邱海波

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

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

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

1概述

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

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

2地下固定式架車機(jī)組介紹

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

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

圖1　地下固定式架車機(jī)組實(shí)物

圖2　地下固定式架車機(jī)組三維建模

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

3地下固定式架車機(jī)組的技術(shù)接口

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

(1)與車輛專業(yè)接口

地鐵車輛由于車型不同、編組不同，車輛定距、轉(zhuǎn)向架軸距、相鄰兩輛車轉(zhuǎn)向架中心距及車體架車點(diǎn)位置等與地下固定式架車機(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機(jī)組施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，車輛需已進(jìn)行招標(biāo)工作。車輛主要技術(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，對產(chǎn)品性質(zhì)及其應(yīng)用效果進(jìn)行感官質(zhì)量評價(jià)并對其結(jié)果進(jìn)行分析，分析評價(jià)結(jié)果見表3。

(2)與軌道專業(yè)接口

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

(3)與建筑專業(yè)接口

地下固定式架車機(jī)組設(shè)備安裝在大/架修庫內(nèi)。庫房長度需考慮地鐵車輛長度、轉(zhuǎn)盤、庫房通道等，并留有一定的余量。庫房寬度，一側(cè)需考慮車輛通行，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。架車機(jī)單元間、單元與主控制臺間設(shè)置預(yù)埋電纜管。

表1　城軌車輛主要技術(shù)參數(shù)

(4)與結(jié)構(gòu)專業(yè)接口

地下固定式架車機(jī)組基坑各位置承載需滿足車輛載荷要求，所有載荷均沒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)與給排水專業(yè)接口

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

(7)與低壓配電與照明專業(yè)接口

地下固定式架車機(jī)組設(shè)備設(shè)計(jì)動力用電120 kW/380 V(每輛車用電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)啟動電流)，用電接入點(diǎn)至控制臺，并在控制臺附近設(shè)置配電箱?；右笤O(shè)有接地扁鐵，并與庫內(nèi)接地體相連，接地電阻要求小于4 Ω。

(8)與通信專業(yè)接口

地下固定式架車機(jī)組與車輛段調(diào)度中心預(yù)留通信線纜1根，便于實(shí)時(shí)監(jiān)控地下固定式架車機(jī)組動作狀態(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業(yè)之間技術(shù)接口設(shè)計(jì)界面劃分、地下固定式架車機(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。

專業(yè)之間技術(shù)接口如圖3所示。軌道專業(yè)與建筑專業(yè)的界面劃分建議如下：平面上以整體道床范圍即線路中心線兩側(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)，線路兩側(cè)2 110 mm范圍以內(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、軌道支撐塊)為軌道專業(yè)設(shè)計(jì)，以外為建筑專業(yè)設(shè)計(jì)。

圖3　地下固定式架車機(jī)組專業(yè)間技術(shù)接口

地下固定式架車機(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)

在地鐵車輛段施工圖開展設(shè)計(jì)時(shí)，地下固定式架車機(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)，而對地下固定式架車機(jī)組基礎(chǔ)進(jìn)行包容性設(shè)計(jì)，從而能順利開展施工圖設(shè)計(jì)工作。

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

通過對國內(nèi)外設(shè)備廠家的架車機(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)，提供各專業(yè)資料如下。

(1)提供地下固定式架車機(jī)組基礎(chǔ)圖紙，以2編組車輛為例，其余編組以此類推，詳見圖4、圖5。

圖4　2編組架車機(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)不同廠家架車機(jī)的基礎(chǔ)形式進(jìn)行擴(kuò)展。

(3)電力專業(yè)

架車機(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

地下固定式架車機(jī)組是地鐵車輛段的大型設(shè)備之一，其在車輛段土建及各系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，涉及專業(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)備與車輛段各設(shè)計(jì)專業(yè)的接口，提出了設(shè)計(jì)時(shí)主要專業(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機(jī)組包容性設(shè)計(jì)，并應(yīng)用在地鐵車輛段施工圖設(shè)計(jì)中，有效地推進(jìn)施工圖順利進(jìn)行。

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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：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)械電子工程專業(yè)，工學(xué)碩士，E-mail：541130747@qq.com。

中圖分類號：U279.1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI:10.13238/j.issn.1004-2954.2016.05.033