固定式架车机组选型及安装接口分析

曹阳光

（中铁上海设计院集团有限公司南昌院，江西南昌 330002）

1 架车机组概述

城市轨道交通车辆检修可分为大架修、定修、临修、调机检修等，其中大架修时需要将车体与转向架分离，期间需要用到架车机。

国内架车机常采用固定式架车机组（见图1）和移动式架车机组（见图2）。固定式架车机组通常安装在地下基础坑内，按照编组整列设计。以常用6 编组列车为例，一套6 编组的架车机作业设备称为架车机组，1 节车厢需要2 个架车单元，即6 编组架车机对应12 个基础坑[1]。移动式架车机组安装在地面即可，日常使用时需结合检查坑，将转向架与车体分离，以常用6 编组列车为例，1 节车厢需要4 个架车单元，即6编组列车需要24 台设备。

图1 固定式架车机组

图2 移动式架车机组

国内地铁列车实行的是高密度、小编组方案，编组形式固定，固定式架车机具有稳定、效率高的特点，因此大架修时常采用固定式架车机组，临修或调机检修时常采用移动式架车机组，文章主要对固定式架车机组进行分析[2]。

2 固定式架车机组选型原则

根据《地铁设计规范》（GB 50157—2013），车辆基地的功能、布局和各项设施的配置应根据工程的运营需要、城市轨道交通线网车辆基地的规划布置和既有车辆基地的功能及分布情况，实现线网车辆基地的资源共享。

固定式架车机组在大架修车辆段比较常见，地铁大架修车辆段属于资源共享车辆段，即几条线的车辆集中在某一个车辆段进行大架修作业，因此进行固定式架车机组选型时一方面应考虑工程的实际特点；另一方面应结合既有线的车辆选型统筹考虑。具体原则如下：

第一，地铁车辆选用A、B 型车较多，A 型车较B型车定距长、宽度大。不同的车型无法实现架车兼容，因此车辆段需要配置相应车型的固定式架车机。

第二，同类固定架车机的车体架车点必须标准统一。

第三，在场地允许的情况下，尽量按编组的方式选型，确保整列车可以架车作业，编组选择遵循编组数大向下兼容编组数小的设计。

第四，选择固定式架车机组时应选择同步性好、稳定性好的产品，并结合安装及维护、经济性等要求统筹考虑。

第五，遵循国家产业政策，满足设备国产化率的要求[3]。

3 固定式架车机组概述

固定式架车机组安装在地下基础坑内，由转向架举升单元、车体举升单元、承重平台、轨桥、盖板、电气系统、润滑系统、操作控制台等组成，固定式架车机模型如图3 所示。

图3 固定式架车机模型

以地铁A 型车为例，设备主要技术参数如下：每个基础坑车辆架升装置总的起升能力≥220kN，转向架举升柱举升最大高度1700mm，车体举升柱举升最大高度2650mm，同一车位转向架（车辆）架升柱之间的高度允差≤4mm，同一车位车体架升柱之间高度允差≤4mm，任意两车位之间转向架（车辆）架升柱高度允差≤8mm，任意两车位之间车体架升柱高度允差≤8mm[4]。

固定式架车机组主要用于车辆固定台位的作业，可根据需要选择整列车或单节车的架车作业，其具备列车整体升降、转向架升降和车体升降3 种基本功能。

架车作业流程如下[5-6]：由调车机车或公铁两用车将列车牵引到架车台位上，并正确对位；架车机构将车辆（带转向架）举升到设定高度；人工解除转向架与车体之间的连接；升起车体托架支承车体，检查车体托架能否承受住车体载荷，并锁定（见图4）；转向架托架带转向架一同落下，推出转向架（见图5）。

图4 车辆整体举升

图5 转向架落下推出

落车作业的工艺过程为架车作业的反序。架、落车作业完成后，设备全部降入地坑，车库地面平整无障碍。

4 主要接口及设计策略

固定式架车机安装主要接口为车辆接口、土建接口、轨道接口、给排水接口、低压配电接口等。

4.1 车辆接口

设计之初车辆编组、选型等已确定，固定式架车机库内安装位置根据车辆编组、车型等基本参数可以计算出基础坑的定位（见图6），整体布局方面与车辆是否招标影响不大。设备与车辆专业的接口主要考虑架车点的位置、形式等，根据工程进度，车辆招标一般要早于设备招标，因此在固定式架车机招标后的设计过程中必须与车辆厂进行对接，明确架车点的位置、形式，并对车辆参数进行复核，避免设备与车辆不匹配[6]。

图6 固定架车机布局参考示意图（6 编组）

4.2 土建接口

设备的土建接口主要为架车机基础坑和预埋套管，由设备厂家根据设备使用要求提供相关资料。其中架车机基础坑需要提供的资料包括基础坑尺寸大样图、荷载（包括设备自重、顶升荷载等）相关数据、预埋件大样图及安装定位图等；预埋套管需要提供的资料包括其安装位置图，其中应明确管径、埋深、材质以及施工具体要求。

应严格按照设备厂家提供的资料进行土建基础坑设计，在结构设计方面应保证一定的安全系数。同时，由于基础坑在地下，比较潮湿，坑外需做好防水措施，如铺设防水卷材等，且混凝土抗渗等级应适当提高。此外，坑内作业环境较差，坑内壁需采取一定的防尘措施，根据实践经验，推荐采用瓷砖铺装。

4.3 轨道接口

采用整体道床，钢轨应深入坑内一定长度，设备安装过程中应根据设备尺寸进行精确锯轨并完成轨道安装工作，地坑两侧钢轨不得悬空，坑壁上需设置钢轨支撑，防止钢轨悬空过长被车辆压弯。

由于基础坑侧壁较厚，当相邻两基础坑距离较近时，中间净距较短（见图6），轨枕通常仅能铺设2～3对，侧壁上的轨道悬空车辆走行过程中很容易压弯钢轨，存在很大安全隐患。因此，基础坑设计时应考虑在侧壁上预留轨道槽，具体尺寸可根据钢轨支撑方案确定。

4.4 给排水接口

坑内排水主要有两种方式，一是人工抽排；二是配置自动排水泵[7]。其中人工抽排需定期下坑内检查积水情况，会增加运营人员的劳动强度，因此工程设计中常采用配置自动排水泵的方式。设计时应注意，接入基坑内的排水管不可与安装设备冲突，方案设计完成后应与设备供货商确认。

4.5 低压配电接口

根据市场主流厂家数据，6 节编组固定式架车机功率一般为120kW，最大可达到150kW，安装时要求电源线距总控制柜5m 以内，基础坑内应设置接地线，电阻小于4Ω。此外，固定式架车机作业应按照整列车同时架车考虑，由于各基坑内的电机较多，因此设计时应考虑启动电流的设计，且架车机配电回路为单独回路。

以上接口分析均为设备招标后应采取的策略。但由于不同的工程具备不同的特点，往往存在基础坑设计时先采用包容性设计（见图7），设备招标后再根据厂家提供的资料进行深化设计的情况，因此接口处理方面稍有不同。具体如下：

图7 包容性设计基础坑

第一，土建包容性设计接口。在计算基础坑荷载时，应充分考虑设备自重和车辆重量，并考虑一定的安全系数。每个基坑的荷载计算应不低于40t，并考虑二次深化设计时的基础荷载。进行二次深化设计时，理论上可以采用钢结构形式，但由于基础坑位于地下，且环境潮湿，钢结构容易腐蚀，存在一定的安全隐患，因此建议采用钢筋混凝土形式。此外，为避免设备招标后在基础坑侧壁进行二次钻孔工作，进行包容性设计时应事先埋设套管。套管的布置形式和型号可参考市场上的主流设计标准。并且，套管应深入基坑内一定长度，以防止后续混凝土浇筑时堵塞套管口，影响设备穿线。

第二，给排水包容性设计接口。埋设排水管进入基础坑时，应确定好集水坑位置，并采取类似土建套管的方式将排水管深入基坑内一定长度。

5 施工期间注意事项

固定式架车机的基础坑净深一般要求达到5m，土建施工开挖时深度应更深一些。由于设备基础数量较多且要求承载较大荷载，因此在施工过程中应格外关注设备基础施工质量。施工过程中需要注意以下几点：

首先，凸台是承载设备的关键部位，设备基坑内应有凸台供设备安装使用。同时，基坑的定位必须准确，不能按照前一个坑的定位来设置后一个坑，以避免累计误差。如果基坑定位出现偏差，设备安装后将无法准确对接车辆的架车点。

其次，基础坑施工时，应在侧壁浇筑前预先埋设套管，以免二次开孔工作。

再次，套管施工完成后应及时封口，以防杂物进入套管内影响后期的设备穿线工作。

最后，由于固定式架车机的基础坑数量较多且占用场地面积较大，施工周期较长，因此在施工过程中需要注意保护已埋设好的套管。

6 结语

固定式架车机是地铁车辆段三大设备之一，其接口复杂，且受制于招标进度、现场条件等因素的影响，安装过程中可能出现各种问题。因此，需要掌握架车机选型原则，正确选型并制订合理的施工方案，避免设计失误和工序矛盾，加快施工进度，使项目建设功能完善、经济实用，满足车辆大架修需求，为轨道交通车辆检修提供有力保障。