邱海波

(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，武漢　430063)

?

地鐵車(chē)輛段地下固定式架車(chē)機(jī)組設(shè)計(jì)接口與包容性分析

邱海波

(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，武漢430063)

摘要：地下固定式架車(chē)機(jī)組是地鐵車(chē)輛段的關(guān)鍵設(shè)備，介紹地下固定式架車(chē)機(jī)組的功能及組成，分析該設(shè)備在地鐵車(chē)輛段土建及各系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)與各專(zhuān)業(yè)的接口，并提出設(shè)計(jì)時(shí)各專(zhuān)業(yè)間的設(shè)備界面劃分，論述地下固定式架車(chē)機(jī)組的包容性設(shè)計(jì)，保證其施工圖設(shè)計(jì)的順利開(kāi)展。

關(guān)鍵詞：地鐵車(chē)輛段；地下固定式架車(chē)機(jī)組；接口分析；包容性設(shè)計(jì)；界面劃分

1概述

地下固定式架車(chē)機(jī)組用于地鐵車(chē)輛轉(zhuǎn)向架的更換、車(chē)輛的拆解、裝配及維修，能滿(mǎn)足編組列車(chē)在不解編狀態(tài)下的同步架車(chē)作業(yè)，同時(shí)也可以對(duì)單輛車(chē)進(jìn)行同步架車(chē)作業(yè)，是地鐵車(chē)輛段關(guān)鍵設(shè)備之一[1]。地下固定式架車(chē)機(jī)組除地面操作控制臺(tái)外，架車(chē)機(jī)整體安裝在地下基坑內(nèi)，架車(chē)/落車(chē)作業(yè)完成后，設(shè)備全部降入地坑，地坑表面設(shè)置蓋板，車(chē)庫(kù)地面平整、美觀。

本文分析了地下固定式架車(chē)機(jī)組在土建設(shè)計(jì)時(shí)各專(zhuān)業(yè)的接口，并分析了地下固定式架車(chē)機(jī)組的包容性設(shè)計(jì)。

2地下固定式架車(chē)機(jī)組介紹

架車(chē)作業(yè)時(shí)，由調(diào)車(chē)機(jī)或公鐵兩用車(chē)將列車(chē)推送到指定位置，操作人員在操作臺(tái)控制架車(chē)機(jī)同步上升到設(shè)定高度；解除轉(zhuǎn)向架與車(chē)體之間的連接；同步升起架車(chē)機(jī)車(chē)體托架支承車(chē)體，架車(chē)機(jī)構(gòu)帶轉(zhuǎn)向架一同落下；推出轉(zhuǎn)向架，對(duì)其進(jìn)行檢修作業(yè)。

地下固定式架車(chē)機(jī)組一般安裝在車(chē)輛段大/架修庫(kù)內(nèi)。其設(shè)備及相應(yīng)的土建部分，主要包括整體道床、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、設(shè)備基坑、預(yù)埋管線(xiàn)及遠(yuǎn)程監(jiān)控?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備包括主控制臺(tái)、架車(chē)單元組成，主控制臺(tái)負(fù)責(zé)架車(chē)機(jī)的命令控制，圖1為地下固定式架車(chē)機(jī)組實(shí)物圖，圖2為地下固定式架車(chē)機(jī)組三維建模圖。

圖1　地下固定式架車(chē)機(jī)組實(shí)物

圖2　地下固定式架車(chē)機(jī)組三維建模

地下固定式架車(chē)機(jī)組可以配置遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，負(fù)責(zé)監(jiān)控架車(chē)機(jī)的實(shí)時(shí)動(dòng)作狀態(tài)，并具有實(shí)時(shí)保存數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)功能，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)一般設(shè)置在車(chē)輛段的調(diào)度中心。

3地下固定式架車(chē)機(jī)組的技術(shù)接口

以B型6編組地鐵列車(chē)為例，對(duì)地下固定式架車(chē)機(jī)組的技術(shù)接口進(jìn)行分析。

(1)與車(chē)輛專(zhuān)業(yè)接口

地鐵車(chē)輛由于車(chē)型不同、編組不同，車(chē)輛定距、轉(zhuǎn)向架軸距、相鄰兩輛車(chē)轉(zhuǎn)向架中心距及車(chē)體架車(chē)點(diǎn)位置等與地下固定式架車(chē)機(jī)組相關(guān)的技術(shù)參數(shù)各不相同，故在地下固定式架車(chē)機(jī)組施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，車(chē)輛需已進(jìn)行招標(biāo)工作。車(chē)輛主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

根據(jù)設(shè)計(jì)的正交實(shí)驗(yàn)表進(jìn)行產(chǎn)品制作并進(jìn)行應(yīng)用實(shí)驗(yàn)后，對(duì)產(chǎn)品性質(zhì)及其應(yīng)用效果進(jìn)行感官質(zhì)量評(píng)價(jià)并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行分析，分析評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表3。

(2)與軌道專(zhuān)業(yè)接口

地下固定式架車(chē)機(jī)組安裝在聯(lián)合檢修庫(kù)內(nèi)，道床類(lèi)型為整體道床，鋼軌類(lèi)型為50 kg/m鋼軌。架車(chē)機(jī)單元間的軌道需預(yù)留至基坑內(nèi)一定的長(zhǎng)度及滿(mǎn)足軌道水平度要求，架車(chē)機(jī)設(shè)備軌道橋高程需與軌道相對(duì)應(yīng)。

(3)與建筑專(zhuān)業(yè)接口

地下固定式架車(chē)機(jī)組設(shè)備安裝在大/架修庫(kù)內(nèi)。庫(kù)房長(zhǎng)度需考慮地鐵車(chē)輛長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)盤(pán)、庫(kù)房通道等，并留有一定的余量。庫(kù)房寬度，一側(cè)需考慮車(chē)輛通行，另一側(cè)需考慮控制柜操作空間，建議股道間距至少為6 m，股道與墻(或柱)間距為5 m，軌道高程為8.4 m?；虞喞叽绺鶕?jù)設(shè)備具體要求確定。架車(chē)機(jī)單元間、單元與主控制臺(tái)間設(shè)置預(yù)埋電纜管。

表1　城軌車(chē)輛主要技術(shù)參數(shù)

(4)與結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)接口

地下固定式架車(chē)機(jī)組基坑各位置承載需滿(mǎn)足車(chē)輛載荷要求，所有載荷均沒(méi)有考慮沖擊載荷的影響，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮一定的系數(shù)?；A(chǔ)建議采用包括結(jié)構(gòu)自防水及附加防水層等多道防水結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮基礎(chǔ)抗裂要求。

(6)與給排水專(zhuān)業(yè)接口

架車(chē)機(jī)基坑內(nèi)設(shè)置積水坑，需考慮基坑自動(dòng)排水要求。

(7)與低壓配電與照明專(zhuān)業(yè)接口

地下固定式架車(chē)機(jī)組設(shè)備設(shè)計(jì)動(dòng)力用電120 kW/380 V(每輛車(chē)用電120 kW/6=20 kW，乘以編組數(shù)得總功率，設(shè)計(jì)時(shí)需考慮一定的電機(jī)啟動(dòng)電流)，用電接入點(diǎn)至控制臺(tái)，并在控制臺(tái)附近設(shè)置配電箱?；右笤O(shè)有接地扁鐵，并與庫(kù)內(nèi)接地體相連，接地電阻要求小于4 Ω。

(8)與通信專(zhuān)業(yè)接口

地下固定式架車(chē)機(jī)組與車(chē)輛段調(diào)度中心預(yù)留通信線(xiàn)纜1根，便于實(shí)時(shí)監(jiān)控地下固定式架車(chē)機(jī)組動(dòng)作狀態(tài)，便于信息共享，統(tǒng)一管理(可選功能)。

4界面劃分

界面劃分主要分析專(zhuān)業(yè)之間技術(shù)接口設(shè)計(jì)界面劃分、地下固定式架車(chē)機(jī)組設(shè)備招標(biāo)范圍的建議，供設(shè)計(jì)及設(shè)備招標(biāo)時(shí)參考。

專(zhuān)業(yè)之間技術(shù)接口如圖3所示。軌道專(zhuān)業(yè)與建筑專(zhuān)業(yè)的界面劃分建議如下：平面上以整體道床范圍即線(xiàn)路中心線(xiàn)兩側(cè)各2 110 mm范圍為分界點(diǎn)，豎向上以整體道床下碎石墊層為分界點(diǎn)，線(xiàn)路兩側(cè)2 110 mm范圍以?xún)?nèi)及整體道床厚度范圍(包括該范圍內(nèi)的所有預(yù)埋管線(xiàn)、軌道支撐塊)為軌道專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)，以外為建筑專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)。

圖3　地下固定式架車(chē)機(jī)組專(zhuān)業(yè)間技術(shù)接口

地下固定式架車(chē)機(jī)組設(shè)備供貨商供貨范圍的建議如下：地下固定式架車(chē)機(jī)組設(shè)備1套、提供基礎(chǔ)坑預(yù)埋件、控制柜1套、通信及控制電纜、遠(yuǎn)程控制中心的工控機(jī)1套(可選功能)。

5包容性設(shè)計(jì)

在地鐵車(chē)輛段施工圖開(kāi)展設(shè)計(jì)時(shí)，地下固定式架車(chē)機(jī)組等大型設(shè)備招標(biāo)工作往往滯后于施工圖設(shè)計(jì)，造成施工圖設(shè)計(jì)、土建施工停滯，若不考慮設(shè)備基礎(chǔ)，基礎(chǔ)施工時(shí)易產(chǎn)生基礎(chǔ)圍護(hù)費(fèi)用等項(xiàng)目變更。地下固定式架車(chē)機(jī)組包容性設(shè)計(jì)，是在設(shè)備未招標(biāo)的情況下，為不耽擱施工圖設(shè)計(jì)，而對(duì)地下固定式架車(chē)機(jī)組基礎(chǔ)進(jìn)行包容性設(shè)計(jì)，從而能順利開(kāi)展施工圖設(shè)計(jì)工作。

地下固定式架車(chē)機(jī)組廠家調(diào)研，國(guó)內(nèi)設(shè)備廠家主要有3家公司，上海順順車(chē)輛配套設(shè)備有限公司、唐山百川智能機(jī)器有限公司、青島四方車(chē)輛研究所有限公司等，國(guó)外廠家主要2家公司，有PAFF、NEUERO等。

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外設(shè)備廠家的架車(chē)機(jī)設(shè)備基礎(chǔ)資料進(jìn)行分析、整理，形成包容性設(shè)計(jì)，提供各專(zhuān)業(yè)資料如下。

(1)提供地下固定式架車(chē)機(jī)組基礎(chǔ)圖紙，以2編組車(chē)輛為例，其余編組以此類(lèi)推，詳見(jiàn)圖4、圖5。

圖4　2編組架車(chē)機(jī)示意(單位：mm)

圖5　基坑A-A剖面(單位：mm)

(2)建筑、結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)

每個(gè)基礎(chǔ)坑中設(shè)備自重130 kN，額定荷載200 kN，但均沒(méi)有考慮沖擊載荷的影響，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮一定的安全系數(shù)。管線(xiàn)預(yù)留位置為示意，具體設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)時(shí)確定。預(yù)留鋼筋接頭，以便根據(jù)不同廠家架車(chē)機(jī)的基礎(chǔ)形式進(jìn)行擴(kuò)展。

(3)電力專(zhuān)業(yè)

架車(chē)機(jī)設(shè)備用電380 V，AC+N+PE，裝機(jī)容量20 kW×6=120 kW，并考慮預(yù)留余量。每個(gè)基礎(chǔ)坑要求設(shè)有接地扁鐵，已考慮預(yù)留位置。

(4)軌道資料

架車(chē)機(jī)單元之間的軌道不規(guī)定連接及安裝方式，但需預(yù)留軌道深入基坑的距離。

6結(jié)語(yǔ)

地下固定式架車(chē)機(jī)組是地鐵車(chē)輛段的大型設(shè)備之一，其在車(chē)輛段土建及各系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，涉及專(zhuān)業(yè)眾多，接口較復(fù)雜。協(xié)調(diào)不到位，很難保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，同時(shí)易產(chǎn)生設(shè)計(jì)變更，造成工程投資增加。分析該設(shè)備與車(chē)輛段各設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的接口，提出了設(shè)計(jì)時(shí)主要專(zhuān)業(yè)間的設(shè)備界面劃分和招標(biāo)范圍的建議，最后分析了地下固定式架車(chē)機(jī)組包容性設(shè)計(jì)，并應(yīng)用在地鐵車(chē)輛段施工圖設(shè)計(jì)中，有效地推進(jìn)施工圖順利進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]張金麗，周勝平，牛軍.城市軌道交通檢修用地下固定式架車(chē)機(jī)[J].機(jī)車(chē)電傳動(dòng)，2013(4):56-59.

[2]董向陽(yáng).地鐵建設(shè)中的技術(shù)接口管理[J].城市軌道交通研究，2003，6(3):16-19.

[3]賴(lài)于堅(jiān).地鐵車(chē)輛段三大檢修工藝設(shè)備的技術(shù)接口[J].都市快軌交通，2007，20(5):92-95.

[4]中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB50157—2013地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2013.

[5]繆東.固定式架車(chē)機(jī)在地鐵車(chē)輛段中應(yīng)用實(shí)踐[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2008(10):94-97.

[6]王占軍.電動(dòng)架車(chē)機(jī)同步監(jiān)控裝置的設(shè)計(jì)和研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，1997(8):46-48.

[7]苗偉明，武偉，邵立鵬.城軌固定式架車(chē)機(jī)多重安全機(jī)制[J].鐵道車(chē)輛，2014(5):35-38.

[8]唐春鵬.城市軌道交通固定式架車(chē)機(jī)的安全可靠性因素分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012(22):139-140.

[9]王明海，蔣仁忠，邵立鵬.兼容B型城軌車(chē)輛地下固定式架車(chē)機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的研制[J].鐵道車(chē)輛，2014(4):37-39.

[10]聶翔，邢曉東，丁輝.國(guó)內(nèi)外架車(chē)機(jī)運(yùn)用介紹及經(jīng)濟(jì)性對(duì)比[J].國(guó)外鐵道車(chē)輛，2012(7):41-45.

[11]丁輝.現(xiàn)代城軌車(chē)輛檢測(cè)工藝裝備綜述[J].鐵道機(jī)車(chē)車(chē)輛，2007(6):30-33.

[12]花嘉豪.整體式架車(chē)機(jī)排水系統(tǒng)故障分析、處理措施及改進(jìn)建議[J].科技博覽，2014(5):551-552.

Analysis of Design Interface and Inclusivity of Under-floor Fixed Lifting Unit in Metro Deport

QIU Hai-bo

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

Abstract：The under-floor fixed lifting unit is the key equipment in metro deport. This paper introduces the primary functions and composition of the under-floor fixed lifting unit， analyzes the interfaces with different specialties as it is designed for civil and other systems and proposes the interface demarcation among specialties. It also discusses the inclusivity design of the under-floor fixed lifting unit and ensures the smooth development of construction drawing design．

Key words：Metro deport; Under-floor fixed lifting unit; Interface analysis: Inclusivity design; Interface demarcation

文章編號(hào)：1004-2954(2016)05-0149-03

收稿日期：2015-06-30； 修回日期：2015-08-28

基金項(xiàng)目：中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司科研計(jì)劃課題(2015YJ020)

作者簡(jiǎn)介：邱海波(1979—)，男，工程師，2009年畢業(yè)于蘭州交通大學(xué)機(jī)械電子工程專(zhuān)業(yè)，工學(xué)碩士，E-mail：541130747@qq.com。

中圖分類(lèi)號(hào)：U279.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI:10.13238/j.issn.1004-2954.2016.05.033