肖瑞金

（北京城建設(shè)計(jì)發(fā)展集團(tuán)股份有限公司，北京 100037）

目前，國(guó)內(nèi)外地鐵車輛的修理一般采用兩種修理制度，即分修制和合修制。1

分修制是指在城市軌道交通線網(wǎng)中修建車輛大修廠，負(fù)責(zé)車輛的大修、改造等。車輛段只承擔(dān)車輛架修、定修及日常的車輛維修與檢查。

合修制一般是每條線獨(dú)自設(shè)置大架修車輛段，負(fù)責(zé)該線車輛的大、架修及定修。如果每條線都設(shè)置大架修車輛段，將會(huì)增大設(shè)備和土地的投資，降低設(shè)備和土地的利用率。因此可以多條線路共享一座大架修車輛段，通過(guò)各條線之間的聯(lián)絡(luò)線，將待修車輛送至大架修車輛段。目前，我國(guó)除北京地鐵設(shè)置車輛大修廠，采用車輛分修制外，其他城市地鐵系統(tǒng)車輛維修均采用合修制，設(shè)置大架修車輛段。

各城市通常是在建設(shè)第一條地鐵線路時(shí)，同時(shí)建設(shè)大架修車輛段，以后隨著地鐵線路的增加，大架修車輛段也隨之不斷增加，一般每100～120 km線路長(zhǎng)度設(shè)置一座大架修車輛段，線網(wǎng)規(guī)劃長(zhǎng)度在500 km左右的地鐵系統(tǒng)，需要設(shè)置4～5座大架修車輛段。

大架修車輛段屬于大規(guī)模的工業(yè)設(shè)施，占地通常在30～50 hm2，其大架修設(shè)施占地面積、廠房規(guī)模以及設(shè)備數(shù)量，在車輛段中都占著相當(dāng)大的比重。大架修設(shè)施主要由聯(lián)合檢修庫(kù)、庫(kù)外軌道和各種檢修設(shè)備組成。

本文著重研究如何根據(jù)大架修工藝，精確計(jì)算各檢修股道的能力、精細(xì)化設(shè)計(jì)聯(lián)合檢修庫(kù)庫(kù)內(nèi)外軌道數(shù)量和布置方式，在不增加現(xiàn)有聯(lián)合檢修庫(kù)建筑面積的前提下，減少庫(kù)內(nèi)外的軌道數(shù)量和長(zhǎng)度，增加用于檢修各種車輛部件的面積。探索出一條減少投資、減少占地，提高車輛修理效率的新設(shè)計(jì)方法。

1 現(xiàn)有聯(lián)合檢修庫(kù)的設(shè)計(jì)

由于現(xiàn)行《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》并沒有詳細(xì)規(guī)定大架修列位的計(jì)算方法，設(shè)計(jì)單位通常按列車走行公里數(shù)計(jì)算出所需的大架修列位數(shù)，并將待修列車停放在大架修列位上的時(shí)間定義為規(guī)范規(guī)定的列車檢修時(shí)間，沒有考慮待修車輛在吹掃線、油漆線、靜調(diào)線、試車線上作業(yè)占用的時(shí)間，造成了大架修列位規(guī)模偏大[1]。

下面以南昌軌道交通4號(hào)線望城車輛段聯(lián)合檢修庫(kù)設(shè)計(jì)為例，說(shuō)明現(xiàn)有聯(lián)合檢修庫(kù)的設(shè)計(jì)方法和過(guò)程。

南昌軌道交通4號(hào)線線路長(zhǎng)40.9 km，采用B型車6輛編組，接觸網(wǎng)受電，望城車輛段承擔(dān)3、4、5號(hào)線配屬車輛的大架修任務(wù)。初、近、遠(yuǎn)期全年列車行車公里分別為 2 852×104km、3 583×104km 和5 040×104km。

1.1 設(shè)計(jì)計(jì)算

1.1.1 車輛大架修規(guī)模計(jì)算

車輛檢修制度采用現(xiàn)有地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的車輛日常檢修和定期檢修周期[2]（見表1）。

表1 車輛日常檢修和定期檢修周期Tab. 1 Routine maintenance and periodic maintenance cycle of vehicles

1）南昌軌道交通4號(hào)線車輛大架修檢修列位計(jì)算。

大修列車數(shù)=全年列車行車公里÷大修定檢公里÷列車編組數(shù)=50 400 000÷1 200 000÷6=7（列）

架修列車數(shù)=全年列車行車公里÷架修定檢公里÷列車編組數(shù)–大修列車數(shù)=50 400 000÷600 000÷6–7=7（列）

大修列位=大修列車數(shù)×大修檢修時(shí)間÷全年工作日×1.1=7×35÷250×1.1=1.08（列位）

架修列位=架修列車數(shù)×架修檢修時(shí)間÷全年工作日×1.1=7×20÷250×1.1=0.62（列位）

2）南昌軌道交通3、5號(hào)線所需車輛大架修列位計(jì)算。由于3、5號(hào)線缺少具體的大架修列位數(shù)，可依據(jù)3、5號(hào)線的線路長(zhǎng)度折算所需的大架修列位數(shù)。

3、5號(hào)線線路長(zhǎng)度合計(jì)為28.49+44=72.49 km

3、5號(hào)線大修列位合計(jì)為(1.08÷40.9)×72.49= 1.91（列位）；

3、5號(hào)線架修列位合計(jì)為(0.62÷40.9)×72.49=1.10（列位）；

3）南昌軌道交通3、4、5號(hào)線所需車輛大架修列位計(jì)算。

3、4、5號(hào)線所需大修列位為1.08+1.91=2.99（列位）

3、4、5號(hào)線所需架修列位為0.62+1.10=1.72（列位）

3、4、5號(hào)線所需大架修列位合計(jì)為2.99+1.72=4.71（列位）。取整后，3、4、5號(hào)線所需車輛大架修列位為5列位。

1.1.2 庫(kù)內(nèi)檢修股道的確定

1）檢修股道組成。

通常聯(lián)合檢修庫(kù)由大架修庫(kù)、定臨修庫(kù)、靜調(diào)庫(kù)、吹掃庫(kù)、車體車間、油漆庫(kù)、車輛稱重線、移車臺(tái)、轉(zhuǎn)向架檢修車間、部件檢修車間和輔助房間組成。大架修設(shè)施只是聯(lián)合檢修庫(kù)的一部分，因此本文將聯(lián)合檢修庫(kù)作為一個(gè)整體進(jìn)行研究。

聯(lián)合檢修庫(kù)設(shè)置的檢修股道包括列車解列編組線、大架修線、臨修線、定修線、靜調(diào)線、吹掃線、油漆線、稱重線。

2）各檢修股道的數(shù)量與長(zhǎng)度。

①解列編組線。解列編組線用于車輛大架修前的列車解編和車輛大架修后的列車編組，數(shù)量通常為1線1列位，設(shè)置地下式固定架車機(jī)組或移動(dòng)式架車機(jī)組。

解列編組線長(zhǎng)度=列車長(zhǎng)度+2×(轉(zhuǎn)向架長(zhǎng)度+1)=120+2×(3.5+1)=129（m）

②大架修線。大架修線用于車輛的解體和組裝，根據(jù)計(jì)算，本設(shè)計(jì)大架修線為5列位，大架修線通常部分按列位設(shè)置，部分按臺(tái)位設(shè)置。本設(shè)計(jì)中，按列位設(shè)置2條大架修線，按臺(tái)位在車體車間設(shè)置6條大架修線（簡(jiǎn)稱車體線），每條線3臺(tái)位。

按列位設(shè)置的大架修線長(zhǎng)度=列車長(zhǎng)度+(列車編組數(shù)+1)×(轉(zhuǎn)向架長(zhǎng)度+1)=120+(6+1)×(3.5+1)=151.5（m）

按臺(tái)位設(shè)置的大架修線長(zhǎng)度=車輛長(zhǎng)度×臺(tái)位數(shù)+(臺(tái)位數(shù)+1)×車輛之間的距離=19×3+(3+1)×4=73（m）

③臨修線。臨修線用于列車的臨修作業(yè)，數(shù)量通常為1線1列位，設(shè)置地下式固定架車機(jī)組或移動(dòng)式架車機(jī)組。

臨修線長(zhǎng)度=列車長(zhǎng)度+(轉(zhuǎn)向架長(zhǎng)度+1)+10=120+4.5+10=134.5（m）

④定修線。定修線用于列車的定修作業(yè)，定修數(shù)量計(jì)算值為2線2列位。

定修線長(zhǎng)度=列車長(zhǎng)度+列車單元數(shù)×1+6=120+2×1+6=128（m）

⑤靜調(diào)線。靜調(diào)線用于車輛檢修、編組成列后的靜態(tài)試驗(yàn)，通常為1線1列位。

靜調(diào)線長(zhǎng)度參照定修線設(shè)計(jì)，長(zhǎng)度為128 m。

⑥吹掃線。吹掃線用于車輛大、架、定修前的清潔作業(yè)，數(shù)量通常為1線1列位。

吹掃線長(zhǎng)度參照定修線設(shè)計(jì)，長(zhǎng)度為128 m。

⑦油漆線。油漆線用于車體油漆，油漆線按3臺(tái)位設(shè)計(jì)，長(zhǎng)度為73 m。

⑧車體表面處理線。車體表面處理線用于車體油漆前的表面處理，按3臺(tái)位設(shè)計(jì)，長(zhǎng)度為73 m。

⑨車輛稱重線。車輛稱重線用于車輛組裝后的稱重[3]，稱重線按 1臺(tái)位設(shè)計(jì)，布置固定式稱重設(shè)備，稱重線長(zhǎng)度為73 m。

聯(lián)合檢修庫(kù)庫(kù)內(nèi)股道長(zhǎng)度匯總見表2。

表2 望城車輛段聯(lián)合檢修庫(kù)庫(kù)內(nèi)各線路長(zhǎng)度Tab. 2 Length of each track in the main workshop of Wangcheng Depot m

從表2可以看出，大架修線最長(zhǎng)，為151.5 m。

1.1.3 尺寸的確定

根據(jù)地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范，聯(lián)合檢修庫(kù)的尺寸按照表3的規(guī)定計(jì)算得出。

聯(lián)合檢修庫(kù)長(zhǎng)度方向通常由3部分組成，大架修庫(kù)、移車臺(tái)和車體車間，大架修庫(kù)長(zhǎng)度由表2中大架修線的長(zhǎng)度決定，庫(kù)長(zhǎng)等于大架修線長(zhǎng)度加上前后通道寬度為151.5+10=161.5 m，本設(shè)計(jì)取值為168 m；移車臺(tái)寬為30 m；車體車間長(zhǎng)度為83 m。

表3 車輛基地各車庫(kù)有關(guān)部位最小尺寸Tab. 3 Minimum size of each workshop in a depot m

1.2 平面布置

聯(lián)合檢修庫(kù)通常由吹掃庫(kù)、靜調(diào)庫(kù)、定臨修庫(kù)、大架修庫(kù)、移車臺(tái)、車體車間、油漆庫(kù)、車體表面處理線、車輛稱重線、轉(zhuǎn)向架檢修車間、車輛各部件檢修車間等組成，本設(shè)計(jì)聯(lián)合檢修庫(kù)平面布置如圖1所示。

聯(lián)合檢修庫(kù)主要分為兩大部分，軌道區(qū)和非軌道區(qū)，軌道區(qū)用于停放列車和車輛，非軌道區(qū)用于轉(zhuǎn)向架和部件檢修。軌道區(qū)又分為列車停放區(qū)和車輛停放區(qū)，由工藝轉(zhuǎn)向架和移車臺(tái)完成兩個(gè)區(qū)域間的車輛運(yùn)輸。

圖1 望城車輛段聯(lián)合檢修庫(kù)平面布置Fig. 1 Layout of the main workshop in Wangcheng Depot

1.3 車輛大架修工藝流程

不同的工藝流程需要不同平面布置圖來(lái)實(shí)現(xiàn)，同樣，不同的平面布置圖可以滿足不同的工藝流程要求。適應(yīng)圖1聯(lián)合檢修庫(kù)平面布置圖的工藝流程有兩個(gè)。

由于大架修庫(kù)軌道均與庫(kù)外線路連接，工藝流程可以分為兩種，一種是列車解列和編組均在列車解列編組線上作業(yè)，對(duì)應(yīng)于工藝流程 1；一種是部分列車解列和編組作業(yè)在列車解列編組線上進(jìn)行，對(duì)應(yīng)于工藝流程 1，另一部分列車可以直接在大架修線上完成列車解列編組作業(yè)，對(duì)應(yīng)于工藝流程2。

工藝流程 1：列車進(jìn)入解列編組線→列車解列→推出轉(zhuǎn)向架→換上工藝轉(zhuǎn)向架→車輛推上移車臺(tái)→車輛進(jìn)入車體線或大架修線→車輛分解→車輛推上移車臺(tái)→車輛進(jìn)入車體表面處理線→車輛推上移車臺(tái)→車輛進(jìn)入油漆線→車輛推入移車臺(tái)→返回車體線或大架修線→車輛組裝→推出工藝轉(zhuǎn)向架→安裝轉(zhuǎn)向架→車輛推上移車臺(tái)→車輛進(jìn)入車輛稱重線→車輛推上移車臺(tái)→車輛進(jìn)入解列編組線→車輛編組成列→列車靜調(diào)線→列車試車線。

工藝流程 2：列車進(jìn)入大架修線→列車解列→推出轉(zhuǎn)向架→換上工藝轉(zhuǎn)向架→車輛分解→車輛推上移車臺(tái)→車輛進(jìn)入車體表面處理線→車輛推上移車臺(tái)→車輛進(jìn)入油漆線→車輛推上移車臺(tái)→返回大架修線→車輛組裝→推出工藝轉(zhuǎn)向架→安裝轉(zhuǎn)向架→車輛推上移車臺(tái)→車輛進(jìn)入車輛稱重線→車輛推上移車臺(tái)→返回大架修線→車輛編組成列→列車靜調(diào)線→列車試車線。

如果架修修程的車輛不需油漆，則工藝流程中沒有車體表面處理和油漆作業(yè)。

由于本文著重大架修修理列（臺(tái)）位的研究，以上兩個(gè)工藝流程僅表示了列車或車輛在不同工位間的流轉(zhuǎn)情況，轉(zhuǎn)向架、電氣部件、機(jī)械部件等的工藝流程未作表示。

工藝流程1與工藝流程2的區(qū)別在于工藝流程2的作業(yè)中，列車不必在解列編組線上解列和編組，車輛也不必轉(zhuǎn)到車體線解體和組裝。車體只有涂裝作業(yè)、稱重作業(yè)時(shí)，才會(huì)經(jīng)移車臺(tái)轉(zhuǎn)線作業(yè)，相比工藝流程1較為簡(jiǎn)單。

車輛稱重作業(yè)是近來(lái)各城市對(duì)地鐵車輛修理提出的新的要求，在上述兩個(gè)工藝流程中轉(zhuǎn)向架拆卸在列車解列編組線上或大架修線上進(jìn)行，而轉(zhuǎn)向架組裝卻在車體線上進(jìn)行，因?yàn)榉Q重作業(yè)時(shí)，車輛要求處于整備狀態(tài)，即必須是完成組裝并安裝好轉(zhuǎn)向架的。車輛的稱重作業(yè)如何設(shè)計(jì)，尚需要更深入的探討?，F(xiàn)在已經(jīng)有比較成熟的便攜式稱重設(shè)備，為解決稱重臺(tái)位的設(shè)置提供了新的思路。

2 聯(lián)合檢修庫(kù)的精細(xì)化設(shè)計(jì)

2.1 檢修能力計(jì)算[4-7]

現(xiàn)行地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范雖然規(guī)定了車輛的大架修檢修時(shí)間（見表1），但沒有規(guī)定在各檢修線上的停留時(shí)間，現(xiàn)有的計(jì)算，是將檢修時(shí)間都算在了大架修線上。

在規(guī)定的檢修時(shí)間內(nèi)，列車或車輛有可能在工藝流程內(nèi)的檢修列位（臺(tái)）位上流轉(zhuǎn)，占用不同的股道。

在不同股道上作業(yè)的工藝流程如下：

待修修竣線→吹掃線→解列編組線→大架修線（車體線）→車體表面處理線→油漆線→大架修線（車體線）→稱重線→解列編組線→靜調(diào)線→試車線→待修修竣線。

列車（車輛）在每條股道上作業(yè)的時(shí)間有長(zhǎng)有短，不盡相同，而目前常見的計(jì)算方法是根據(jù)規(guī)范規(guī)定的大架修檢修時(shí)間、列車年檢修量和年工作日，計(jì)算所需要的大架修列位數(shù)量，沒有精確到各項(xiàng)作業(yè)所需要的列（臺(tái)）位數(shù)，只是籠統(tǒng)地按計(jì)算量設(shè)置大架修線的列（臺(tái)）位，再根據(jù)工藝要求配置各種檢修股道、股道數(shù)量和工藝設(shè)備。

現(xiàn)有的地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范，沒有規(guī)定檢修工藝和工藝流程，也沒有規(guī)定各工序的作業(yè)時(shí)間。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，車輛大架修作業(yè)常見的工藝流程和所需時(shí)間見表 4和表5。

表4 車輛架修工藝流程Tab. 4 Process flow of general overhaul of a vehicle

表5 車輛大修工藝流程Tab. 5 Process flow of vehicle overhaul

表4和表5表示的是列車或車輛在工藝流程中的位置。

這里應(yīng)區(qū)分股道占用時(shí)間和股道作業(yè)時(shí)間的不同，有些工序股道作業(yè)時(shí)間和股道占用時(shí)間是一致的，有些是不一致的。比如解列作業(yè)的股道作業(yè)時(shí)間和股道占用時(shí)間是一致的，而解體和組裝的股道作業(yè)時(shí)間和股道占用時(shí)間是不一致的，因?yàn)檐囕v解體和組裝作業(yè)之間如果不是換件修，會(huì)有一段等待各部件完成檢修的時(shí)間，這段時(shí)間內(nèi)車體還要停放在大架修線或車體線上。此處的等待時(shí)間是按照地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的架修檢修時(shí)間20 d和大修檢修時(shí)間35 d計(jì)算得出的。

列車年檢修量是按大架修分開計(jì)算的，大架修檢修列（臺(tái)）位也應(yīng)按大架修分別計(jì)算。

仍以南昌軌道交通4號(hào)線望城車輛段為例進(jìn)行計(jì)算。

南昌軌道交通4號(hào)線線路長(zhǎng)40.9 km，采用B型車6輛編組，接觸網(wǎng)受電，望城車輛段承擔(dān)3、4、5號(hào)線配屬車輛的大架修任務(wù)。初、近、遠(yuǎn)期全年列車行車公里分別為2 852×104km、3 583×104km和5 040×104km。

4號(hào)線年大修列車數(shù)=全年列車行車公里÷大修定檢公里÷列車編組數(shù)=50 400 000÷1 200 000÷6=7（列）。

4號(hào)線年架修列車數(shù)=全年列車行車公里÷架修定檢公里÷列車編組數(shù)–大修列車數(shù)=50 400 000÷600 000÷6–7=7（列）。

由于車輛定修包括列車清潔、列車靜態(tài)和動(dòng)態(tài)調(diào)試，因此年定修列車數(shù)也應(yīng)計(jì)算在內(nèi)。

4號(hào)線年定修列車數(shù)=全年列車行車公里÷定修定檢公里÷列車編組數(shù)–大修列車數(shù)–架修列車數(shù)=50 400 000÷150 000÷6–7–7=42（列）。

由于 3、5號(hào)線列車年大架修檢修量沒有確切數(shù)據(jù)，可根據(jù)線路長(zhǎng)度估算。

3號(hào)線線路長(zhǎng)度約28.49 km，估算車輛大、架修年任務(wù)量各為5列/a，5號(hào)線線路長(zhǎng)度約44 km，估算車輛大、架修年任務(wù)量各為 8列/a，望城車輛段年大架修任務(wù)量總計(jì)為大修20列/a、架修20列/a，大架修合計(jì)40列/a。

根據(jù)表4和表5的數(shù)據(jù)，各工序檢修所需的列（臺(tái)）位數(shù)如下。

列車清潔作業(yè)每列 1 d：(42+40)×1=82（d），82÷250=0.328列位。

車輛解列編組線每列 2 d：40×2=80（d），80÷250=0.32列位。

架修車輛解體組裝每列 12 d：20×12=240（d），240÷250=0.96列位。

大修車輛解體組裝每列 23 d：20×23=460（d），460÷250=1.84列位。

大修車體表面處理每列 4 d：20×4=80（d），80÷250=0.32列位。

大修車體涂裝每列 4 d：20×4=80（d），80÷250=0.32列位。

車輛稱重每列 2 d：40×2=80(d)，80÷250=0.32列位。

列車靜調(diào)每列 1 d：(42+40)×1=82(d)，82÷250=0.328列位。

列車動(dòng)態(tài)試車每列 1 d：(42+40)×1=82（d），82÷250=0.328（條）。

一些工序以列車為單位作業(yè)，一些工序以車輛（體）為單位作業(yè)。各檢修工序所需列位或臺(tái)位見表6、表7。

表6 望城車輛段精細(xì)化設(shè)計(jì)大架修各工序所需列（臺(tái)）位Tab. 6 Required track for each process for the finet design of Wangcheng Depot

表7 望城車輛段原設(shè)計(jì)大架修各工序所需列（臺(tái)）位Tab. 7 Required tracks for each process in the original design of Wangcheng Depot

對(duì)比表6和表7，精細(xì)設(shè)計(jì)后，大架修解體組裝列（臺(tái)）位可減少2列位12臺(tái)位。

2.2 尺寸計(jì)算

現(xiàn)行地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)定修庫(kù)、臨修庫(kù)、靜調(diào)庫(kù)的尺寸計(jì)算有明確規(guī)定，對(duì)于架修庫(kù)和大修庫(kù)的尺寸計(jì)算沒有明確的規(guī)定，只做了原則性規(guī)定：“架修庫(kù)和大修庫(kù)的規(guī)模應(yīng)根據(jù)各修程的檢修作業(yè)量、檢修時(shí)間計(jì)算確定。廠房的布置和尺寸應(yīng)根據(jù)廠房組合形式確定，并應(yīng)滿足工藝流程和檢修作業(yè)的要求”。

根據(jù)現(xiàn)行地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，各檢修庫(kù)尺寸計(jì)算見2.1.2節(jié)表2。

從各檢修線長(zhǎng)度計(jì)算結(jié)果來(lái)看，決定大架修庫(kù)長(zhǎng)度的線路是大架修線的長(zhǎng)度，比位居第二的臨修線長(zhǎng)17 m，如果檢修庫(kù)長(zhǎng)度由臨修線確定，則檢修庫(kù)的長(zhǎng)度可以相應(yīng)減少。

以列為單位的大架修線是否可以取消呢？對(duì)比工藝流程1和工藝流程2可以看出，工藝流程1涵蓋了工藝流程2的所有作業(yè)，如果將大架修線的檢修臺(tái)位放到移車臺(tái)之后，工藝流程1可以替代工藝流程2。

取消大架修線會(huì)增加車輛經(jīng)移車臺(tái)的轉(zhuǎn)線作業(yè)，但同時(shí)也可以取消大架修線庫(kù)外的部分軌道，減少庫(kù)外軌道占地和軌道工程。由于在大架修線上是以列為單位進(jìn)行大架修作業(yè)，列車在油漆和稱重作業(yè)時(shí)，無(wú)法同時(shí)完成6輛車的作業(yè)，需要占用其他股道周轉(zhuǎn)，導(dǎo)致工藝流程不太順暢。

2.3 精細(xì)化設(shè)計(jì)

根據(jù)上述檢修能力計(jì)算和聯(lián)合檢修庫(kù)尺寸計(jì)算結(jié)果，經(jīng)過(guò)精細(xì)化設(shè)計(jì)的聯(lián)合檢修庫(kù)如圖2所示。青色部分為庫(kù)內(nèi)股道數(shù)量減少和長(zhǎng)度減少后多出的面積。

圖2 望城車輛段精細(xì)化設(shè)計(jì)聯(lián)合檢修庫(kù)平面Fig. 2 Layout plan of fine design of main workshop in Wangcheng Depot

2.4 設(shè)計(jì)方案比較

精細(xì)化設(shè)計(jì)的望城車輛段總平面圖與原設(shè)計(jì)總平面圖對(duì)比見圖3和圖4，精細(xì)化設(shè)計(jì)后聯(lián)合檢修庫(kù)庫(kù)外減少了2股道，青色部分為股道少占的用地。

圖3 望城車輛段精細(xì)化設(shè)計(jì)總平面Fig. 3 Original design of Wangcheng Depot layout

圖4 望城車輛段原設(shè)計(jì)總平面圖Fig. 4 Fine design of Wangcheng Depot layout plan

望城車輛段聯(lián)合檢修庫(kù)精細(xì)化設(shè)計(jì)平面圖和庫(kù)外線路圖與原聯(lián)合檢修庫(kù)設(shè)計(jì)平面圖和庫(kù)外線路圖對(duì)比見圖5和圖6。

圖5 望城車輛段聯(lián)合檢修庫(kù)精細(xì)化設(shè)計(jì)平面圖和庫(kù)外線路圖Fig. 5 Original design of the main workshop layout of Wangcheng Depot and the tracks outside the main workshop

圖6 望城車輛段聯(lián)合檢修庫(kù)原設(shè)計(jì)平面圖和庫(kù)外線路圖Fig. 6 Fine design of the main workshop layout of Wangcheng Depot and the tracks outside the main workshop

精細(xì)化設(shè)計(jì)后，與原設(shè)計(jì)相比占地和各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都有顯著改觀，見表8。

3 精細(xì)化設(shè)計(jì)的步驟與聯(lián)合檢修庫(kù)典型布置

3.1 設(shè)計(jì)步驟

1）確定大架修工藝流程。

2）確定大架修作業(yè)各股道的作業(yè)和占用時(shí)間。

3）根據(jù)全年列車行車公里數(shù)計(jì)算年大架修工作量，根據(jù)線路長(zhǎng)度估算其他線路的年大架修工作量，最后得出總的年大架修列車數(shù)量。

表8 望城車輛段聯(lián)合檢修庫(kù)精細(xì)化設(shè)計(jì)和原設(shè)計(jì)對(duì)比Tab. 8 Comparison of the fine design and the original design of the main workshop of Wangcheng Depot

4）根據(jù)年大架修列車數(shù)量，計(jì)算需要的大架修臺(tái)位和各條檢修股道的數(shù)量。

5）根據(jù)地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)算各條股道的長(zhǎng)度。

6）根據(jù)檢修工藝配置主要工藝設(shè)備。

7）根據(jù)上述計(jì)算設(shè)計(jì)聯(lián)合檢修庫(kù)平面布置圖。

3.2 聯(lián)合檢修庫(kù)典型布置

精細(xì)化設(shè)計(jì)的聯(lián)合檢修庫(kù)分為軌道區(qū)和非軌道區(qū)，軌道區(qū)又分為與庫(kù)外軌道連接區(qū)和非與庫(kù)外軌道連接區(qū)，兩個(gè)區(qū)域的軌道由移車臺(tái)相連。

3.2.1 與庫(kù)外軌道連接區(qū)的股道和庫(kù)房組合

1）1條吹掃線組成吹掃庫(kù)。

2）1條靜調(diào)線組成靜調(diào)庫(kù)。

3）定修線的數(shù)量由計(jì)算得出，組成定修庫(kù)，如果定修線只有1條，可與臨修線、解列編組線組成1個(gè)庫(kù)。

4）1條臨修線與 1條解列編組線組成臨修解列編組庫(kù)。臨修線和解列編組線端部可設(shè)置轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)盤，使軌道通入轉(zhuǎn)向架檢修間。

與通常設(shè)計(jì)不同點(diǎn)在于，臨修線不與定修線組成定臨修庫(kù)，而與解列編組線組成一個(gè)庫(kù)。

吹掃線和靜調(diào)線與移車臺(tái)相連，可作為車輛周轉(zhuǎn)線使用。必要時(shí)，定修線也可以與移車臺(tái)相連。

3.2.2 非與庫(kù)外軌道連接區(qū)的股道和庫(kù)房組合

1）車體線的數(shù)量由計(jì)算得出，長(zhǎng)度可停放半列車編組數(shù)的車輛，2～3條車體線組成車體庫(kù)。車體線在6條以下時(shí)可布置在移車臺(tái)同一側(cè)（見圖7）；車體線在6條以上時(shí)，可布置在移車臺(tái)兩側(cè)（見圖8），以避免移車臺(tái)占地過(guò)大。

圖7 精細(xì)化設(shè)計(jì)聯(lián)合檢修庫(kù)典型平面布置（6條車體線）Fig. 7 The typical plant layout of the fine design of the main workshop (6 vehicle assembly tracks)

圖8 精細(xì)化設(shè)計(jì)聯(lián)合檢修庫(kù)典型平面布置（24臺(tái)位車體線）Fig. 8 The typical plant layout of the fine design of the main workshop (24 vehicle assembly tracks)

2）1條車輛稱重線組成車輛稱重庫(kù)，如果采用便攜式車輛稱重設(shè)備，可以取消車輛稱重線。

3）1條車體表面處理線組成車體表面處理庫(kù)。

4）1條油漆線組成車體油漆庫(kù)。

以上各條線均以臺(tái)位計(jì)算，可停放3輛車。

3.2.3 非軌道區(qū)

非軌道區(qū)主要由轉(zhuǎn)向架檢修區(qū)、各部件檢修區(qū)和輔助房間組成，根據(jù)具體情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，此處不做詳細(xì)探討。

3.2.4 主要工藝設(shè)備的選型

聯(lián)合檢修庫(kù)主要工藝設(shè)備包括地下式固定架車機(jī)組、移動(dòng)式架車機(jī)組、稱重設(shè)備、起重機(jī)等。

目前車輛定修作業(yè)不需要解列和拆卸轉(zhuǎn)向架、車底設(shè)備，定修庫(kù)可設(shè)置2臺(tái)起重量為3～5 t的起重機(jī)，用于起吊車頂空調(diào)機(jī)組和受電弓。

臨修線設(shè)置固定架車機(jī)組，解列編組線設(shè)置移動(dòng)式架車機(jī)組。由于臨修線和解列編組線布置在同一跨中，臨修解列編組庫(kù)設(shè)置1臺(tái)起重量為10 t和1臺(tái)起重量為5 t的起重機(jī)，用于轉(zhuǎn)向架和電氣設(shè)備的起吊。

車體線用于車輛的解體和組裝，為確保3輛車同時(shí)作業(yè)的可能，因此設(shè)置2臺(tái)起重量為5 t的起重機(jī)。車輛稱重線用于整備狀態(tài)下的車輛稱重，目前有固定式和便攜式2種稱重設(shè)備可供選擇。

4 精細(xì)化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)

1）能滿足地鐵車輛大架修工藝的要求。

2）大架修股道的能力是按實(shí)際占用時(shí)間計(jì)算得出，減少了大架修股道數(shù)量。

3）車輛大架修解體和組裝股道按臺(tái)位設(shè)置，避免了車體油漆和車輛稱重工序存在的工藝流程不順暢的問(wèn)題。

4）車輛大架修解體和組裝股道按臺(tái)位設(shè)置，減少了庫(kù)長(zhǎng)和庫(kù)外軌道數(shù)量以及庫(kù)內(nèi)外軌道占地。

5）聯(lián)合檢修庫(kù)每跨股道數(shù)可控制在2條以內(nèi)，跨距不超過(guò)21 m，可降低結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度，節(jié)省工程造價(jià)，并有利于上蓋開發(fā)建筑方案布局。

6）可以減少地下式固定架車機(jī)組和起重機(jī)的數(shù)量，減少設(shè)備投資。

7）可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)合檢修庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。

總之，精細(xì)化設(shè)計(jì)使得大架修工藝流程更順暢；減少了軌道總長(zhǎng)度；減少了庫(kù)外軌道占地；在聯(lián)合檢修庫(kù)總面積不變的條件下增加了非軌道區(qū)的面積；優(yōu)化了工藝設(shè)備的選型。

5 設(shè)計(jì)案例對(duì)比分析

5.1 哈爾濱軌道交通4號(hào)線前沙車輛段

哈爾濱軌道交通4號(hào)線前沙車輛段承擔(dān)4、5號(hào)線配屬列車的大架修任務(wù)，其中4號(hào)線線路長(zhǎng)約37.7 km，大、架修任務(wù)量各為7列/a，5號(hào)線線路長(zhǎng)度約45.3 km，大、架修任務(wù)量各為8列/a，大架修任務(wù)量總計(jì)為大修15列/a、架修15列/a。列車為A型車6輛車編組，接觸網(wǎng)受電。

聯(lián)合檢修庫(kù)內(nèi)大架修各工序所需列（臺(tái)）位計(jì)算結(jié)果見表9。

表9 前沙車輛段大架修各工序所需列（臺(tái)）位Tab. 9 Required tracks for each process for the finedesign of Qiansha Depot

對(duì)于A型車6輛編組列車，各檢修股道長(zhǎng)度計(jì)算如下。

1）解列編組線。

解列編組線長(zhǎng)度=列車長(zhǎng)度+2×(轉(zhuǎn)向架長(zhǎng)度+1)=140+2×(3.5+1)=149（m）

2）大架修線。

按列位設(shè)置的大架修線長(zhǎng)度=列車長(zhǎng)度+(列車編組數(shù)+1)×(轉(zhuǎn)向架長(zhǎng)度+1)=140+(6+1)×(3.5+1)=171.5（m）

按臺(tái)位設(shè)置的大架修線長(zhǎng)度=半列車長(zhǎng)度+(臺(tái)位數(shù)+1)×車輛之間的距離=70+(3+1)×4=86（m）

3）臨修線。

臨修線長(zhǎng)度=列車長(zhǎng)度+(轉(zhuǎn)向架長(zhǎng)度+1)+10=140+4.5+10=154.5（m）

4）定修線。

定修線長(zhǎng)度=列車長(zhǎng)度+列車單元數(shù)×1+6=140+2×1+6=148（m）

5）靜調(diào)線。

靜調(diào)線長(zhǎng)度參照定修線設(shè)計(jì)，長(zhǎng)度為128（m）。

6）吹掃線。

吹掃線長(zhǎng)度參照定修線設(shè)計(jì)，長(zhǎng)度為128（m）。

聯(lián)合檢修庫(kù)庫(kù)內(nèi)股道長(zhǎng)度匯總見表10。

表10 前沙車輛段聯(lián)合檢修庫(kù)庫(kù)內(nèi)各股道長(zhǎng)度Tab. 10 Track length in the main workshop of Qiansha Depot m

精細(xì)化設(shè)計(jì)的前沙車輛段總平面圖與原設(shè)計(jì)總平面圖對(duì)比見圖9和圖10，精細(xì)化設(shè)計(jì)后聯(lián)合檢修庫(kù)庫(kù)外減少了3股道。

圖9 前沙車輛段精細(xì)化設(shè)計(jì)總平面Fig. 9 Refinement design of Qiansha Depot layout

圖10 前沙車輛段原設(shè)計(jì)總平面Fig. 10 Original design of Qiansha Depot layout

前沙車輛段聯(lián)合檢修庫(kù)精細(xì)化設(shè)計(jì)平面圖和庫(kù)外線路圖與原聯(lián)合檢修庫(kù)設(shè)計(jì)平面圖和庫(kù)外線路圖對(duì)比見圖11和圖12。

圖11 前沙車輛段聯(lián)合檢修庫(kù)精細(xì)化設(shè)計(jì)平面圖和庫(kù)外線路圖Fig. 11 Fine design of the main workshop layout of Qiansha Depot and the tracks outside the main workshop

圖12 前沙車輛段聯(lián)合檢修庫(kù)原設(shè)計(jì)平面圖和庫(kù)外線路圖Fig. 12 Original design of the main workshop layout of Qiansha Depot and the tracks outside the main workshop

精細(xì)化設(shè)計(jì)后，與原設(shè)計(jì)相比占地和各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指對(duì)比見表11。

表11 前沙車輛段聯(lián)合檢修庫(kù)精細(xì)化設(shè)計(jì)和原設(shè)計(jì)對(duì)比Tab. 11 Comparison between the fine design and the original design of the main workshop of Qiansha Depot

5.2 廈門軌道交通3號(hào)線蔡厝車輛段

廈門軌道交通3號(hào)線蔡厝車輛段承擔(dān)3、4、5、8號(hào)線配屬車輛的大/架修任務(wù)，其中3號(hào)線線路長(zhǎng)約44.92 km，大、架修任務(wù)量各為8.5列/a，4號(hào)線線路長(zhǎng)約21.36 km，大、架修任務(wù)量各為4列/a，5號(hào)線線路長(zhǎng)約42.00 km，大、架修任務(wù)量各為8列/a，8號(hào)線線路長(zhǎng)約42.73 km，大、架修任務(wù)量各為8列/a，大架修任務(wù)量總計(jì)為大修28.5列/a、架修28.5列/a。列車為B2型車6輛編組。

聯(lián)合檢修庫(kù)內(nèi)大架修各工序所需列（臺(tái)）位計(jì)算結(jié)果見表12。

表12 蔡厝車輛段大架修各工序所需列（臺(tái)）位Tab. 12 Required tracks for each process for the fine design of Caicuo Depot

精細(xì)化設(shè)計(jì)的蔡厝車輛段總平面圖與原設(shè)計(jì)總平面圖對(duì)比見圖13和圖14，精細(xì)化設(shè)計(jì)后聯(lián)合檢修庫(kù)庫(kù)外減少了3股道。

蔡厝車輛段聯(lián)合檢修庫(kù)精細(xì)化設(shè)計(jì)平面圖和庫(kù)外線路圖與原聯(lián)合檢修庫(kù)設(shè)計(jì)平面圖和庫(kù)外線路圖對(duì)比見圖15和圖16。

圖13 蔡厝車輛段精細(xì)化設(shè)計(jì)總平面圖Fig. 13 Refinement design of Caicuo Depot layout

圖14 蔡厝車輛段原設(shè)計(jì)總平面圖Fig. 14 Original design of Caicuo Depot layout

圖15 蔡厝車輛段聯(lián)合檢修庫(kù)精細(xì)化設(shè)計(jì)平面圖和庫(kù)外線路圖Fig. 15 Fine design of the main workshop layout of Caicuo Depot and the tracks outside the main workshop

精細(xì)化設(shè)計(jì)后，與原設(shè)計(jì)相比占地和各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指對(duì)比見表13。

5.3 廈門軌道交通1號(hào)線廈門北車輛段

圖16 蔡厝車輛段聯(lián)合檢修庫(kù)原設(shè)計(jì)平面圖和庫(kù)外線路圖Fig. 16 Original design of the main workshop layout of Caicuo Depot and the tracks outside the main workshop

廈門軌道交通1號(hào)線廈門北車輛段承擔(dān)1、2、3號(hào)線配屬車輛的大架修任務(wù)，其中1號(hào)線線路長(zhǎng)約42 km，大、架修任務(wù)量各為7列/a，2號(hào)線線路長(zhǎng)約43 km，大、架修任務(wù)量各為7.5列/a，3號(hào)線線路長(zhǎng)約44.92 km，大、架修任務(wù)量各為 8.5列/a，大架修任務(wù)量總計(jì)為大修23列/a、架修23列/a。列車為B2型車6輛編組。

聯(lián)合檢修庫(kù)內(nèi)大架修各工序所需列（臺(tái)）位計(jì)算結(jié)果見表14。

精細(xì)化設(shè)計(jì)的廈門北車輛段總平面圖與原設(shè)計(jì)總平面圖對(duì)比見圖17和圖18，精細(xì)化設(shè)計(jì)后聯(lián)合檢修庫(kù)庫(kù)外減少了2股道。

表13 蔡厝車輛段聯(lián)合檢修庫(kù)精細(xì)化設(shè)計(jì)和原設(shè)計(jì)對(duì)比Tab. 13 Comparison between the fine design and the original design of the main workshop of Caicuo Depot

表14 廈門北車輛段大架修各工序所需列（臺(tái)）位Tab. 14 Required tracks for each process for the fine design of Xiamenbei Depot

圖17 廈門北車輛段精細(xì)化設(shè)計(jì)總平面Fig. 17 Refinement design of XiamenbeiI Depot layout

圖18 廈門北車輛段原設(shè)計(jì)總平面Fig. 18 Original design of Xiamenbei Depot layout

廈門北車輛段聯(lián)合檢修庫(kù)精細(xì)化設(shè)計(jì)平面圖和庫(kù)外線路圖與原聯(lián)合檢修庫(kù)設(shè)計(jì)平面圖和庫(kù)外線路圖對(duì)比見圖19和圖20。

圖19 廈門北車輛段聯(lián)合檢修庫(kù)精細(xì)化設(shè)計(jì)平面圖和庫(kù)外線路圖Fig. 19 Fine design of the main workshop layout of Xiamenbei Depot and the tracks outside the main workshop

圖20 廈門北車輛段聯(lián)合檢修庫(kù)原設(shè)計(jì)平面圖和庫(kù)外線路圖Fig. 20 Original design of the main workshop layout of Xiamenbei Depot and the tracks outside the main workshop

精細(xì)化設(shè)計(jì)后，與原設(shè)計(jì)相比占地和各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指對(duì)比見表15。

5.4 深圳軌道交通16號(hào)線田心車輛段

深圳軌道交通16號(hào)線田心車輛段承擔(dān)16號(hào)線和19號(hào)線配屬車輛的大、架修任務(wù)，其中16號(hào)線線路長(zhǎng)約29.7 km，大、架修任務(wù)量各為6列/a，19號(hào)線線路長(zhǎng)約33 km，大、架修任務(wù)量各為7列/a，大架修任務(wù)量總計(jì)為大修13列/a、架修13列/a。列車為B2型車6輛編組。

聯(lián)合檢修庫(kù)內(nèi)大架修各工序所需列（臺(tái)）位計(jì)算結(jié)果見表16。

表15 廈門北車輛段聯(lián)合檢修庫(kù)精細(xì)化設(shè)計(jì)和原設(shè)計(jì)對(duì)比Tab. 15 Comparison between the fine design and the original design of the main workshop of Xiamenbei Depot

表16 田心車輛段大架修各工序所需列（臺(tái)）位Tab. 16 Required tracks of each process for the fine design of Tianxin Depot

精細(xì)化設(shè)計(jì)的田心車輛段總平面圖與原設(shè)計(jì)總平面圖對(duì)比見圖21和圖22，精細(xì)化設(shè)計(jì)后聯(lián)合檢修庫(kù)庫(kù)外減少了1股道。

田心北車輛段聯(lián)合檢修庫(kù)精細(xì)化設(shè)計(jì)平面圖和庫(kù)外線路圖與原聯(lián)合檢修庫(kù)設(shè)計(jì)平面圖和庫(kù)外線路圖對(duì)比見圖23和圖24。

精細(xì)化設(shè)計(jì)后，與原設(shè)計(jì)相比占地和各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指對(duì)比見表17。

圖21 田心車輛段精細(xì)化設(shè)計(jì)總平面Fig. 21 Fine design of Tianxin Depot layout

圖22 田心車輛段原設(shè)計(jì)總平面Fig. 22 Original design of Tianxin Depot layout

圖23 田心車輛段聯(lián)合檢修庫(kù)精細(xì)化設(shè)計(jì)平面圖和庫(kù)外線路圖Fig. 23 Original design of the main workshop layout of Tianxin Depot and the tracks outside the main workshop

圖24 田心車輛段聯(lián)合檢修庫(kù)原設(shè)計(jì)平面圖和庫(kù)外線路圖Fig. 24 Fine design of the main workshop layout of Tianxin Depot and the tracks outside the main workshop

表17 田心車輛段聯(lián)合檢修庫(kù)精細(xì)化設(shè)計(jì)和原設(shè)計(jì)對(duì)比Tab. 17 Comparison between the fine design and the original design of the main workshop of Tianxin Depot