2.1.1 车体的作用与分类
车体是容纳乘客和司机 （对于有驾驶室的车辆）的部分，又是安装和连接其他设备及组件的基础，如图2－1所示。
图2－1 车体
按照所使用的材料不同，车体可分为碳素钢车体、铝合金车体和不锈钢车体三种。早期的城轨交通车辆车体材料基本上是碳素钢 （包括普通低碳钢和耐候钢），目前主要使用铝合金和不锈钢。
按照有无驾驶室分类，车体可分为带驾驶室车体和无驾驶室车体两种。
按照尺寸不同，车体可分为A型车车体、B型车车体和C型车车体，如广州地铁1号线、2号线和深圳地铁车辆采用了A型车车体；昆明1号线、广州地铁3号线、4号线和天津滨海轻轨采用了B型车车体。
按照车体结构工艺不同，分为一体化结构和模块化结构。一体化结构就是将车体的总构架焊接完成后再进行其他部件、功能的组装，如广州地铁1号线车辆采用的是一体化结构。模块化结构就是将车体分为各个模块进行制造、部件组装后，再对各个模块进行拼装，广州地铁2号线车辆采用的是模块化结构。
2.1.2 车体的特征与结构
1.车体的基本特征
1）城市轨道交通一般为电动车组，有单节、双节、三节式等；有头车 （即带有驾驶室的车辆）和中间车，以及动车与拖车之分，其车体结构也就有其多样性。
2）由于城市轨道交通车辆是服务于城市内的公共交通，乘客数量多，旅行时间短，上下车频繁，因此车内设置的座位数量少，车门数量多而且开度大，服务于乘客的车内设备简单。
3）对车辆的质量限制较为严格，特别是高架轻轨，要求列车质量轻，轴重小，以降低线路设施的工程投资。
4）为减轻列车自重，车辆必须轻量化，对于车体承载结构一般采用大型中空截面挤压铝型材、高强度复合材料或不锈钢等，采用整体承载筒形车体结构，车辆的其他辅助设施也尽量采用轻型材料和轻量化结构。
5）城市轨道交通车辆一般运营于城市人口稠密地区，并用于乘载旅客，所以对车辆的防火要求严格，特别是地铁车辆。通常车体的结构采用防火设计，材料需经过阻燃处理。
6）对车辆的隔声和噪声有严格要求，以最大限度降低噪声对乘客和沿线居民的影响。
7）城市轨道交通车辆主要用于城市内交通，所以车辆外观造型和色彩必须考虑城市文化，环境美化，与城市景观相协调。
2.车体的基本结构
近代城市轨道交通车辆车体均承载的钢结构或轻金属结构，以达到满足强度和刚度要求的同时降低车辆自重。我国地铁车辆的车体结构从20世纪80年代就开始采用耐候钢无中梁整体承载结构，车体侧墙、车顶的梁柱与蒙皮结合后与底架构成封闭断面，以增强车体的强度和刚度。到20世纪90年代又生产了断面为鼓形的地铁车辆，使其能更好地利用限界。GB／T7928—2003《地铁车辆通用技术条件》规定我国地铁车辆车体采用整体承载结构。
地铁车辆整体承载结构车体包括由若干纵向、横向梁和立柱组成的钢骨架 （也称钢结构），以及内饰板、外蒙皮、地板、顶板、隔热材料、隔声材料、车窗、车门及采光设施等组成部件。车体一般包括底架、端墙、侧墙、车顶、车窗、车门、贯通道和车内设施等部分，如图2－2所示。
图2－2 车体的组成
车体一般由缓冲梁 （端梁）、枕梁、小横梁、大横梁、中梁、倒梁、门柱、侧立柱、上侧梁、角柱、车顶弯梁、顶端弯梁、端立柱和端斜撑等结构形式组成，如图2－3所示。底架是车体结构和设施的安装基础，承受主要的动、静载荷，因此底架必须具有足够的强度和刚度，是检修作业的重点。在底架中部，断面较大并沿其纵向中心线贯通全车的梁称为中梁，它是底架的骨干。底架两侧边沿的纵向梁称为侧梁，侧墙固定其上。底架两端部的横向梁称缓冲梁 （或称为端梁），端墙固定其上。在转向架的支承处设有枕梁，为横向梁中断面最大的梁。在两枕梁之间设有两根以上的大横梁。为了吊挂设备，铺设地板，底架上还设有若干小横梁和纵向辅助梁，同时达到了增强底架强度和刚度的目的。上述梁件构成底架的一般结构，其中中梁和枕梁承担载荷最大，因而最为重要。
图2－3 车体的一般结构形式
1—缓冲梁 （端梁）；2—枕梁；3—小横梁；4—大横梁；5—中梁；6—倒梁；7—门柱；8—侧立柱；9—上侧梁；10—角柱；11—车顶弯梁；12—顶端弯梁；13—端立柱；14—端斜撑
侧墙由杆件、墙板和门窗组成。杆件包括侧立柱、端立柱、上弦梁、大横梁、小横梁和其他辅助杆件，它们与底架的上侧梁、倒梁构成一体。
墙板有蒙皮和内饰板，蒙皮是用钢板、不锈钢板和铝合金板制成，内饰板具有车内装饰的功能，经过阻燃处理。
端墙结构与侧墙基本相同，除端梁外，还设有角柱、端立柱、上端梁和地板等。
车顶结构包括车顶弯梁、车顶横梁、车顶端弯梁及车顶板等。
3.车体的结构形式
按照车体结构承受载荷的方式不同，车体可分为底架承载结构、侧墙和底架共同承载结构及整体承载结构三类。
1）底架承载结构
全部载荷由底架来承担的车体结构，称底架承载结构，也称自由承载结构。
2）侧墙和底架共同承载结构
由侧墙、端墙与底架共同承担载荷的车体和底架共同承载结构，也称侧墙承载结构。其侧、端墙与底架等通过固接形成一个整体，具有较高的强度和刚度。
3）整体承载结构
在板梁式侧、端墙上固接由金属板、金属梁组焊接而成的车顶，使车体的底架、侧墙、端墙、车顶连接成一个整体，成为开口或闭口箱形结构，此时车体各部分结构均参与承受载荷，因而称这种结构为整体承载结构，如图2－4所示。
为满足安全运载旅客的需要，车体钢结构必须有足够的强度。为提高乘坐舒适度，车体必须有足够的刚度，保证车体的自振频率与转向架的自振频率不一致，避免产生共振现象而降低乘坐舒适度。试验表明，转向架采用空气弹簧时，车体钢结构的自振频率应达到8Hz以上。
4.长春轻轨车体结构
1）车体承载结构组成
长春轻轨车辆每列车的车体承载结构由两节有驾驶室动车体模块、两节无驾驶室动车体模块、两节拖车体模块组成，共三种类型。
有驾驶室动车体模块：铝合金前端骨架、有驾驶室动车铝合金车体主体承载结构、铝合金枕梁结构及碳素钢牵缓结构，如图2－1所示。
无驾驶室动车体模块：无驾驶室动车车体主体承载铝合金型材结构、铝合金枕梁结构及碳素钢牵缓结构，如图2－5所示。
图2－4 钢制车体整体承载结构
图2－5 无驾驶室动车体模块
拖车体模块：拖车铝合金车体主体承载结构、铝合金枕梁结构，如图2－6所示。
图2－6 拖车体模块
2）车体承载结构材料
用于一般车体承载结构的铝型材材料：6005AT6。
用于枕梁车体承载结构的铝型材材料：7020T6、6082T6。
用于牵缓车体承载结构的碳素钢材料：09Cu PNi、Q235。
2.1.3 车体结构的基本参数
1.上海地铁l号线、2号线车辆车体规格
上海地铁1号线、2号线车辆车体规格见表2－1（括号内为交流传动车辆的参数）。
表2－1 上海地铁1号线、2号线车辆车体规格 （单位：mm）
2.长春轻轨车辆车体规格
长春轻轨车辆车体规格见表2－2。
表2－2 长春轻轨车辆车体规格
续表
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