悬挂式轨道交通车辆检修工艺及装备研究

张峻领，张茂帆，王孔明

（中国中铁二院工程集团有限责任公司科学技术研究院，四川成都 610031）

悬挂式轨道交通车辆检修工艺及装备研究

张峻领，张茂帆，王孔明

（中国中铁二院工程集团有限责任公司科学技术研究院，四川成都 610031）

悬挂式轨道交通制式与其他轨道交通形式存在较大的区别，传统车辆检修工艺及装备已不适用于悬挂式轨道交通，因此，有必要对其进行深入研究，以满足应用需求。以悬挂式轨道交通车辆构造为基础，首先对其检修作业范围进行分解，在此基础上完成检修工艺和工艺装备方案研究，望对未来悬挂式轨道交通车辆基地的设计有所帮助。

悬挂式轨道交通；检修工艺；工艺装备

近年来，为满足国内应用需求，悬挂式轨道交通（图 1）已逐步取得国内业主认可。2015 年 10 月，成都市金堂县完成悬挂式轨道交通建设协议的签订。2016 年 1 月，九寨沟县人民政府达成《九寨沟县空中轨道交通项目战略合作框架协议》。2016 年 1 月，黄果树悬挂式轨道交通项目开建。

图 1 悬挂式轨道交通

悬挂式轨道交通作为一种轨道交通型式，其车辆制式、运营维护方式、检修工艺均不同于其他传统的轨道交通制式。因此，有必要对其系统进行深入研究。本文主要针对其检修工艺及装备进行研究。

由于悬挂式轨道交通制式与其他轨道交通形式存在较大的区别，传统检修工艺及装备不适用于悬挂式轨道交通，本文以悬挂式轨道交通车辆构造研究为基础，首先对其检修作业范围进行划分，在此基础上完成检修工艺和工艺装备方案研究。

1　悬挂式轨道交通车辆简述

悬挂式轨道交通利用道路上部空间设高架桥，高架桥采用梁轨合一模式，车辆转向架设于箱梁内部，实现车辆行走，基本型式如图 2 所示。

图 2 悬挂式轨道交通基本型式

悬挂式轨道交通车辆主要由车体和转向架两部分组成，如图 3 所示。

图 3 悬挂式轨道交通车辆

车辆转向架由转向架构架、走行轮、导向轮、稳定轮、电动机等部分组成，与其他轨道交通转向架相比，结构更为复杂，且最大的区别在于悬挂式轨道交通车辆采用实心橡胶轮作为走行轮。转向架基本结构如图 4 所示。

图 4 转向架基本结构

与其他城市轨道交通车辆不同，悬挂式轨道交通车辆电气设备均设于车辆顶部（非车辆底部），如图 5 所示，电气设备主要包含制冷装置、牵引控制器、辅助电源、熔断器等。

图 5 车辆车顶设备布置

典型悬挂式轨道交通车辆主要参数如下。

（1）车辆基本尺寸参数。MC车体长度 10 292 mm；M0车体长度 9 340 mm；车体最大宽度 2 300 mm。3 节编组车辆编组形式 MC- M0-MC，总长度约32 m。

（2）走行轮轴距 1 200 mm，轮距 360 mm，直径518 mm。

（3）导向轮轴距 2 020 mm，轮距 500 mm，直径280 mm。

（4）转向架中心距 6 600 mm。

（5）转向架重量 2 550 kg。

由以上参数可看出，悬挂式轨道交通车辆及其部件的尺寸和重量均远小于地铁车辆。

2　车辆检修指标及检修内容

悬挂式轨道交通车辆检修指标及检修内容与跨坐式轨道交通类似，可参照执行，根据参考文献［1］ 提供的检修指标，提出悬挂式车辆修程，如表 1 所示。

表 1 悬挂式轨道交通车辆检修修程及技术指标

各修程作业内容如下。

（1）全面检修。系将车辆全部解体，即架车、解体、检修。主要针对转向架等进行测量与整形，更换橡胶轮胎，对牵引电机、电器、电气线路等部件全部进行分解、修理、调试和试验，使其完全恢复技术性能；对车辆重新进行油漆标记；配件互换；对车体进行重新组装、静调、动态调试。

（2）重点检修。架车，基本解体，检修，主要是对转向架、牵引电机、集电靴、制动系统、车钩、缓冲装置、车门、各种电气控制装置等主要部件进行分解、检查、修理、互换、调试、试验。对仪器、仪表进行校验。对车体及其余部件的技术状态进行检查修理，更换橡胶轮胎及故障部件并进行试验。重点检修后对车体进行静调和动态调试。

（3）换轮。由于实心橡胶轮胎使用寿命大约 8 万～10 万 km，通常建议车辆走行 10 万 km 或运行 1 年后更换实心橡胶轮。

（4）三月检。主要是对转向架、牵引电机及主要电器进行全面细部检查。对重点部件，如悬挂结构、走行部分、受流器、空调、电气控制系统、牵引、制动等部件进行检查、修理、测试，更换损耗件，清洗空调的空气滤清器，根据需要进行蓄电池充电。

（5）列检。对车辆走行部分、牵引传动系统、各种电气装置、制动控制装置的状态进行外观检查，更换损耗件。重点处理危及运行安全的故障，确保行车安全。

图 6 悬挂式轨道交通主要设备布置图

3　检修工艺及工艺装备

由于悬挂式单轨交通车辆的特殊走行机构，使其检修工艺设计上与地铁车辆有较大的差异。传统地铁车辆检修模式，主要采用检查坑用于走行机构日常检查；设架车机用于车辆与转向架解体；采用起重机对车顶设备直接起吊和吊装。以上模式均已不能适用于悬挂式轨道交通车辆的特殊走行机构。

如图 6 所示，悬挂式轨道交通车辆主要部件（如转向架、牵引传动系统、车钩、制动系统等）均集中在车顶上方。故而，悬挂式轨道交通车辆的检修作业需以车顶为主。为满足车顶作业需求，需设计相应的车顶作业平台，替代传统地铁模式的检查坑、架车机等工艺装备，实现车辆日常检修、部件更换、架车作业等功能。

因此，本文将以车顶作业平台作为基础，全面分析悬挂式轨道交通车辆的检修工艺及相应的工艺装备。

3.1车顶作业平台基本功能及工艺设计

悬挂式轨道交通车辆运行于正线时系统采用箱型梁结构，转向架全封闭于箱型梁内。车辆入库后，为满足转向架检修需求，需采用开放式轨道，满足列车走行的同时，可进行转向架检修作业。本文建议的走行轨形式为双 L 形轨道，如图 7、图 8 所示。L 形轨道主要由 2 部分组成：导向面和走行面。走行面用于承载列车走行轮在库内的走行，导向面用于限制转向架下部导向轮的左右运动，达到库内列车运行导向的作用。

图 7 车顶作业平台及走行轨

图 8 车顶作业平台布置简图

车顶作业平台在承载列车走行的同时，设 2 层平台和 3 层平台，3 层平台主要用于转向架检修，2 层平台主要用于车顶设备和转向架下部悬挂系统检修作业。双L轨在端部与库外箱型梁接口，库外箱型梁的供电系统在尾部作绝缘处理，充分保证库内作业安全。

3.2列车停放及列检作业工艺方案

3.2.1检修工艺流程

列车停放及列检作业流程：列车入库→库内调车→列车停放→列检。

3.2.2库内调车

通常地铁列车在列车停车线设接触网，列车靠自身动力自走行入库，入库后主要通过检查坑进行车底检查。但悬挂式轨道交通与之不同，转向架与接触网同设于车顶，接触网入库有极大的安全隐患，且不利于转向架检修作业。因此，通常不建议库内架设接触网。

为满足列车库内走行需求，结合悬挂式轨道交通车辆特点，可采用库内地面调拉设备满足列车库内调车作业需求。调拉设备走行于地面，通过列车车钩牵引列车前进至停止位。悬挂式轨道交通车辆较轻，列车起动阻力不超过 40 kN，以电机作为动力的小型地面车辆足以满足牵引需求。调拉设备及调拉列车如图 9 所示。

3.2.3列检

对于悬挂式轨道交通车辆，列检作业重点是车辆顶部装置的外观检查并更换损耗件。因此，设置走行轨和作业平台，一方面承担列车日常停放的功能，另一方面可完全满足日常检修作业需求。

（1）转向架检修作业。为满足作业需求，作业平台的导向面需具备局部拆除功能，以保证有足够的作业空间利于转向架检修作业。

（2）其他电气系统检修作业。为满足转向架与车顶之间的所有电气设备的检修作业需求，需设置 2 层作业平台，如图 7 所示。2 层作业平台设置伸缩板，方便检修人员踏入车顶进行检修。

3.3换轮、三月检及重点检修作业工艺方案

换轮、三月检和重点检修的主要工作均为部件更换，由于转向架的特殊结构，部分部件的更换（如轮对）需架车作业，其他部件需采用起重机进行起吊作业。

结合车顶作业平台的特殊结构，架车作业可利用车顶作业平台的支撑结构，通过安装相应的悬吊设备，实现架车，如图 10 所示。通过在车顶作业平台的纵向横梁上安装吊臂和螺杆的方式，实现转向架及车体的整体起吊，在此基础上可进行各项部件更换作业。在轮对更换时，首先对作业台位的导向轨进行拆卸，然后将螺杆、吊臂与转向架进行连接，转向架（含车体）通过螺杆运动起升后即可完成轮对的更换。

3.4全面检修

3.4.1检修工艺流程

全面检修工艺流程：列车入库→车顶设备拆卸起吊→列车解编→转向架拆解运输→车体运输→部件检修及车体组装。

按以上工艺流程拆解完成后，转向架、车体、车顶设备分别运输至转向架检修间、车体检修间和电气设备检修间。

3.4.2工艺方案及装备

全面检修工艺仍需以车顶作业平台作为基础完成相关作业，如图 11 所示。

（1）车顶设备起吊。列车在高架作业平台停车后，为满足设备起吊需求，各转向架之间的走行轨、作业平台均需完全打开，便于车顶设备起吊，如图 12 所示。

（2）列车解编。设备起吊完毕后，关闭设备起吊口，列车解编，并将解编车辆调拉至平台端部，车辆调拉可采用地面调拉设备。

（3）车体与转向架分解。在车体与转向架分解前，采用托盘车托住车体，如图 11 所示。托盘车设举升平台，2 个托盘车同步举升实现车辆走行轮与走行轨面的分离，分离之后可进行转向架拆解作业。然后通过 2 个托盘车的同步运动将车体平移至车顶作业平台外侧；同时，通过天车完成转向架的起吊作业。最终实现转向架与车体的分解作业。

图 9 调拉设备及列车调拉

图 10 架车作业

托盘车需满足以下功能需求：①两托盘车同步举升，举升高度误差不得过大，需保证车体的平稳性；②两托盘车前进、后退速度和方向一致，且保证车体平稳运输。近几年，自动控制技术飞速发展，满足该功能的设备较多，如应用于航空领域的重载全向移动平台车等。

（4）转向架起吊作业。转向架与车体分解后，将转向架推送至 3 层平台端部，通过起重机将其起吊至地面。

（5）部件检修及车体组装。车体、转向架、车顶设备拆解完毕后，分别运输至检修车间进行检修。各部件检修完毕后，可按以上工艺流程的逆向过程完成车体组装。

图 11 全面检修作业工艺流程

图 12 车顶设备起吊

4　结束语

本文结合悬挂式轨道交通车辆的结构特点，对车辆检修工艺进行了系统研究，同时提出了车顶作业平台、地面调拉设备、托盘车等新型工艺装备。这些工艺装备在悬挂式轨道交通车辆的检修作业中将是不可或缺的组成部分，本文限于篇幅原因对其描述不尽完善，随着悬挂式轨道交通的进一步发展，将对其展开进一步研究工作。

以上检修工艺方案可能不尽完美，但望就此研究抛砖引玉，推动悬挂式轨道交通车辆检修工艺的深入发展。

［1］ 曹克非. 跨座式单轨车辆段工艺设计研究［J］. 铁道工程学报，2008，25（2）：94-96，103.

［2］ 薄海青. 悬挂式单轨交通车辆检修工艺及关键设备探讨［J］. 铁道标准设计，2013（1）：121-126.

责任编辑 冒一平

Study on Vehicle Maintenance Technology and Equipment of Suspension Rail Transit

Zhang Junling， Zhang Maofan， Wang Kongming

The suspension rail transit system has a very big difference comparing with other rail modes， and the traditional vehicle maintenance technology and equipment are no more suitable for suspension rail transit， therefore， it is necessary to carry out further study. On the basis of the suspension rail vehicle structure， the vehicle maintenance working range is decomposed. Therefore the solutions for maintenance technology and equipment are fi nalized.

suspended rail vehicle， maintenance technology， technical equipment

U232 : U269.32

2016-03-21

四川省科技支撑项目（2016GZ0337）

张峻领（1986—），男，工程师