現(xiàn)代有軌電車車輛段總平面設(shè)計(jì)與實(shí)踐

周 虎，王曦鳴

（1.長(zhǎng)沙市軌道交通集團(tuán)有限公司，長(zhǎng)沙 410019；2.湖南科技職業(yè)學(xué)院，長(zhǎng)沙 410004）

現(xiàn)代有軌電車是具有節(jié)能環(huán)保、方便快捷、造價(jià)低、建設(shè)周期短等特點(diǎn)的中低運(yùn)量軌道交通系統(tǒng)，可作為大城市軌道交通系統(tǒng)的補(bǔ)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(yīng)用，同時(shí)國(guó)內(nèi)越來(lái)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(dān)著配屬車輛的運(yùn)用、檢修任務(wù)，是有軌電車系統(tǒng)安全可靠運(yùn)營(yíng)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(yùn)營(yíng)成本及車輛的檢修運(yùn)用水平，因此總平面設(shè)計(jì)是車輛段設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

1 設(shè)計(jì)要素

車輛段總平面設(shè)計(jì)應(yīng)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(jìn)行科學(xué)合理規(guī)劃與設(shè)計(jì)。

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(jì)不能照搬常規(guī)地鐵車輛段的設(shè)計(jì)，應(yīng)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(kāi)發(fā)等各類要素后統(tǒng)籌考慮，在滿足車輛運(yùn)用、檢修功能的基礎(chǔ)上采取最優(yōu)化設(shè)計(jì)。

1.1 資源共享

車輛段占地規(guī)模大、投資高、后期運(yùn)營(yíng)投入大，建議統(tǒng)籌線網(wǎng)檢修資源布設(shè)車輛段(場(chǎng))。對(duì)于所在地區(qū)有軌道交通車輛廠商的，建議委托廠商進(jìn)行高級(jí)別維修(大、中修)，在線網(wǎng)車輛段僅配設(shè)車輛運(yùn)用及臨修設(shè)施即可；對(duì)于所在地區(qū)無(wú)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(kāi)通線路車輛段內(nèi)配設(shè)車輛高級(jí)別維修(大、中修)設(shè)施，后續(xù)開(kāi)通線路車輛段內(nèi)配設(shè)車輛運(yùn)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(lái)設(shè)計(jì)，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(guò)小半徑曲線，在站間距較長(zhǎng)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(jì)、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(jì)出入段線時(shí)可結(jié)合車輛掉頭功能考慮。對(duì)于狹長(zhǎng)地塊，不宜設(shè)置貫通式庫(kù)房的，可采用從相鄰兩車站八字線接軌的方式，實(shí)現(xiàn)車輛掉頭功能。對(duì)于設(shè)置貫通式庫(kù)房的，車輛可在車輛段內(nèi)實(shí)現(xiàn)掉頭功能，出入段線可根據(jù)站段關(guān)系靈活布置，運(yùn)營(yíng)組織較為方便。

1.3 段型設(shè)計(jì)

車輛段的總平面布置應(yīng)以車輛運(yùn)用、檢修設(shè)施為核心進(jìn)行設(shè)計(jì)。一般而言，車輛段總平面根據(jù)車輛運(yùn)用庫(kù)的設(shè)計(jì)方式，分為貫通式、盡端式兩種。

貫通式運(yùn)用庫(kù)的兩端均設(shè)有咽喉區(qū)，并通過(guò)出、入段線與正線連接，兼具燈泡線功能，車輛運(yùn)用作業(yè)靈活。盡端式相對(duì)于貫通式而言，在運(yùn)用庫(kù)的一端設(shè)咽喉區(qū)，車輛進(jìn)、出段與場(chǎng)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。現(xiàn)代有軌電車車輛的車長(zhǎng)一般為28.8～37.5 m[4-5]，建議對(duì)于貫通式運(yùn)用庫(kù)，可設(shè)4～6列位；對(duì)于盡端式運(yùn)用庫(kù)，可設(shè)2～4列位。

車輛段內(nèi)車輛運(yùn)用、檢修設(shè)施一般根據(jù)用地條件統(tǒng)籌考慮：對(duì)于用地條件較好的，建議車輛運(yùn)用、檢修設(shè)施合并設(shè)置為聯(lián)合車庫(kù)，以更好地降低工程造價(jià)，使運(yùn)營(yíng)資源綜合利用；對(duì)于用地條件較為緊張的，車輛運(yùn)用、檢修設(shè)施可單獨(dú)設(shè)置，將年檢以下修程設(shè)施、停車線等合并設(shè)置為運(yùn)用庫(kù)，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(kù)。根據(jù)車輛運(yùn)用、檢修設(shè)施設(shè)置的相對(duì)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(yùn)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(yùn)用設(shè)施相對(duì)獨(dú)立，相互作業(yè)干擾小；并列式布置的車輛段是將檢修設(shè)施、運(yùn)用設(shè)施順向并列布置，共用一個(gè)咽喉區(qū)，整體布局較為緊湊，便于組織生產(chǎn)和管理，同時(shí)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(guò)程中顯得尤為重要。

由于現(xiàn)代有軌電車車長(zhǎng)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(yùn)用庫(kù)并列貫通布置、運(yùn)用庫(kù)并列往復(fù)式布置等形式(見(jiàn)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(duì)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(fù)式洗車線車輛走行距離稍長(zhǎng)，洗車效率較低，通過(guò)咽喉區(qū)的次數(shù)較多，對(duì)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(fù)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(gòu)車輛進(jìn)行動(dòng)態(tài)性能調(diào)試服務(wù)，其長(zhǎng)度與試車的最高速度相關(guān)。根據(jù)目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)代有軌電車設(shè)計(jì)的最高運(yùn)行速度，參照地鐵設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，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(zhǎng)度較長(zhǎng)，如果車輛段用地條件無(wú)法滿足，則可考慮在正線條件較好的區(qū)段進(jìn)行試車。

1.6 物業(yè)開(kāi)發(fā)

當(dāng)前城市用地日趨緊張，而車輛段占地面積較大，這就帶來(lái)了供、用地之間的矛盾。為有效解決該矛盾，在車輛段進(jìn)行上蓋物業(yè)開(kāi)發(fā)，可實(shí)現(xiàn)“造地”“造血”的功能。

現(xiàn)代有軌電車車輛段具有車場(chǎng)短、轉(zhuǎn)彎半徑小等特點(diǎn)，運(yùn)用庫(kù)長(zhǎng)較常規(guī)地鐵車輛段短，咽喉區(qū)也相對(duì)較短，因此建議咽喉區(qū)不上蓋，用以改善采光、通風(fēng)條件。運(yùn)用庫(kù)上蓋物業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)域按二線跨布置上蓋物業(yè)柱網(wǎng)，檢修庫(kù)上蓋物業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)域可根據(jù)檢修臺(tái)位數(shù)靈活布置上蓋物業(yè)柱網(wǎng)；運(yùn)用、檢修庫(kù)間可適當(dāng)拉大距離，為上蓋物業(yè)開(kāi)發(fā)設(shè)置天井，以改善蓋下作業(yè)條件。在總平面設(shè)計(jì)時(shí)，車輛運(yùn)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(kāi)發(fā)。

2 設(shè)計(jì)實(shí)踐

以筆者參與設(shè)計(jì)的國(guó)內(nèi)某現(xiàn)代有軌電車車輛段(見(jiàn)圖3)為例，簡(jiǎn)要分析現(xiàn)代有軌電車車輛段總平面設(shè)計(jì)要點(diǎn)[7-10]。

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

該車輛段地塊最長(zhǎng)處約540 m，最寬處約430 m，基本呈長(zhǎng)方形。車輛段用址北側(cè)為鐵路及該項(xiàng)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(jì)實(shí)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(yù)留有軌電車車輛大架修設(shè)施，因此本項(xiàng)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。考慮方便運(yùn)營(yíng)并結(jié)合物業(yè)開(kāi)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(kāi)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(kāi)發(fā)。

2.3 段型設(shè)計(jì)

綜合考慮地塊形狀、出入段線及物業(yè)開(kāi)發(fā)等因素，運(yùn)用、檢修設(shè)施相對(duì)獨(dú)立設(shè)計(jì)，其中運(yùn)用庫(kù)設(shè)計(jì)為貫通式。

運(yùn)用庫(kù)兩端設(shè)咽喉區(qū)，通過(guò)出、入段線與正線連接后兼具燈泡線功能，可便捷實(shí)現(xiàn)車輛掉頭作業(yè)，車輛運(yùn)用作業(yè)非常靈活。考慮預(yù)留段址東側(cè)白地供物業(yè)開(kāi)發(fā)，將運(yùn)用庫(kù)按一線4列位設(shè)計(jì)。運(yùn)用庫(kù)整體上蓋物業(yè)開(kāi)發(fā)，兩端咽喉區(qū)不上蓋，有利于蓋下通風(fēng)和采光。

車輛檢修設(shè)施合并設(shè)置為聯(lián)合車庫(kù)，庫(kù)內(nèi)設(shè)車輛檢修線路，與運(yùn)用庫(kù)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(jì)

結(jié)合用地情況、物業(yè)開(kāi)發(fā)及有軌電車車輛特點(diǎn)，將洗車線與鏇輪線并列布置，設(shè)于運(yùn)用庫(kù)北側(cè)，與運(yùn)用庫(kù)并列布置。需清洗的車輛直接進(jìn)入洗車線，洗車后通過(guò)咽喉區(qū)進(jìn)入運(yùn)用庫(kù)，洗車效率較高。

2.5 試車線設(shè)計(jì)

試車線布置于車輛段東、北側(cè)，通過(guò)聯(lián)絡(luò)線與聯(lián)合車庫(kù)東側(cè)咽喉區(qū)相連。試車線有效長(zhǎng)為737 m，可滿足高速試車(70 km/h)的要求。

2.6 物業(yè)開(kāi)發(fā)

車輛段在進(jìn)行總平面設(shè)計(jì)時(shí)，考慮上蓋物業(yè)開(kāi)發(fā)與白地開(kāi)發(fā)相結(jié)合的方式。車輛段整體上蓋物業(yè)開(kāi)發(fā)，即在車輛段除綜合辦公樓、特種品倉(cāng)庫(kù)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(kù)夾層、2層為上蓋開(kāi)發(fā)大屋蓋)，大屋蓋上進(jìn)行物業(yè)開(kāi)發(fā)。考慮改善蓋下作業(yè)環(huán)境，在咽喉區(qū)及出入段線部分不進(jìn)行上蓋，運(yùn)用庫(kù)、聯(lián)合車庫(kù)分開(kāi)并列設(shè)置并在運(yùn)用庫(kù)、聯(lián)合車庫(kù)間設(shè)置天井，進(jìn)一步優(yōu)化采光、通風(fēng)條件。在車輛段北側(cè)、東側(cè)，預(yù)留白地供物業(yè)開(kāi)發(fā)。

該車輛段以運(yùn)用庫(kù)及檢修庫(kù)為核心，對(duì)影響總平面設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要素進(jìn)行了科學(xué)合理分析。運(yùn)用庫(kù)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(kāi)，車輛調(diào)度靈活，且可實(shí)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(yǔ)

筆者對(duì)影響現(xiàn)代有軌電車車輛段總平面設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要素進(jìn)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(chǎng))布局；結(jié)合車輛掉頭功能，綜合設(shè)計(jì)出入段線及段型，建議車輛運(yùn)用作業(yè)優(yōu)先采用貫通式；同時(shí)結(jié)合現(xiàn)代有軌電車特點(diǎn)，建議上蓋物業(yè)開(kāi)發(fā)時(shí)咽喉區(qū)不上蓋。結(jié)合設(shè)計(jì)實(shí)例，對(duì)設(shè)計(jì)思路及各關(guān)鍵要素進(jìn)行了探討。結(jié)果表明，通過(guò)科學(xué)合理分析各關(guān)鍵要素并結(jié)合車輛特點(diǎn)，總平面設(shè)計(jì)可與物業(yè)開(kāi)發(fā)有機(jī)結(jié)合，車輛運(yùn)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(jì)提供參考。