滿足上蓋物業(yè)開發(fā)條件的地鐵大架修庫跨度優(yōu)化*

李廣君

(中國鐵路設(shè)計集團有限公司，300308，天津∥工程師)

地鐵車輛段上蓋物業(yè)的開發(fā)建設(shè)必須要保證車輛段自身各項功能的正常需求和工藝[1]。目前我國地鐵大架修庫多采用27.0 m的跨度，與上部物業(yè)開發(fā)建筑跨度的匹配性差。因此，物業(yè)開發(fā)建筑通常無法在大架修庫的上蓋平臺上建設(shè)，而主要集中在運用庫上方[2]。為使稀缺的土地資源得到最大利用，本文將在滿足上部物業(yè)開發(fā)的條件下尋找合理的大架修庫跨度，使物業(yè)開發(fā)需求與下部車輛檢修工藝流程要求相平衡。

1 大架修庫概況

地鐵車輛段大架修庫主要服務(wù)于地鐵車輛大架修任務(wù)，特別是針對車輛轉(zhuǎn)向架及車體各部件的檢修，不僅檢修部件眾多、檢修工藝復雜，而且不同部件均有各自的檢修工藝流程和運輸工具。

1.1 大架修庫所需運輸工具

大架修庫所用運輸工具有叉車、電動平板運輸車、半自動小平板車、手動液壓搬運車或自動搬運叉車、液壓升降平臺、空調(diào)搬運小車，以及車門拆裝及存儲小車。各部件的運輸工具如表1所示。

表1 各部件的運輸工具

1.2 大架修部件運輸通道寬度說明

一般機械加工車間的運輸通道規(guī)范規(guī)定如表2所示。

表2 一般機械加工車間的運輸通道規(guī)范

根據(jù)表2，部件檢修區(qū)人行通道寬度按1.0 m考慮，部件運輸通道寬度按3.0 m考慮。

1.3 檢修人員作業(yè)空間要求

參考《人機工程學》，檢修人員作業(yè)空間如圖1所示。

a)水平面

地鐵車輛部件數(shù)量龐大、種類繁多，檢修涉及人員臂展水平及豎向作業(yè)，從圖1可以看出，根據(jù)人體臂長，人員作業(yè)時，人體臂展水平及豎向作業(yè)空間均為0.6 m，因此，人員作業(yè)寬度按不小于0.6 m考慮。

2 大架修庫的跨度優(yōu)化設(shè)計

2.1 車體維修區(qū)

車體作業(yè)涉及起落車作業(yè)區(qū)、編組線、車體檢修區(qū)等作業(yè)空間。最大拆解部件為VVVF(變壓變頻調(diào)速系統(tǒng))逆變器，設(shè)備凈寬為2 000 mm，需利用升降小車進行運輸。單側(cè)人行通道寬800 mm，檢修人員在VVVF逆變器兩側(cè)的作業(yè)空間寬600 mm，則在兩線一跨設(shè)計時的車體檢修區(qū)凈寬度至少應(yīng)為17.1 m?？紤]柱網(wǎng)寬度為1.5 m，則車體檢修區(qū)最小跨度應(yīng)為18.6 m，相應(yīng)的車體檢修作業(yè)空間分布如圖2所示。

圖2 車輛車體檢修作業(yè)空間分布示意圖

在起落車作業(yè)區(qū)，為避免固定式駕車機與結(jié)構(gòu)立柱基礎(chǔ)之間的干擾，將起落車作業(yè)區(qū)最小凈寬度調(diào)整為19.5 m，相應(yīng)最小跨度為21.0 m。

2.2 噴漆庫布置方案

在噴漆庫，可將空氣凈化設(shè)備設(shè)置于噴漆空間上方。這樣，只需車庫柱網(wǎng)跨度達到17.1 m，其凈寬度即可滿足噴漆作業(yè)要求。此時，如果柱寬為1.5 m，則柱網(wǎng)跨度為18.6 m。

與噴漆庫相比，預處理庫設(shè)備布置要求簡單，按18.6 m的跨度采用常規(guī)布置方案即可。噴漆及預處理庫設(shè)備布置如圖3所示。

尺寸單位:mm

2.3 轉(zhuǎn)向架維修區(qū)

轉(zhuǎn)向架維修區(qū)的作業(yè)空間緊張。經(jīng)驗算，凈寬度取19.5 m，在柱寬1.5 m時柱網(wǎng)跨度取21.0 m，則可滿足轉(zhuǎn)向架檢修、部件運輸、人員作業(yè)空間的要求。轉(zhuǎn)向架維修區(qū)作業(yè)空間布置如圖4所示。

尺寸單位:mm

2.4 其他小型部件檢修區(qū)跨度

大架修庫柱網(wǎng)跨度主要由車體檢修庫及轉(zhuǎn)向架維修區(qū)決定。為了保證柱網(wǎng)的規(guī)整性，大架修庫內(nèi)其他小型部件檢修作業(yè)區(qū)也應(yīng)按此跨度設(shè)計。

2.4.1 空調(diào)檢修區(qū)

在空調(diào)檢修區(qū)，空調(diào)運輸小車的占地空間較大。因此，可通過分析空調(diào)小車的實際運輸路徑，來確定檢修區(qū)運輸路徑是否滿足要求。

空調(diào)運輸區(qū)作業(yè)空間如圖5所示。將空調(diào)實際尺寸、運輸工具及檢修空間詳細反映在圖紙上。利用作圖法分析可知：當空調(diào)區(qū)運輸通道為3.0 m寬時，運輸路徑較為緊湊，且基本滿足單臺空調(diào)機組的運輸要求。

尺寸單位:mm

2.4.2 貫通道檢修區(qū)

貫通道實際尺寸為2 500 mm×2 300 mm，其檢修內(nèi)容主要為帆布的更換及龍骨的修整。當柱網(wǎng)跨度為18.6 m時，其檢修區(qū)域、運輸路徑及存放區(qū)均能較好地滿足使用要求。貫通道檢修區(qū)布置方案如圖6所示。

尺寸單位:mm

2.4.3 受電弓檢修區(qū)

按受電弓尺寸(2 500 mm×1 500 mm×50 mm)選取合適的運輸小車。當柱網(wǎng)跨度為18.6 m時，受電弓檢修區(qū)可以較好地滿足受電弓檢修工藝布置要求。受電弓檢修區(qū)布置如圖7所示。

尺寸單位:mm

3 大架修庫跨度優(yōu)化效果分析

3.1 上蓋物業(yè)開發(fā)的類型

從建筑結(jié)構(gòu)受力及抗震角度來看，柱網(wǎng)跨度越小越有利于結(jié)構(gòu)受力，也越有利于降低經(jīng)濟成本[4]。受車輛段主體功能限制，需將不同上蓋功能區(qū)對應(yīng)布置到不同的柱網(wǎng)跨度區(qū)域。樓層較低的工業(yè)廠房及商業(yè)用房需較大跨度，可利用大架修庫這種大跨度功能區(qū)；住宅等高密度、高樓層建筑需柱網(wǎng)跨度較小，在常規(guī)設(shè)計中均設(shè)置于停車列檢庫等12 m左右小跨度區(qū)域[3]。

可見，優(yōu)化設(shè)計后的大架修庫上蓋物業(yè)開發(fā)可主要用于工商業(yè)。

3.2 大架修庫跨度壓縮幅度

深圳地鐵部分車輛段的大架修庫各區(qū)域跨度如表3所示。其中深圳地鐵14號線昂鵝車輛段大架修庫的工藝布局已優(yōu)化，其柱網(wǎng)跨度已壓縮。

由表3可見，昂鵝車輛段跨度僅為21.0 m和18.6 m，明顯小于其他車輛段，將十分有利于上蓋物業(yè)開發(fā)。

表3 深圳地鐵部分車輛段大架修庫的跨度

3.3 增加物業(yè)開發(fā)規(guī)模

大架修庫上蓋在跨度優(yōu)化前只能常規(guī)設(shè)計為綠化覆土，在跨度優(yōu)化后可設(shè)置多層樓房建筑及社會車輛停車場。經(jīng)計算，昂鵝車輛段大架修庫可增加物業(yè)開發(fā)面積89 772 m2，按深圳地區(qū)土地價值折算，可直接增加經(jīng)濟效益高達30億元。可見，對大架修庫跨度的合理調(diào)整有效增加了上蓋物業(yè)開發(fā)的規(guī)模。

3.4 增加上蓋物業(yè)的容積率

物業(yè)開發(fā)規(guī)模的增加，直接提高了車輛段整體上蓋物業(yè)的容積率。對于車輛段上蓋物業(yè)容積率:廣州地鐵的蘿崗車輛段為2.15，鎮(zhèn)龍車輛段為2.10，官湖車輛段為2.6；深圳地鐵昂鵝車輛段高達2.99,明顯最優(yōu)。

4 結(jié)語

未來隨著線網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，狀態(tài)修和部件專業(yè)化集中維修將成為未來的發(fā)展趨勢[5]。完成狀態(tài)修的前提是車輛部件更高等級的專業(yè)修，可滿足車輛隨壞隨換的需求。專業(yè)修的小型部件集中維修對于柱網(wǎng)跨度要求更小，若后期線網(wǎng)設(shè)置不同部件的專業(yè)化集中修，則可實現(xiàn)更小跨度的檢修車間。經(jīng)初步測算，12～15 m的跨度可滿足絕大部分檢修功能需求。

車輛段作為全線車輛運營保障基地，應(yīng)在滿足其功能的前提下，盡可能進行集約化設(shè)計，提高土地利用價值，為經(jīng)濟社會發(fā)展貢獻更多的效能?；谲囕v段大架修庫跨度設(shè)計標準，本文以深圳地鐵14號線昂鵝車輛段為例，對大架修庫跨度優(yōu)化進行分析，得到以下結(jié)論：

1)轉(zhuǎn)向架維修區(qū)及起落車作業(yè)區(qū)跨度需保持21 m。

2)車體檢修區(qū)、編組線、噴漆庫及部件檢修區(qū)的跨度可優(yōu)化為18.6 m。

3)大架修庫跨度優(yōu)化后可與上蓋物業(yè)開發(fā)建筑跨度基本匹配，極大地增加物業(yè)開發(fā)規(guī)模。這將成為未來車輛段設(shè)計的趨勢。

在后續(xù)車輛段設(shè)計中，同步開展上蓋物業(yè)開發(fā)與車輛段本體設(shè)計，不但可提高車輛段物業(yè)開發(fā)規(guī)模，還能提高上蓋物業(yè)的開發(fā)品質(zhì)。