城市軌道交通車(chē)輛基地鏇輪線(xiàn)設(shè)計(jì)研究*

舒 冬

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

為確保軌道交通車(chē)輛運(yùn)行安全，保證乘客的乘坐舒適度，降低滾動(dòng)噪聲，需對(duì)出現(xiàn)損傷的車(chē)輪踏面進(jìn)行修復(fù)。不落輪鏇床已成為軌道交通行業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備之一[1]，該設(shè)備能夠在不落輪的情況下采用切削方式對(duì)車(chē)輪踏面進(jìn)行修正，從而顯著提高了車(chē)輪的修正效率。為確保鏇輪作業(yè)效率，不落輪鏇床通常在車(chē)輛基地內(nèi)獨(dú)立占用股道，此股道線(xiàn)路稱(chēng)為鏇輪線(xiàn)，多采用不電化模式。多條城市軌道交通線(xiàn)路的車(chē)輛在鏇輪作業(yè)的操作過(guò)程中發(fā)生了打火現(xiàn)象。文獻(xiàn)[2-3]從發(fā)生打火后的處理措施方面進(jìn)行了論述，提出了有效的事后解決方案。文獻(xiàn)[4-6]從不落輪鏇床設(shè)備接口方面進(jìn)行分析，提出了設(shè)備本身對(duì)土建、暖通、給排水及電力的設(shè)計(jì)要求。文獻(xiàn)[7]明確提出了鏇輪庫(kù)(線(xiàn))不供電、鏇輪線(xiàn)應(yīng)配置公鐵兩用車(chē)或其他牽引設(shè)備等規(guī)定，并提出了鏇輪線(xiàn)設(shè)計(jì)的基本原則。本文從設(shè)計(jì)角度對(duì)鏇輪線(xiàn)在車(chē)輛基地總平面圖中的布置方式、長(zhǎng)度、絕緣節(jié)位置燈等方面進(jìn)行論述，給出詳細(xì)的計(jì)算方法，提出在車(chē)輛基地選址過(guò)程中的控制策略，旨在從源頭上避免鏇輪作業(yè)打火問(wèn)題的發(fā)生。

1 鏇輪線(xiàn)在車(chē)輛基地總平面圖中的布置

1.1 鏇輪作業(yè)流程

鏇輪作業(yè)的對(duì)象為車(chē)輛輪對(duì)踏面。如圖1所示，鏇輪作業(yè)的常規(guī)模式為：采用通過(guò)式輪對(duì)在線(xiàn)檢測(cè)設(shè)備(設(shè)置于入段線(xiàn)處)或車(chē)輛列檢作業(yè)檢測(cè)輪對(duì)踏面，一旦發(fā)現(xiàn)車(chē)輛輪對(duì)踏面損傷需要進(jìn)行修復(fù)，則采用公鐵兩用車(chē)將車(chē)輛牽引/推送至不落輪鏇床，完成對(duì)位后開(kāi)始鏇輪;作業(yè)完成后，由公鐵兩用車(chē)將車(chē)輛牽引/推送至停車(chē)列檢庫(kù)。

圖1 車(chē)輛的常規(guī)鏇輪作業(yè)流程

1.2 鏇輪線(xiàn)在總平面圖中的布置

為避免鏇輪作業(yè)占用車(chē)輛基地內(nèi)部的調(diào)車(chē)路由，車(chē)輛基地內(nèi)的鏇輪線(xiàn)在總平面圖中的布置主要有八字形往復(fù)式和盡端式兩種[8-12]，如圖2所示。在車(chē)輛基地的總平面設(shè)計(jì)中，根據(jù)基地的用地條件和運(yùn)營(yíng)需求的不同，可靈活選用鏇輪線(xiàn)布置方式，并可與洗車(chē)庫(kù)或停車(chē)列檢庫(kù)組合布置。

2 鏇輪線(xiàn)布置方式及有效長(zhǎng)計(jì)算方法

2.1 八字形往復(fù)式布置

2.1.1 鏇輪線(xiàn)與洗車(chē)線(xiàn)平行設(shè)置

在車(chē)輛基地用地長(zhǎng)度可調(diào)整但寬度受限的情況下，鏇輪線(xiàn)通常與洗車(chē)線(xiàn)平行布置。鏇輪線(xiàn)和洗車(chē)線(xiàn)均采用八字形往復(fù)式作業(yè)方式，其布置有2種組合方式，如圖3所示。

a) 八字形往復(fù)式

b) 盡端式

a) 方案1

b) 方案2

一般情況下，鏇輪線(xiàn)與洗車(chē)線(xiàn)平行設(shè)置時(shí)，無(wú)論采用哪種方案，在車(chē)輛基地用地范圍內(nèi)均需保證設(shè)置于鏇輪線(xiàn)的2個(gè)信號(hào)機(jī)之間的有效長(zhǎng)度。八字形往復(fù)式鏇輪線(xiàn)作業(yè)有效長(zhǎng)度Lp的計(jì)算公式為：

Lp=2Lt+2Lq+Ls+Lx

(1)

式中：

Lt——1列列車(chē)的長(zhǎng)度；

Lq——1臺(tái)牽引車(chē)的長(zhǎng)度；

Ls——不落輪鏇床設(shè)備長(zhǎng)度；

Lx——信號(hào)設(shè)備設(shè)置附加長(zhǎng)度。

困難條件下，因車(chē)輛基地用地受限，方案1和方案2均無(wú)法布置時(shí)，鏇輪作業(yè)時(shí)列車(chē)會(huì)壓岔，如圖4所示。為避免鏇輪作業(yè)時(shí)發(fā)生打火，需協(xié)調(diào)供電、信號(hào)專(zhuān)業(yè)，采取相關(guān)措施，以確保鏇輪作業(yè)范圍及其內(nèi)部相關(guān)道岔的軌道均不帶電。供電、信號(hào)專(zhuān)業(yè)采取的措施可參考文獻(xiàn)[2]和文獻(xiàn)[3]。

2.1.2 鏇輪線(xiàn)單獨(dú)設(shè)置

在車(chē)輛基地用地寬度、長(zhǎng)度均可調(diào)整的情況下，鏇輪線(xiàn)通常單獨(dú)布置，且采用八字形往復(fù)式作業(yè)方式，如圖5所示。建議此情況下鏇輪作業(yè)范圍及其內(nèi)部相關(guān)道岔的軌道均不帶電。鏇輪作業(yè)有效長(zhǎng)度Lp的計(jì)算方法同式(1)。

圖4 鏇輪壓岔作業(yè)范圍示意圖

圖5 八字形鏇輪線(xiàn)單獨(dú)布置示意圖

2.2 盡端式布置

在車(chē)輛基地用地寬度可調(diào)但長(zhǎng)度受限的情況下，鏇輪線(xiàn)可采用盡端式單獨(dú)布置，如圖6所示。此時(shí)鏇輪作業(yè)范圍內(nèi)不可有道岔。盡端式鏇輪線(xiàn)作業(yè)有效長(zhǎng)度Lj的計(jì)算公式為：

Lj=Lp+Lm

(2)

式中：Lm——線(xiàn)路終端安全距離。

圖6 盡端式鏇輪線(xiàn)布置圖

3 鏇輪作業(yè)打火原因分析與設(shè)計(jì)對(duì)策

3.1 鏇輪作業(yè)打火原因分析

根據(jù)信號(hào)專(zhuān)業(yè)要求，在鏇輪線(xiàn)的不同位置均設(shè)置了絕緣節(jié)，但接觸網(wǎng)/接觸軌通常在不落輪鏇床所在軌道與緊鄰道岔銜接處斷開(kāi)。由于回流需要及道岔結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，整副道岔及鏇輪作業(yè)范圍外的軌道均與供電電源(DC 1 500 V或750 V)的負(fù)極相連。當(dāng)牽引車(chē)將落弓狀態(tài)的列車(chē)牽引至不落輪鏇床基坑的軌道斷開(kāi)處但列車(chē)的最后一幅輪對(duì)仍處于鏇輪作業(yè)范圍外時(shí)，由于作業(yè)列車(chē)的輪對(duì)連通，導(dǎo)致不落輪鏇床基坑處的首副輪對(duì)也帶電。此時(shí)不落輪鏇床設(shè)備處于接地狀態(tài)，導(dǎo)致鋼輪與不落輪鏇床設(shè)備之間產(chǎn)生電勢(shì)差，由此造成車(chē)輪與軌道之間打火，如圖7所示。

3.2 避免鏇輪作業(yè)打火的設(shè)計(jì)對(duì)策

根據(jù)上述對(duì)鏇輪線(xiàn)設(shè)計(jì)的分析及項(xiàng)目實(shí)踐，提出避免鏇輪作業(yè)打火的設(shè)計(jì)對(duì)策如下：

1) 在車(chē)輛基地選址階段，需根據(jù)用地條件充分考慮鏇輪線(xiàn)設(shè)置方案，優(yōu)先采用鏇輪作業(yè)范圍內(nèi)無(wú)道岔的布置方案，并保證滿(mǎn)足鏇輪線(xiàn)作業(yè)有效長(zhǎng)度的要求。

a) 車(chē)輪與軌道之間電壓測(cè)量

b) 車(chē)輪與軌道之間打火實(shí)例

2) 在車(chē)輛基地選址確定、用地條件受限、必須采用鏇輪作業(yè)范圍內(nèi)有道岔的布置方案時(shí)，車(chē)輛基地工藝專(zhuān)業(yè)需協(xié)同站場(chǎng)、供電、信號(hào)等專(zhuān)業(yè)共同確認(rèn)其布置方案，以確保鏇輪線(xiàn)有效長(zhǎng)度范圍內(nèi)鋼軌不帶電。

3) 鏇輪作業(yè)范圍內(nèi)不掛網(wǎng)，且與其他軌道分界處均設(shè)置絕緣節(jié)。

4 結(jié)語(yǔ)

本文研究了鏇輪線(xiàn)在車(chē)輛基地總平面圖中的布置方式，提出了不同組合方式下的鏇輪線(xiàn)設(shè)置方案，以及鏇輪線(xiàn)有效長(zhǎng)度的計(jì)算方法。根據(jù)項(xiàng)目實(shí)踐及試驗(yàn)，分析了鏇輪作業(yè)的打火原因，并從設(shè)計(jì)角度提出了避免鏇輪作業(yè)打火的對(duì)策，為城市軌道交通車(chē)輛基地內(nèi)鏇輪線(xiàn)設(shè)計(jì)提供借鑒。