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        現(xiàn)代有軌電車車輛段總平面設(shè)計與實踐

        2021-07-20 03:05:36王曦鳴
        都市快軌交通 2021年3期
        關(guān)鍵詞:洗車車輛段試車

        周 虎,王曦鳴

        (1.長沙市軌道交通集團有限公司,長沙 410019;2.湖南科技職業(yè)學院,長沙 410004)

        現(xiàn)代有軌電車是具有節(jié)能環(huán)保、方便快捷、造價低、建設(shè)周期短等特點的中低運量軌道交通系統(tǒng),可作為大城市軌道交通系統(tǒng)的補充和中小城市的軌道交通骨干系統(tǒng),目前已在廣州、深圳、武漢、佛山、蘇州等城市得到了廣泛的應用,同時國內(nèi)越來越多的城市在積極規(guī)劃或建設(shè)現(xiàn)代有軌電車線[1-4]。

        現(xiàn)代有軌電車車輛段作為有軌電車系統(tǒng)的重要組成,承擔著配屬車輛的運用、檢修任務,是有軌電車系統(tǒng)安全可靠運營所必需的設(shè)施。由于車輛段占地規(guī)模大、專業(yè)多,其總平面布置合理與否,直接決定了建設(shè)、運營成本及車輛的檢修運用水平,因此總平面設(shè)計是車輛段設(shè)計的重點。

        1 設(shè)計要素

        車輛段總平面設(shè)計應綜合考慮線網(wǎng)檢修資源、用地狀況、站段位置關(guān)系、車輛檢修工藝等因素,進行科學合理規(guī)劃與設(shè)計。

        由于現(xiàn)代有軌電車與常規(guī)地鐵車輛在結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)、檢修工藝等方面存在較大的差別,因此現(xiàn)代有軌電車車輛段的總平面設(shè)計不能照搬常規(guī)地鐵車輛段的設(shè)計,應在充分分析線網(wǎng)資源、出入段線、洗車作業(yè)方式、試車線布置、段型選擇、物業(yè)開發(fā)等各類要素后統(tǒng)籌考慮,在滿足車輛運用、檢修功能的基礎(chǔ)上采取最優(yōu)化設(shè)計。

        1.1 資源共享

        車輛段占地規(guī)模大、投資高、后期運營投入大,建議統(tǒng)籌線網(wǎng)檢修資源布設(shè)車輛段(場)。對于所在地區(qū)有軌道交通車輛廠商的,建議委托廠商進行高級別維修(大、中修),在線網(wǎng)車輛段僅配設(shè)車輛運用及臨修設(shè)施即可;對于所在地區(qū)無軌道交通車輛廠商的,建議按“集中維修”的原則布設(shè)線網(wǎng)車輛檢修設(shè)施,即在線網(wǎng)首先開通線路車輛段內(nèi)配設(shè)車輛高級別維修(大、中修)設(shè)施,后續(xù)開通線路車輛段內(nèi)配設(shè)車輛運用及臨修設(shè)施。

        1.2 出入段線

        出入段線的設(shè)置需要根據(jù)正線與車輛段的位置關(guān)系(即站段關(guān)系)來設(shè)計,主要有從相鄰單車站接軌和從相鄰兩車站接軌兩種方式,如圖1所示。相比常規(guī)地鐵車輛而言,現(xiàn)代有軌電車可較為順利地通過小半徑曲線,在站間距較長的區(qū)段也可考慮從正線接軌。

        圖1 出入段線接軌Figure 1 Entrance/Exit line joint scheme

        出入段線的設(shè)置與段型設(shè)計、布置息息相關(guān)。現(xiàn)代有軌電車系統(tǒng)正線的小半徑曲線較多,為避免車輪偏磨,設(shè)計出入段線時可結(jié)合車輛掉頭功能考慮。對于狹長地塊,不宜設(shè)置貫通式庫房的,可采用從相鄰兩車站八字線接軌的方式,實現(xiàn)車輛掉頭功能。對于設(shè)置貫通式庫房的,車輛可在車輛段內(nèi)實現(xiàn)掉頭功能,出入段線可根據(jù)站段關(guān)系靈活布置,運營組織較為方便。

        1.3 段型設(shè)計

        車輛段的總平面布置應以車輛運用、檢修設(shè)施為核心進行設(shè)計。一般而言,車輛段總平面根據(jù)車輛運用庫的設(shè)計方式,分為貫通式、盡端式兩種。

        貫通式運用庫的兩端均設(shè)有咽喉區(qū),并通過出、入段線與正線連接,兼具燈泡線功能,車輛運用作業(yè)靈活。盡端式相對于貫通式而言,在運用庫的一端設(shè)咽喉區(qū),車輛進、出段與場內(nèi)調(diào)車作業(yè)交叉較多,在用地條件允許的情況下,建議采用貫通式方案?,F(xiàn)代有軌電車車輛的車長一般為28.8~37.5 m[4-5],建議對于貫通式運用庫,可設(shè)4~6列位;對于盡端式運用庫,可設(shè)2~4列位。

        車輛段內(nèi)車輛運用、檢修設(shè)施一般根據(jù)用地條件統(tǒng)籌考慮:對于用地條件較好的,建議車輛運用、檢修設(shè)施合并設(shè)置為聯(lián)合車庫,以更好地降低工程造價,使運營資源綜合利用;對于用地條件較為緊張的,車輛運用、檢修設(shè)施可單獨設(shè)置,將年檢以下修程設(shè)施、停車線等合并設(shè)置為運用庫,年檢及以上修程設(shè)施、臨修設(shè)施等合并設(shè)置為檢修庫。根據(jù)車輛運用、檢修設(shè)施設(shè)置的相對位置,可將車輛段的總平面布置分為倒裝式、并列式兩種。倒裝式布置的車輛段是將檢修設(shè)施、運用設(shè)施逆向布置,利用走行線將兩部分連接,其檢修設(shè)施與運用設(shè)施相對獨立,相互作業(yè)干擾??;并列式布置的車輛段是將檢修設(shè)施、運用設(shè)施順向并列布置,共用一個咽喉區(qū),整體布局較為緊湊,便于組織生產(chǎn)和管理,同時也減少了車輛在段內(nèi)的走行距離。

        1.4 洗車線

        洗車線是車輛段內(nèi)利用較為頻繁的線路之一,為提高洗車作業(yè)效率,洗車線的位置及布置形式在總平面布置過程中顯得尤為重要。

        由于現(xiàn)代有軌電車車長相比地鐵車輛要短,其洗車線的布置一般有出入段線并列貫通布置、運用庫并列貫通布置、運用庫并列往復式布置等形式(見圖2)。貫通布置的洗車線洗車效率較高、車輛走行距離短,且對車輛段內(nèi)其他作業(yè)影響小,一般在用地條件允許的情況下推薦布置貫通洗車線。往復式洗車線車輛走行距離稍長,洗車效率較低,通過咽喉區(qū)的次數(shù)較多,對車輛段內(nèi)其他作業(yè)有一定影響,一般在用地條件較為緊張的情況下布置往復式洗車線。

        圖2 洗車線布置形式Figure 2 Tram washing line scheme

        1.5 試車線

        試車線一般為檢修后車輛或新購車輛進行動態(tài)性能調(diào)試服務,其長度與試車的最高速度相關(guān)。根據(jù)目前國內(nèi)現(xiàn)代有軌電車設(shè)計的最高運行速度,參照地鐵設(shè)計經(jīng)驗,建議有條件的試車最高速度按70 km/h考慮,條件受限的試車最高速度按不小于50 km/h考慮。由于試車線長度較長,如果車輛段用地條件無法滿足,則可考慮在正線條件較好的區(qū)段進行試車。

        1.6 物業(yè)開發(fā)

        當前城市用地日趨緊張,而車輛段占地面積較大,這就帶來了供、用地之間的矛盾。為有效解決該矛盾,在車輛段進行上蓋物業(yè)開發(fā),可實現(xiàn)“造地”“造血”的功能。

        現(xiàn)代有軌電車車輛段具有車場短、轉(zhuǎn)彎半徑小等特點,運用庫長較常規(guī)地鐵車輛段短,咽喉區(qū)也相對較短,因此建議咽喉區(qū)不上蓋,用以改善采光、通風條件。運用庫上蓋物業(yè)開發(fā)區(qū)域按二線跨布置上蓋物業(yè)柱網(wǎng),檢修庫上蓋物業(yè)開發(fā)區(qū)域可根據(jù)檢修臺位數(shù)靈活布置上蓋物業(yè)柱網(wǎng);運用、檢修庫間可適當拉大距離,為上蓋物業(yè)開發(fā)設(shè)置天井,以改善蓋下作業(yè)條件。在總平面設(shè)計時,車輛運用、檢修的設(shè)備設(shè)施宜集中設(shè)置,盡量留出較為規(guī)整的白地,以利于物業(yè)開發(fā)。

        2 設(shè)計實踐

        以筆者參與設(shè)計的國內(nèi)某現(xiàn)代有軌電車車輛段(見圖3)為例,簡要分析現(xiàn)代有軌電車車輛段總平面設(shè)計要點[7-10]。

        圖3 總平面設(shè)計方案Figure 3 General design scheme

        該車輛段地塊最長處約540 m,最寬處約430 m,基本呈長方形。車輛段用址北側(cè)為鐵路及該項目正線,并設(shè)車站一座,西側(cè)為高速公路,南側(cè)為市政道路。

        2.1 線網(wǎng)資源分析

        設(shè)計實例為線網(wǎng)首條建設(shè)線路,所在區(qū)域城市軌道交通車輛段未預留有軌電車車輛大架修設(shè)施,因此本項目按“集中維修”的原則,布設(shè)線網(wǎng)車輛大、中修設(shè)施。

        2.2 出入段線設(shè)置

        段址北側(cè)設(shè)車站(高架站)一座,西側(cè)為高速公路,若從相鄰兩車站八字接軌,則需下穿高速公路,工程量較大,故出入段線選擇從段址北側(cè)車站接軌??紤]方便運營并結(jié)合物業(yè)開發(fā)需要,車輛段在鄰近車站的西側(cè)接軌,接軌后下穿正線,在靠段址西側(cè)向南接入車輛段。段址西側(cè)受高速公路影響,不利于物業(yè)開發(fā),故出入段線布置于段址西側(cè),段址北側(cè)與車站鄰近的位置可留白地供物業(yè)開發(fā)。

        2.3 段型設(shè)計

        綜合考慮地塊形狀、出入段線及物業(yè)開發(fā)等因素,運用、檢修設(shè)施相對獨立設(shè)計,其中運用庫設(shè)計為貫通式。

        運用庫兩端設(shè)咽喉區(qū),通過出、入段線與正線連接后兼具燈泡線功能,可便捷實現(xiàn)車輛掉頭作業(yè),車輛運用作業(yè)非常靈活??紤]預留段址東側(cè)白地供物業(yè)開發(fā),將運用庫按一線4列位設(shè)計。運用庫整體上蓋物業(yè)開發(fā),兩端咽喉區(qū)不上蓋,有利于蓋下通風和采光。

        車輛檢修設(shè)施合并設(shè)置為聯(lián)合車庫,庫內(nèi)設(shè)車輛檢修線路,與運用庫并列設(shè)置,共用東側(cè)咽喉區(qū),整體布局規(guī)整,調(diào)車便捷。

        2.4 洗車線設(shè)計

        結(jié)合用地情況、物業(yè)開發(fā)及有軌電車車輛特點,將洗車線與鏇輪線并列布置,設(shè)于運用庫北側(cè),與運用庫并列布置。需清洗的車輛直接進入洗車線,洗車后通過咽喉區(qū)進入運用庫,洗車效率較高。

        2.5 試車線設(shè)計

        試車線布置于車輛段東、北側(cè),通過聯(lián)絡線與聯(lián)合車庫東側(cè)咽喉區(qū)相連。試車線有效長為737 m,可滿足高速試車(70 km/h)的要求。

        2.6 物業(yè)開發(fā)

        車輛段在進行總平面設(shè)計時,考慮上蓋物業(yè)開發(fā)與白地開發(fā)相結(jié)合的方式。車輛段整體上蓋物業(yè)開發(fā),即在車輛段除綜合辦公樓、特種品倉庫等設(shè)施外的廠房上方設(shè)置2層結(jié)構(gòu)板(1層為車庫夾層、2層為上蓋開發(fā)大屋蓋),大屋蓋上進行物業(yè)開發(fā)??紤]改善蓋下作業(yè)環(huán)境,在咽喉區(qū)及出入段線部分不進行上蓋,運用庫、聯(lián)合車庫分開并列設(shè)置并在運用庫、聯(lián)合車庫間設(shè)置天井,進一步優(yōu)化采光、通風條件。在車輛段北側(cè)、東側(cè),預留白地供物業(yè)開發(fā)。

        該車輛段以運用庫及檢修庫為核心,對影響總平面設(shè)計的關(guān)鍵要素進行了科學合理分析。運用庫采用了貫通式布置,使列車出入段作業(yè)與調(diào)車作業(yè)分開,車輛調(diào)度靈活,且可實現(xiàn)車輛在段內(nèi)調(diào)轉(zhuǎn)車頭作業(yè),功能完整、布局合理。

        3 結(jié)語

        筆者對影響現(xiàn)代有軌電車車輛段總平面設(shè)計的關(guān)鍵要素進行了分析、探討,提出了資源共享的原則,統(tǒng)籌線網(wǎng)車輛段(場)布局;結(jié)合車輛掉頭功能,綜合設(shè)計出入段線及段型,建議車輛運用作業(yè)優(yōu)先采用貫通式;同時結(jié)合現(xiàn)代有軌電車特點,建議上蓋物業(yè)開發(fā)時咽喉區(qū)不上蓋。結(jié)合設(shè)計實例,對設(shè)計思路及各關(guān)鍵要素進行了探討。結(jié)果表明,通過科學合理分析各關(guān)鍵要素并結(jié)合車輛特點,總平面設(shè)計可與物業(yè)開發(fā)有機結(jié)合,車輛運用采用貫通式作業(yè),使得段內(nèi)調(diào)度靈活便捷,從而為今后現(xiàn)代有軌電車車輛段總平面設(shè)計提供參考。

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