂向載荷g×m1組合的數(shù)據(jù)。

8.2.4.2.2車鉤連接處200kN壓縮載荷與垂向載荷g×（m1+m4）組合試驗

車體結(jié)構(gòu)通過車頂?shù)鯍禳c懸掛在懸吊裝置下方。

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首先在車體結(jié)構(gòu)上施加g×（m1+m4）-g×m0垂向載荷，除質(zhì)量大的設(shè)備在其安裝位置施加集中載

荷外，其余載荷均勻施加在地板上。然后在車鉤連接處施加200kN壓縮載荷。

試驗時，測量各應(yīng)力測點的應(yīng)力值和撓度測點的位移值。

對試驗測得的數(shù)據(jù)進行處理，計算出對應(yīng)于200kN壓縮載荷與垂向載荷g×（m1+m4）組合的數(shù)據(jù)。

8.2.4.2.3車鉤連接處150kN拉伸載荷與垂向載荷g×m1組合試驗

車體結(jié)構(gòu)通過車頂?shù)鯍禳c懸掛在懸吊裝置下方。

首先在車體結(jié)構(gòu)上施加g×m1-g×m0垂向載荷，除質(zhì)量大的設(shè)備在其安裝位置施加集中載荷外，其

余載荷均勻施加在地板上。然后在車鉤連接處施加150kN拉伸載荷。

試驗時，測量各應(yīng)力測點的應(yīng)力值和撓度測點的位移值。

對試驗測得的數(shù)據(jù)進行處理，計算出對應(yīng)于150kN拉伸載荷與垂向載荷g×m1組合的數(shù)據(jù)。

8.2.4.2.4車鉤連接處150kN拉伸載荷與垂向載荷g×（m1+m4）組合試驗

車體結(jié)構(gòu)通過車頂?shù)鯍禳c懸掛在懸吊裝置下方。

首先在車體結(jié)構(gòu)上施加g×（m1+m4）-g×m0垂向載荷，除質(zhì)量大的設(shè)備在其安裝位置施加集中載

荷外，其余載荷均勻施加在地板上。然后在車鉤連接處施加150kN拉伸載荷。

試驗時，測量各應(yīng)力測點的應(yīng)力值和撓度測點的位移值。

對試驗測得的數(shù)據(jù)進行處理，計算出對應(yīng)于150kN拉伸載荷與垂向載荷g×（m1+m4）組合的數(shù)據(jù)。

8.2.4.3抬車載荷試驗

8.2.4.3.1單端抬車載荷試驗

車體結(jié)構(gòu)通過車頂?shù)鯍禳c懸掛在懸吊裝置下方。

首先在車體結(jié)構(gòu)上施加1.1g×m1-g×m0垂向載荷，除質(zhì)量大的設(shè)備在其安裝位置施加集中載荷外，

其余載荷均勻施加在地板上。然后在車輛一端指定抬車位抬起車體，車體另一端保持原有懸掛狀態(tài)。

試驗時，測量各應(yīng)力測點的應(yīng)力值。

對試驗測得的數(shù)據(jù)進行處理，計算出對應(yīng)于垂向載荷1.1g×m1和單端抬車載荷組合的數(shù)據(jù)。

8.2.4.3.2整體抬車載荷試驗

車體結(jié)構(gòu)通過車頂?shù)鯍禳c懸掛在懸吊裝置下方。

首先在車體結(jié)構(gòu)上施加1.1g×m1-g×m0垂向載荷，除質(zhì)量大的設(shè)備在其安裝位置施加集中載荷外，

其余載荷均勻施加在地板上。然后在車輛兩端指定抬車位抬起車體。

試驗時，測量各應(yīng)力測點的應(yīng)力值。

對試驗測得的數(shù)據(jù)進行處理，計算出對應(yīng)于垂向載荷1.1g×m1和整車抬車載荷組合的數(shù)據(jù)。

8.2.4.3.3支承點移位抬車載荷試驗

車體結(jié)構(gòu)通過車頂?shù)鯍禳c懸掛在懸吊裝置下方。

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首先在車體結(jié)構(gòu)上施加1.1g×m1-g×m0垂向載荷，除質(zhì)量大的設(shè)備在其安裝位置施加集中載荷外，

其余載荷均勻施加在地板上。然后在車輛兩端指定抬車位抬起車體，將其中一支承點下降或上升一定

距離h。h為檢修時架修裝置可提升的最大高度值，具體取值可按供需雙方認可的相關(guān)技術(shù)文件執(zhí)行。

試驗時，測量各應(yīng)力測點的應(yīng)力值。

對試驗測得的數(shù)據(jù)進行處理，計算出對應(yīng)于垂向載荷1.1g×m1和支承點移位抬車載荷組合的數(shù)據(jù)。

8.2.4.4解體載荷試驗

8.2.4.4.1單端解體載荷試驗

車體結(jié)構(gòu)通過車頂?shù)鯍禳c懸掛在懸吊裝置下方。

首先在車體結(jié)構(gòu)上施加1.1g×m1-g×m0垂向載荷，除質(zhì)量大的設(shè)備在其安裝位置施加集中載荷外，

其余載荷均勻施加在地板上。然后在車體底架一端指定支承位支承車體，同時將該端懸吊裝置與車體

解體分離，車體另一端保持原有懸掛狀態(tài)。

試驗時，測量各應(yīng)力測點的應(yīng)力值。

對試驗測得的數(shù)據(jù)進行處理，計算出對應(yīng)于垂向載荷1.1g×m1和單端解體載荷組合的數(shù)據(jù)。

8.2.4.4.2整車解體載荷試驗

車體結(jié)構(gòu)通過車頂?shù)鯍禳c懸掛在懸吊裝置下方。

首先在車體結(jié)構(gòu)上施加1.1g×m1-g×m0垂向載荷，除質(zhì)量大的設(shè)備在其安裝位置施加集中載荷外，

其余載荷均勻施加在地板上。然后在車體底架兩端指定支承位支承車體，同時將兩端懸吊裝置與車體

解體分離，車體呈水平支承狀態(tài)。

試驗時，測量各應(yīng)力測點的應(yīng)力值。

對試驗測得的數(shù)據(jù)進行處理，計算出對應(yīng)于垂向載荷1.1g×m1和整車解體載荷組合的數(shù)據(jù)。

8.2.4.5跌落事故載荷試驗

8.2.4.5.1單端跌落事故載荷試驗

車體結(jié)構(gòu)通過車頂?shù)鯍禳c懸掛在懸吊裝置下方。

首先在車體結(jié)構(gòu)上施加Kd×g×（m1+m4）-g×m0垂向載荷，除質(zhì)量大的設(shè)備在其安裝位置施加集中

載荷外，其余載荷均勻施加在地板上。然后在車體車頂一端采用防跌落裝置吊掛，同時將該端懸吊裝

置與車體解體分離，車體另一端保持原有懸掛狀態(tài)。

試驗時，測量各應(yīng)力測點的應(yīng)力值。

對試驗測得的數(shù)據(jù)進行處理，計算出對應(yīng)于垂向載荷Kd×g×（m1+m4）與垂向載荷g×（m1+m4）組

合的數(shù)據(jù)。

8.2.4.5.2整車跌落事故載荷試驗

車體結(jié)構(gòu)通過車頂?shù)鯍禳c懸掛在懸吊裝置下方。

首先在車體結(jié)構(gòu)上施加Kd×g×（m1+m4）-g×m0垂向載荷，除質(zhì)量大的設(shè)備在其安裝位置施加集中

載荷外，其余載荷均勻施加在地板上。然后在車體車頂兩端采用防跌落裝置吊掛，同時將該端懸吊裝

置與車體解體分離。

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試驗時，測量各應(yīng)力測點的應(yīng)力值。

對試驗測得的數(shù)據(jù)進行處理，計算出對應(yīng)于垂向載荷Kd×g×（m1+m4）與垂向載荷g×（m1+m4）組

合的數(shù)據(jù)。

8.2.5試驗步驟

在正式試驗前應(yīng)進行至少2次預(yù)試驗，載荷分階段增加，直到最大載荷。然后進行1次正式試驗，

對其結(jié)果進行評價。

8.3疲勞載荷或運營載荷試驗

如果疲勞強度計算表明車體疲勞強度滿足本文件規(guī)定，可不進行疲勞載荷試驗；如果疲勞強度計

算包含嚴重的不確定性或者計算表明疲勞強度不滿足本文件的規(guī)定時，可用運營載荷試驗直接測量工

作應(yīng)力來評價疲勞強度。

運營載荷試驗應(yīng)在裝備齊全的車輛上進行，車體裝載m3。根據(jù)強度計算和靜態(tài)試驗結(jié)果確定關(guān)鍵

區(qū)域并布置應(yīng)變片，記錄在典型運用條件下的動應(yīng)力數(shù)據(jù)。對動應(yīng)力數(shù)據(jù)進行計數(shù)統(tǒng)計處理，編制應(yīng)

力譜。利用7.2.1得出的S-N曲線，根據(jù)Palmgren-Miner法則累積損傷，推算出整個車體壽命的總損

傷，應(yīng)低于1。

9

T/SDRTSXXXX—XXXX

附錄A

（規(guī)范性）

風力等級及其單位風壓力

風力等級及其單位風壓力按表A.1執(zhí)行。

表A.1風力等級及其單位風壓力

風力等級風速（km/h）風壓（Pa/m2）

0＜10～0.025

11～50.056～0.14

26～110.16～6.8

312～197.2～18.2

420～2818.9～39

529～3840～71.6

639～4972.9～119

750～61120.8～182.8

862～74184.9～267.8

975～88270.4～372.1

1089～102375.2～504.1

11103～117507.7～664.2

12118～133664.2～851

10

T/SDRTSXXXX—XXXX

附錄B

（資料性）

懸掛式單軌車輛車體結(jié)構(gòu)常用材料及其主要力學(xué)性能

車體結(jié)構(gòu)常用鋁合金材料及其主要力學(xué)性能見表B.1。

表B.1車體結(jié)構(gòu)常用鋁合金材料及其主要力學(xué)性能