■ 朱冬進
有軌電車在世界范圍內經(jīng)過了“新建—拆除—再建”的發(fā)展歷程。1881年后的柏林,老式有軌電車是很受歡迎的城市主要公共交通工具。1908年,上海英租界也駛出了有軌電車。隨著汽車工業(yè)的興起和發(fā)展,老式有軌電車噪聲大、性能差、耗電多的問題顯現(xiàn)出來,而且在速度、舒適度和靈活性方面與汽車比較相形見絀,20世紀50年代后,逐漸衰落。許多國家紛紛拆除老式有軌電車軌道,為汽車騰出道路。如今,汽車發(fā)展所帶來的城市擁堵、環(huán)境污染、能源危機等問題日益嚴重。人們重新研究城市公共交通問題時,發(fā)現(xiàn)從動力、經(jīng)濟、安全、可靠、環(huán)保等方面綜合評價,有軌電車具有獨特的優(yōu)勢?,F(xiàn)代有軌電車不僅在外觀上有許多變化,而且在技術裝備上加入了諸多高科技的元素,其技術性能和舒適度是以前老式有軌電車不能相比的?,F(xiàn)代有軌電車獲得了“生態(tài)城市的標志”交通工具之美譽,建造所用材料和工藝正在不斷創(chuàng)新升級。
現(xiàn)代有軌電車的車體主要采用鋁合金、不銹鋼、耐候鋼、復合材料等。
鋁合金的比重小,車體自重最大可減輕50%;耐腐蝕性好,可以延長車輛的使用壽命;涂裝性能好,可以增加車體美觀藝術性。地鐵等城軌車輛大量使用大型中空鋁合金型材作為車體材料。但是有軌電車運營環(huán)境復雜,出現(xiàn)車體碰撞的幾率較高,而鋁合金車體的維修難度較大,整塊型材更換的費用高。因此使用鋁合金車體的有軌電車并不多。
不銹鋼強度高,特別高強度不銹鋼的強度可達到普通鋼的3倍,可使車體輕量化。不銹鋼車體的耐腐蝕性優(yōu)越,減少了維修工作量和維修費用,延長了車輛的使用壽命。不銹鋼熔點高,車體安全性更好。不銹鋼車體在歐美地鐵使用較多,北京地鐵也大多是不銹鋼車體?,F(xiàn)在生產(chǎn)的不銹鋼車體大量采用點焊,密封性不如連續(xù)焊,因此不適用于頻繁進出隧道等導致車內外壓差大的高速車車體。不銹鋼車體外表面不涂裝,薄板結構的平整度差,外露的焊點影響車體美觀性。所以不銹鋼可用于制造有軌電車車體底架、頂板等,而在側墻部位大面積使用較為少見。
耐候鋼是軌道車輛使用最久的車體材料之一。與鋁合金、不銹鋼車體相比,耐候鋼車體在材料費、制造費低及工藝性好、造型容易方面的優(yōu)勢明顯。耐候鋼車體的工業(yè)涂裝技術成熟,很適合現(xiàn)代有軌電車的藝術裝飾性需求。并且耐候鋼車體在碰撞受損后的修補也比較容易,剛好滿足有軌電車的需要。
車體用復合材料通常與上述三種材料一種或多種組合使用,大多是利用復合材料的輕量化、耐腐蝕、隔音隔熱等方面優(yōu)勢。如采用鋁蜂窩板作為車體側墻幕板、玻璃鋼夾層板作為車頂、膠合板作為地板等。隨著復合材料技術的發(fā)展,車體用復合材料會越來越多。
軌道車輛常規(guī)的內飾材料是鋁板、鋁蜂窩、玻璃鋼、不銹鋼等?,F(xiàn)代有軌電車對舒適度、美觀性的要求更高,促進了許多新材料的運用。
隨著技術的發(fā)展,塑料的防火、老化、耐候等性能大大改善,并且大型吸塑、熱鑄塑料工藝的推廣使得塑料墻板在軌道車輛上得到使用。塑料墻板的幾何造型是常規(guī)鋁板難以實現(xiàn)的,輕量化、環(huán)保性又是玻璃鋼不可相比。另外塑料表面質感、色彩使得乘客更具親近感。蘇州高新有軌電車的熱塑墻板是國內首次大面積使用,預期熱塑墻板將隨著有軌電車上的應用而得到推廣。
3D纖維復合地板是一種使用3D纖維和酚醛樹脂預浸漬原料,通過熱固技術成型的復合板材。其防火安全性高,密度輕,隔音隔熱性能好?,F(xiàn)代技術壓制的3D纖維復合地板強度很高,非常適合制造有軌電車的浮置地板。目前受限于預浸漬料配方和熱固工藝能耗大,導致3D纖維復合地板成本較高,推廣難度大。
拉擠玻璃鋼型材是采用常規(guī)樹脂和玻璃纖維通過模具拉擠成型材狀態(tài)。拉擠玻璃鋼型材具有常規(guī)玻璃的耐腐蝕性,又有更好的結構剛度和均質質量,適用于制造車輛頂部導流板。
超薄軟座椅是現(xiàn)代有軌電車內飾一大亮點。相比常規(guī)地鐵的玻璃鋼、不銹鋼座椅,乘坐舒適度更高,更加美觀,比高鐵、動車的厚實軟座椅更加輕便,維護清洗更加方便。
現(xiàn)代有軌電車上還采用了單層鋼化玻璃車窗、鋁鎂合金扶手、HPL防火板、隔音板、貼膜等新材料,具有更多的輕量化、隔音、防火、美觀性能。
現(xiàn)代有軌電車作為一種安全可靠、節(jié)能環(huán)保、舒適方便的交通方式正在全球范圍內推廣,我國的城市化發(fā)展更是賦予了現(xiàn)代有軌電車發(fā)展的潛力。隨著科學技術的發(fā)展,材料及材料工藝的改進能推動現(xiàn)代有軌電車更好地改善人們的出行方式。