城市轨道交通车辆段运用库优化设计

蔡援朝

(中铁第四勘察设计院集团有限公司,武汉 430063)

城市轨道交通车辆段运用库优化设计

蔡援朝

(中铁第四勘察设计院集团有限公司,武汉 430063)

为了提高城市轨道交通车辆段内运用库的检修作业效率与质量,对运用库的检查地沟形式、检查地沟长度、运用库库长、双层作业平台形式、线间距、停车列检库远期预留方式以及其他细节设计等方面,结合现场实际情况和建设运营单位的需求,提出了设计优化采用的措施及方法。

城市轨道交通;运用库;设计;优化

1 概述

在城市轨道交通系统中,车辆段是地铁车辆的维修保养基地,作为列车停放、维护、检修的重要场所[1],是不可缺少的环节。车辆段由运用库及检修库等主要生产房屋、调机及工程车库等辅助生产房屋、压缩空气站及牵引变电所等动力房屋以及综合办公楼等生活管理房屋组成。

运用库一般由双周三月检库和停车列检库组成,主要承担所属线路部分列车的乘务、停放、列车技术检查和洗刷清扫等日常维修和保养任务;承担所属线路部分列车的双周三月检任务。运用库是地铁车辆段设施中建筑面积最大,使用频率最高的单体建筑[2],其主要特点是建筑面积大,库内股道多,并一般需要考虑近远期相结合[3]。因此运用库的设计优劣将直接影响到检修作业的效率与质量,进而影响到车辆的日常维修维护及行车安全。

2 运用库内检修工艺流程

2.1 双周三月检

双周三月检库采用整列入库、不解编的定位作业方式;一般设接触网(轨)或者采用滑触线方式供电;库内股道采用架空结构和双层作业平台(3层作业面),作业平台设置安全防护设施。双周三月检其主要检修工艺流程为:列车入库→必要的测试→全面技术检查→更换磨耗件、油润→试验交验→列车出库。

2.2 停车列检

停车列检库采用整列入库、不解编的定位作业方式,设接触网(轨)方式供电,库内约一半股道设置检修地沟。列检其主要检修工艺流程为:列车入段→列车外部清洗→停车库→退勤前技术交接→车辆内部清扫、消毒及走行部和主要部件检查→出乘前技术交接和功能检查→列车出段。

3 运用库优化设计

3.1 停车列检库检查地沟形式优化设计

3.1.1 检查地沟现状及存在问题

《地铁设计规范》(GB50157—2003)规定列检列位应设检查坑,坑深宜为1.2～1.5 m,坑内应有良好的排水设施。采用壁式检查地沟形式,检修人员只能在车辆侧面通过站蹲结合的方式来完成车下设备检修作业,这样不但加大了检修人员的劳动强度、降低检修效率,而且易产生漏检的情况;其次检修人员上、下检查坑必须通过检查坑两端的台阶,因此检修人员的空走距离较长,影响了检修人员的作业效率;第三,壁式检查坑内通风及照明条件差,检修人员的作业舒适性差,如图1(a)所示。鉴于以上3点原因,有必要对停车列检库内检查地沟形式进行优化。

3.1.2 检查地沟形式优化设计

列检库采用架空宽地沟形式,检修人员在此宽地沟内以直立的姿态下就能对车下设备,尤其是走行部件进行观察及检修,同时在此地沟内行走的过程中就能方便地完成列检作业,降低了检修人员的劳动强度,提高了检修效率;并极大地改善轨道内侧深地沟内通风照明条件,另外每条列检线上在对应于车辆贯通道处的两柱间增设上、下地沟的台阶,可以大大减少检修人员作业时空走距离,提高列检作业的效率,作业的便利性也得到了增强[4];同时可以相对减少车辆段的土方的填方量。优化后的检查地沟形式如图1(b)所示。

图1 优化检查地沟形式示意

3.2 运用库检查地沟长度优化设计

《地铁设计规范》(GB50157—2003)规定检查地沟最小长度为列车长度+5 m。但在列检库采用架空式宽地沟形式下,地铁列车将不可避免地停放在宽地沟斜坡上,如图2(a)所示。考虑到列检作业时对转向架等关键零部件的作业方便,因此有必要将地沟进行适当延长10m,使列车不占用宽地沟的斜坡,同时使司机登车平台也避开宽地沟的斜坡,如图2(b)所示。

图2 检查地沟长度优化示意(单位:mm)

3.3 运用库库长的优化设计

《地铁设计规范》(GB50157—2003)中规定月检库最小库长为列车长度+27 m,列检库最小库长为列车长度+13.5 m。在城轨车辆段设计中,运用库一般采用停车列检库与双周三月检库组合形式,且一般为1线2列位或3列位布置,由于运用库整体建筑面积较大,考虑消防要求,库内需设置中间消防通道,考虑到消防通道的顺直和地沟长度的增加,因此运用库长度需要适当增加。

3.4 双周三月检库双层作业平台形式优化设计

双周三月检库内一般设置有双层作业平台,平台采用钢筋混凝土或钢结构形式,均在地沟中间设立柱进行支撑,这种设置形式将导致叉车或其他作业车辆进出线间受到立柱阻碍,作业不便,如图3(a)所示。因此有必要对双层作业平台进行优化,考虑充分利用屋架结构承载,整个作业平台采用钢结构形式,在屋架进行悬吊,这样可以取消作业平台的立柱支撑,使整个线间通道通畅,叉车进出通道作业方便,且整个库房显得通透、简洁、美观。如图3(b)所示。

图3 3层作业平台形式优化

3.5 停车列检库线间距的优化设计

城轨车辆段停车列检库的主要特征之一就是库内股道较多,其线间距的确定直接影响到停车列检库的规模,《地铁设计规范》(GB50157-2003)中规定停车列检库线间距最小采用4.8 m,为了减少规模节省投资,因此线间距一般设计为4.8 m。由于两线间设置有信号机、司机登车平台、洗手池等设备和构筑物,在实际运营过程中,叉车没有条件到线间进行列检作业。考虑到实际运营的需要,提高检修工作效率,因此有必要对停车列检库线间距进行优化,停车列检库线间距可采用6m和4.2 m交叉布置的方式,这样不仅可以满足叉车进入到线间作业的需要,还能最大限度地减少停车列检库规模,节省投资。

3.6 运用库预留优化设计

《地铁设计规范》(GB50157—2003)中规定运用库的规模应按近期需要确定,并考虑远期发展的需要。因此运用库一般在远期需进行改造,目前设计一般考虑在近期运用库侧面进行预留远期扩建的条件,这种预留的方法可以节省近期建设投资,但远期施工时,对咽喉区影响较大,需要短时间中断运营,重新从咽喉区接岔。咽喉区接触网预留区域需重新架设接触网立柱及接线,会干扰既有接触网正常使用,也需要中断运营。侧面预留房屋柱网布置需考虑预留,后期房屋同既有房屋的连接需考虑相应措施,处理不好会影响运用库整体效果。由于车辆段扩能改造过程中不会停止运营,因此建议远期运用库在既有运用库尾部进行预留,近期将所有停车列检线前一列位股道及房屋一次建成,远期从列检线股道尾部重新接轨及补建房屋,这种预留方式在远期接轨、架设接触网、补建房屋等工作不会对咽喉区产生干扰,对运营影响小,同时远期扩建后可以保证运用库的整体效果。

3.7 其他优化设计

3.7.1 库内综合管线优化

随着地铁系统功能的发展和技术的完善,设备管线的种类和数量越来越多,而基于工程造价的考虑,设计会尽量降低运用库层高,不可避免地带来了在狭窄的空间安装复杂多样管线的矛盾。因此在运用库内可以考虑采用机场、大型厂房等领域应用的综合支吊架系统,该系统将运用库内的风管、水管、电缆桥架等各种管线进行合理综合,不仅可以有效地解决集中安装空间紧张的问题,同时还具备施工效率高、造型整齐美观、管线维护简单、后期扩容方便的优点[5]。该系统在南京、北京、上海以及广州各地地铁车辆段均有应用,取得了良好的效果。

3.7.2 LED显示屏的设置

LED显示屏具备亮度高、工作电压低、功耗小、造价低、寿命长、耐冲击和性能稳定等优点[6],在地铁系统中,特别是在地铁车站内得到大量应用,而在地铁车辆段中LED显示屏应用较少。运用库的建筑面积较大,每股道的接触网(轨)入库,因此每股道上方可以设置LED显示屏或者警示灯,各股道带电状况一目了然,以保障作业安全。并可在运用库消防通道的显要位置设置大屏幕的LED显示屏,显示或播放运用库各股道状态、运作程序或者会议通知、工作安排、单位重要信息等。

3.7.3 检修平台的细节优化

三周双月检库内设有双层检修平台,其中中间检修平台边缘距离股道中心线距离根据不同的车型为1600(1 500)mm,距离轨顶面高程为1 100mm左右。由于在月检作业中车辆的蓄电池需要进行检修,因此在设计中需要考虑蓄电池箱的拆卸空间,即在中间作业平台对应车辆蓄电池箱的位置开口,方便拆卸。另外在中间及顶层检修平台的防护栏底部应设置挡板,这样可以避免平台上工具可能滚落造成下层检修人员受伤和待检车辆受损。

3.7.4 司机上下车爬梯的设置

停车列检库不设置作业平台,因此为了方便司机上下车方便,在股道中间司机室门位置设置有司机登车平台。平台宽度一般不小于600 mm。基于投资的考虑,停车列检库的线间距一般为4.8m,因此设置了司机上下平台后,叉车进出线间作业困难,因此可以考虑采用垂直爬梯的形式。这种结构形式基本不占用线间的空间,也较为简洁牢固,节省投资,同时也可以满足叉车进出股道间作业的需要。

4 结语

从城市轨道交通车辆段内运用库的检查地沟形式、检查地沟长度、运用库库长、双层作业平台形式、线间距、停车列检库远期预留方式以及其他细节设计等方面,结合现场实际情况和建设运营单位的需求,提出了设计优化采用的措施及方法,改善了三周双月检及列检作业的工作环境,提高了检修效率,减轻了劳动强度,明显增强了检修作业的合理性与便利性,充分体现了以人为本的设计理念。

[1] 高莉萍.北京地铁八通线土桥车辆段停车列检库工艺设计[J].都市快轨交通,2005(4):97 -100.

[2] 施仲衡,等.地铁设计规范[S].北京:中国计划出版社,2003.

[3] 沈景炎.城市轨道交通工程项目建设标准[S].北京:中国计划出版社,2008.

[4] 肖 俊.浅谈夏南车辆段列检库检查坑优化设计[J].铁道勘测与设计,2009(2):17 -19.

[5] 张宇明.地铁停车列检库管线综合吊架设计与应用[J].科技资讯,2009(15):4 -5.

[6] 洪 震.LED显示屏产业发展综述[J].信息技术与标准化, 2010(10).

Optim ization Design of Vehicle Storehouse in Depots of Urban Rail Transit

Cai Yuanchao
(China Railway Siyuan Survey and Design Group Co.,Ltd.,Wuhan 430063)

Considering practical situation and requirements of operation of vehicle storehouse in depots of urban rail transit,this paper discusses the type and length of inspection trench,length of storehouse,type of two-storey platform,line spacing and the long-term reserved storehouse for the design of vehicle parking and inspection storehouse,and proposesmeasures and methods of the optimization design.

Urban rail transit;Vehicle storehouse;Design;Optimization

U239.5;U279.1

A

1004 -2954(2011)08 -0131 -03

2011-03-31;

2011 -06-10

蔡援朝(1954—),男,高级工程师,1978年毕业于长沙铁道学院,工学学士。