Page 34 - 捷運工程叢書 精進版 － 21 捷運電聯車實務

臺北市政府捷運工程局

( 二 ) 車體剛度設計

至 於 剛 度 設 計 係 指 車 體 結 構 於 承 受 負 荷 時， 將 因 彎 曲 力 矩（Bending
Moment）之作用而向下翹曲。因此，車體的結構設計除了應注意其強度以外，亦

應考慮剛性是否足夠，以免在負荷過大時，因車體中央部位之撓曲變形量過大，
影響車輛之使用壽命及車體底架設備之正常功能。車體之設計應可在任何各種載
重狀況下，均能保持向上拱勢（Positive Camber）。

( 三 ) 車體結構設計考量因素
就車體的結構而言，通常需考量以下之設計需求：
1. 靜態力與挫曲力強度設計：設計車體具有一定的靜態強度與挫曲強度，可保障

乘客之安全。
2. 動態及撞擊力強度設計：設計車體在營運期間，若受到聯結力或意外之碰撞，
車體之結構仍舊保有一定的完整性，可保障乘客之安全。

3. 疲勞強度設計：設計車體在營運期間，受到車廂乘客數之變化，車體仍保有一
定的疲勞強度，可保障車體的使用壽年。

4. 自然振頻設計：規劃車體結構之自然振頻，以避免車輛運行時，車體與轉向架
或其他設備產生共振現象，可避免車體結構之破壞。
5. 空氣阻力設計：設計車體之外型，以減少車輛運行時所產生的空氣阻力，可節

省營運能源。
另外，就施加於車體之負荷力而言，通常有垂直力與縱向力等兩種類型；垂

直負荷力計有車廂乘客產生之負荷力、懸掛於車體設備之負荷力，以及當車體被
頂起時，由轉向架產生的負荷力；縱向負荷力則有施加在車端之壓縮力、施加在
聯結器之壓縮與伸張力、施加在車頭抗撞支柱與端柱之壓縮力，以及施加在車頂

側端之壓縮力等類型。
( 四 ) 車體結構設計強度要求
以臺北捷運高運量電聯車為例，契約規範訂有以下 5 種設計強度需求，其中

W2 及 W4 分別表示車廂座位滿載及車廂座位滿載再加上每平方公尺 7 位站立乘客
之車輛設計重量：
1. 在 W2 及 W4 載重下，車體結構應可承受均勻作用在防爬器中央三分之一區域

的 1,180 kN 靜態壓縮力，車體任何結構件的最大應力不得超過材料降伏強度的
80%。

2. 在 W4 載重下，車體結構任何結構件之最大應力不得超過材料降伏強度的
60%。
3. 在 W2 及 W4 載重下，車體結構應可承受 330kN 垂直負荷（上或下）及 880kN

縱向壓縮力同時作用在防爬器中央三分之一區域，車體任何結構件之最大應力
不得超過材料之降伏強度。

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