北京動車段高級修擴建工程工藝設計研究*

歐陽鵬，王 煒

（中國鐵路設計集團有限公司，天津 300142）

北京動車段是全路7大動車組高級修基地之一，占地約1 800畝［1］，動車組高級修設施設有三級修庫4線8列位、四五級修庫3線6列位、靜調庫2線4列位、油漆庫10臺位、試車線1條、轉向架檢修間、大部件倉儲庫等［2］，如圖1所示。北京動車段高級修設施于2007年8月開工建設，并于2009年11月投入使用。

圖1 北京動車段高級修設施現狀

北京動車段高級修最初設計能力為配屬300組CRH3型動車組三四五級修，目前三級修能力已接近飽和，受制于既有檢修工藝限制和靜調能力、轉向架檢修能力的共同制約，四五級修能力難以發揮。

隨著高速鐵路的不斷建成并投入使用，全路動車組配屬數量持續增加，2020年全路動車組配屬超過3 800組。動車組高級修工作量出現大幅增長，包括北京動車段在內的7個動車段檢修能力欠缺。為全面掌握動車組維修技術，降低運輸成本，更好地為旅客運輸服務，提高動車組的檢修質量，保證旅客列車的運行安全，需對北京動車段進行擴建，主要工程內容包括：配套完善三級修設施、補強四五級修設施、改建轉向架檢修間、建設油漆及零部件倉儲等設施，文中重點對高級修擴建工程檢修工藝設計方案進行研究。

1 概述

1.1 存在的主要問題

（1）配屬動車組數量增加，現狀檢修能力不足

北京動車段原設計能力為承擔華北及環渤海地區300組動車組的高級修任務。2020年北京局配屬動車組已超390組，本屬動車組配屬數量已超設計能力。同時根據《國鐵集團關于深化動車組修程修制改革推進檢修工作的通知》（鐵機輛〔2020〕44號）［3］，隨著全路配屬動車組數量的不斷增加，2021~2025年，預測全路預計產生動車高級修1 620~1 868組，北京動車段需年承修任務量為三級修123~140組，四級修為2~51組，現狀檢修能力欠缺嚴重。

（2）現狀四五級修檢修流程不暢，靜調能力制約高級修能力發揮

原設計四五級修工藝為采用定位修形式（參考普速客車），由于動車組較普速客車檢修工藝復雜，原設想采用定位修方式已不適用。現狀完成的四級修為利用既有設施采用流水線形式，具體為：利用南側庫線進行動車組解編作業后單車轉線至中間庫線進行部件分解作業，單車進行油漆后轉線至北側庫線進行組裝落成作業，實際四五級檢修能力折減嚴重，僅為定位修設計設想能力的50%。

現狀三級修架車8列位，四五級修架車6列位，測算既有架車能力：三級修每年112組，四級修每年36組（或五級修每年31組）（考慮折減能力后）；既有靜調庫4列位，全部用于三級修靜調，才能完成每年83組靜調作業，靜調能力制約高級修能力整體發揮。

（3）轉向架能力受限，倉儲配套能力不足

轉向架檢修間受局部檢修工藝制約，整體檢修能力難以充分釋放。配屬動車組車型的變化，轉向架檢修設施需做適應性改造。

動車組檢修采用互換零（配）件的模式，高級修配備的零（配）件種類、數量繁多，零（配）件及檢修周轉用大部件無地存放，倉儲面積嚴重不足。

1.2 高級修檢修停時

根據《中國鐵路總公司關于加強動車組高級修工作的指導意見》（鐵總〔2014〕348號）［4］，對各型動車組高級修總修時進行了規定，根據各動車段作業規定并結合《全路動車段（所）中長期規劃》有關研究成果，采用的動車高級修修時見表1，采用的四、五級修檢修流程如圖2、圖3所示。

表1 高級修檢修修時指標

圖2 動車組四級修檢修流程（45 d）

圖3 動車組五級修檢修流程（50 d）

2 總平面布置

結合現狀存在的主要問題，根據北京動車段預留場地及既有設施情況，研究了如下擴建工程總平面圖布置方案，如圖4所示。

圖4 北京動車段高級修擴建總平面布置

（1）利用高級修場檢修庫間預留的60 m寬場地，新建三級修（1線1列位）及解編庫（1線1列位），靜調庫（4線8列位）及車體分解庫（2線14臺位）。

（2）既有油漆庫西延，新設10個油漆臺位（含4個打磨、6個噴烘漆臺位）；利用油漆庫南側既有緩存線位置，設置車體清洗檢修庫（5線10臺位）及部件檢修庫。

（3）既有四五級修改造為車體組裝落成庫，包含編組線（1線2列位，可兼顧部件組裝作業）、車體組裝、落成及單車調試線（4線56臺位）、移車臺，吹掃庫改造為淋雨庫。

（4）對既有轉向架檢修間進行適應性改造，利用既有四五級修庫邊跨設置轉向架分解清洗區域，利用既有轉向架北側配件庫新建齒輪箱檢修間，利用轉向架檢修間北側空地新建轉向架周轉件存放棚；利用既有材料庫設置輪對立體存放庫。

（5）既有三級修庫架車設施及靜調線設施適應復興號中國標準動車組、擴大編組動車組改造、既有旋輪臨修庫延長。

（6）在靜調庫南側場地（現為運動場地）新建部件倉儲設施；在段內東門位置新建互換件倉儲設施；在高級修場咽喉區新建部件檢修庫及班組用房、配件服務中心。

（7）既有高級修庫北側室外轉向架緩存線增加雨棚，移車臺與高級修庫間局部增加雨棚；另新建宿舍、食堂、綜合樓等。

3 檢修車間布局及流水修設計

3.1 檢修車間總體布局

利用高級修庫間預留60 m寬場地新建三級修（1線1列位）及解編庫（1線1列位），靜調庫（4線8列位），車體分解庫（2線14臺位，另緩存臺位5個）各1處。三級修解編庫房屋軸線尺寸：長×寬為263.4 m×27 m，股道距側墻及中心距分別為6 m-15 m-6 m，三級修線北側設1條輪對輸送緩存線；靜調庫房屋軸線尺寸：長×寬為519 m×33 m，靜調庫線距側墻及中心距分別為5.5 m-7 m-8 m-7 m-5.5 m，庫內電化掛網，庫內軌頂面標高為±0.00。車體分解庫房屋軸線尺寸：長×寬為255.6 m×27.0 m，庫內設2線14個單車分解臺位（含轉向架分解臺位4個）。

此外拆除油漆庫南側16條緩存線及部分移車臺基坑，新建10臺位車體清洗檢修庫及部件檢修庫，車體清洗檢修庫由1個5線跨組成，房屋軸線尺寸：長×寬為66 m×39 m，部件檢修庫房屋軸線尺寸：長×寬為90 m×36 m。

既有油漆庫接長新建10臺位油漆臺位（含4臺位打磨臺位、6個噴烘漆臺位），接長庫軸線尺寸：長×寬為45 m×21 m+67.5 m×30 m。

既有四五級修庫改造為車體組裝庫（單車組裝臺位35個及移車臺）、車體稱重調試及整列編組庫（裙底板恢復及尾活處理臺位8個，轉序交檢臺位4個，稱重臺位4個，單車調試臺位12個，移車臺及1線1列位編組線）。吹掃庫改造為淋雨及限界檢測庫。

3.2 四五級修流水節拍

檢修庫按照兼容四五級修考慮，采用流水修作業形式，具體布局如圖5所示。四五級修檢修均衡性分析詳見表2，四級修流水修節拍約考慮為4個車/d（油漆庫需采用局部兩班制），如承擔五級修時流水修節拍約為3個車/d（修時按50 d），鑒于五級修作業對車體檢修等技術要求較高，現狀各動車段均未對動車組五級修進行試修，檢修修時存在不確定性，且為保證流水作業順暢，考慮為四級修2 d或五級修4 d出1組車。

表2 四五級修流水檢修工藝流程

圖5 高級修擴建檢修車間布局

按300 d工作制測算，考慮不均衡系數1.2，折合檢修能力約為四級修120組/a、五級修60組/a。

4 各檢修單元匹配性

4.1 各檢修單元能力分析

（1）三級修級車體檢修能力

三級修架車臺位5線9個列位，按三級修架車時間為18 d，三級修架車時間主要受制于轉向架檢修回送時間限制，根據近幾年北京動車段已開展三級修情況，三級修架車時間一般在15~16 d左右。按300 d工作制測算，根據實際架車修時，考慮不均衡系數1.2，折合三級修架車能力約為150組/a。

（2）四、五級修級車體檢修能力

根據前述分析，擴建后車體檢修能力四級修120組/a或五級修60組/a。

（3）整列調試能力

①承擔三、四級修時

靜調線6線12列位，三、四級修靜調線占用時間為12 d。按300 d工作制測算，考慮不均衡系數1.1，折合整列調試能力約為272組/a，總體上靜調線能力略大于三級修及四級修架車能力（270組/a）。

②承擔三、五級修時

靜調線6線12列位，三級修靜調線占用時間為12 d、五級修占用靜調時間為13 d，折合整列調試能力約為251~272組/a，總體上靜調線能力大于三級修及五級修架車能力（210組/a）。

（4）轉向架檢修產能分析

經改造后轉向架檢修間設有2條轉向架分解線、4條轉向架組裝線、3條輪軸檢修線，1條輪軸大修線。

此外，北京動車段既有CRH2型轉向架三級修檢修間，該庫檢修車型及檢修修程單一，且無輪軸檢修功能，僅有轉向架分解組裝能力（設計能力為8個轉向架/d）。考慮到動車段主修車型定位，該庫僅能局部補充北京動車段轉向架檢修能力。

基于以上分析，改造后北京動車段轉向架檢修約為24個轉向架/d。按300 d工作制測算，檢修能力為375組/a（不均衡系數取1.2）。

考慮到近幾年國鐵集團大力推動動車組修程修制改革，結合檢修技術水平的提升，動車組高級修修時存在進一步壓縮的可能性，故轉向架檢修能力適當富余，也為后續修時改革、檢修能力提升預留條件。

4.2 匹配性分析

本次改擴建工程為適當完善三級修設施的同時，重點補強了四五級修設施，并相應加強了轉向架及倉儲設施能力。擴建設施功能齊全、檢修分區功能集中，總體布局緊湊，便于管理。各檢修單元基本匹配，相關設施后續結合修程修制的調整亦有增加能力的空間。

按現行規定的修程修制，擴建工程實施后檢修能力為150組三級修，120組四級修或60組五級修，總體上可滿足配屬600組動車組全部三四級修及部分五級修任務，可完全涵蓋鐵機輛〔2020〕44號規定的近5年北京動車段需承修任務量，各檢修單元匹配性分析見表3。

表3 各檢修單元匹配性分析

5 工藝設計創新點

（1）擴建工程總平面布置合理，既有用地條件下最大化利用，大幅度提升檢修能力。

本項目為既有檢修基地改造，用地非常緊張，結合段內用地情況，在最大化提升檢修能力的前提下，通過工藝方案的深入研究，合理地進行總平面圖布置，總體方案實施后，北京動車段年檢修能力由三級修83組（受制于靜調能力）大幅提升至三級修150組，四級修120組或五級修60組。

（2）優化車體檢修工藝流程，結合既有設施，創新地提出科學、高效的四五級修流水檢修工藝布局。

針對北京動車段既有四五級修庫現狀，結合新建設施情況，創新地提出科學、高效的四五級修流水檢修工藝布局，最大化地提高檢修作業效率。一是檢修工藝流程更為順暢，有效避免了車體流水折向問題；二是重新調整流水臺位，解決了車體檢修流水線臺位設置不足問題，各檢修工序均衡性好；三是充分利用既有四五級修庫資源；四是獨立區域設置了車體清掃臺位更加環保并提升了油漆能力及解決了大型部件檢修場地。

（3）優化架車、靜調、油漆、轉向架檢修單元匹配關系。

結合動車組高級修修時，按檢修工藝細分架車、靜調、油漆、轉向架檢修單元，創新動車組各高級修板塊匹配理論，較改造前極大地優化了架車、靜調、油漆、轉向架檢修板塊匹配關系，較大地提升了檢修能力。

（4）踐行“智能高鐵”、“智能工廠”理念，創新地采用大量的智能、高效、先進、可靠的工藝設備，極大提高動車組智能化檢修水平。

本項目為全路動車組高級修能力提升重點工程，檢修設備配置體現我國鐵路裝備制造水平，踐行了“智能高鐵”、“智能工廠”理念，滿足了低碳環保的要求。為滿足動車組檢修作業的需求，檢修設備采用了精益化生產管理系統、高級修作業過程及質量控制系統、物資信息化管理系統、安全聯鎖監控系統、動態稱重設備等，工藝設備配置充分體現了智能、高效、先進、可靠的特點。

6 總結

動車組高級修檢修工藝流程復雜，合理的工藝設計是實現檢修功能、提高效率的重要因素［5］。文中根據動車組高級修工藝及現狀布局存在的問題，對北京動車段高級修擴建檢修工藝方案進行了深入研究，提出的工藝設計方案科學合理、經濟有效，結合既有段內用地，最大化地提升現有檢修能力。

早期建成的幾大動車組高級修基地運營已超10年，早期設計建設時大多參考國外情況，探索性提出動車組高級修檢修工藝，并以此進行設施布局，在經過多年的運營后，實際的動車組高級修工藝與設計時存在一定差異，相關高級修設施布局存在一定的不適應性。隨著國鐵集團對動車組高級修工藝的不斷完善，各動車段現場人員也對現有布局提出了許多更適用的思路，故動車段改擴建項目應更加注重立足現場、以人為本，綜合考慮生產需求、檢修工藝等諸多因素，制定出切實可行的設計方案，創造出更多優質工程［5］。