固定式架車機組選型及安裝接口分析

曹陽光

（中鐵上海設計院集團有限公司南昌院，江西南昌 330002）

1 架車機組概述

城市軌道交通車輛檢修可分為大架修、定修、臨修、調機檢修等，其中大架修時需要將車體與轉向架分離，期間需要用到架車機。

國內架車機常采用固定式架車機組（見圖1）和移動式架車機組（見圖2）。固定式架車機組通常安裝在地下基礎坑內，按照編組整列設計。以常用6 編組列車為例，一套6 編組的架車機作業設備稱為架車機組，1 節車廂需要2 個架車單元，即6 編組架車機對應12 個基礎坑[1]。移動式架車機組安裝在地面即可，日常使用時需結合檢查坑，將轉向架與車體分離，以常用6 編組列車為例，1 節車廂需要4 個架車單元，即6編組列車需要24 臺設備。

圖1 固定式架車機組

圖2 移動式架車機組

國內地鐵列車實行的是高密度、小編組方案，編組形式固定，固定式架車機具有穩定、效率高的特點，因此大架修時常采用固定式架車機組，臨修或調機檢修時常采用移動式架車機組，文章主要對固定式架車機組進行分析[2]。

2 固定式架車機組選型原則

根據《地鐵設計規范》（GB 50157—2013），車輛基地的功能、布局和各項設施的配置應根據工程的運營需要、城市軌道交通線網車輛基地的規劃布置和既有車輛基地的功能及分布情況，實現線網車輛基地的資源共享。

固定式架車機組在大架修車輛段比較常見，地鐵大架修車輛段屬于資源共享車輛段，即幾條線的車輛集中在某一個車輛段進行大架修作業，因此進行固定式架車機組選型時一方面應考慮工程的實際特點；另一方面應結合既有線的車輛選型統籌考慮。具體原則如下：

第一，地鐵車輛選用A、B 型車較多，A 型車較B型車定距長、寬度大。不同的車型無法實現架車兼容，因此車輛段需要配置相應車型的固定式架車機。

第二，同類固定架車機的車體架車點必須標準統一。

第三，在場地允許的情況下，盡量按編組的方式選型，確保整列車可以架車作業，編組選擇遵循編組數大向下兼容編組數小的設計。

第四，選擇固定式架車機組時應選擇同步性好、穩定性好的產品，并結合安裝及維護、經濟性等要求統籌考慮。

第五，遵循國家產業政策，滿足設備國產化率的要求[3]。

3 固定式架車機組概述

固定式架車機組安裝在地下基礎坑內，由轉向架舉升單元、車體舉升單元、承重平臺、軌橋、蓋板、電氣系統、潤滑系統、操作控制臺等組成，固定式架車機模型如圖3 所示。

圖3 固定式架車機模型

以地鐵A 型車為例，設備主要技術參數如下：每個基礎坑車輛架升裝置總的起升能力≥220kN，轉向架舉升柱舉升最大高度1700mm，車體舉升柱舉升最大高度2650mm，同一車位轉向架（車輛）架升柱之間的高度允差≤4mm，同一車位車體架升柱之間高度允差≤4mm，任意兩車位之間轉向架（車輛）架升柱高度允差≤8mm，任意兩車位之間車體架升柱高度允差≤8mm[4]。

固定式架車機組主要用于車輛固定臺位的作業，可根據需要選擇整列車或單節車的架車作業，其具備列車整體升降、轉向架升降和車體升降3 種基本功能。

架車作業流程如下[5-6]：由調車機車或公鐵兩用車將列車牽引到架車臺位上，并正確對位；架車機構將車輛（帶轉向架）舉升到設定高度；人工解除轉向架與車體之間的連接；升起車體托架支承車體，檢查車體托架能否承受住車體載荷，并鎖定（見圖4）；轉向架托架帶轉向架一同落下，推出轉向架（見圖5）。

圖4 車輛整體舉升

圖5 轉向架落下推出

落車作業的工藝過程為架車作業的反序。架、落車作業完成后，設備全部降入地坑，車庫地面平整無障礙。

4 主要接口及設計策略

固定式架車機安裝主要接口為車輛接口、土建接口、軌道接口、給排水接口、低壓配電接口等。

4.1 車輛接口

設計之初車輛編組、選型等已確定，固定式架車機庫內安裝位置根據車輛編組、車型等基本參數可以計算出基礎坑的定位（見圖6），整體布局方面與車輛是否招標影響不大。設備與車輛專業的接口主要考慮架車點的位置、形式等，根據工程進度，車輛招標一般要早于設備招標，因此在固定式架車機招標后的設計過程中必須與車輛廠進行對接，明確架車點的位置、形式，并對車輛參數進行復核，避免設備與車輛不匹配[6]。

圖6 固定架車機布局參考示意圖（6 編組）

4.2 土建接口

設備的土建接口主要為架車機基礎坑和預埋套管，由設備廠家根據設備使用要求提供相關資料。其中架車機基礎坑需要提供的資料包括基礎坑尺寸大樣圖、荷載（包括設備自重、頂升荷載等）相關數據、預埋件大樣圖及安裝定位圖等；預埋套管需要提供的資料包括其安裝位置圖，其中應明確管徑、埋深、材質以及施工具體要求。

應嚴格按照設備廠家提供的資料進行土建基礎坑設計，在結構設計方面應保證一定的安全系數。同時，由于基礎坑在地下，比較潮濕，坑外需做好防水措施，如鋪設防水卷材等，且混凝土抗滲等級應適當提高。此外，坑內作業環境較差，坑內壁需采取一定的防塵措施，根據實踐經驗，推薦采用瓷磚鋪裝。

4.3 軌道接口

采用整體道床，鋼軌應深入坑內一定長度，設備安裝過程中應根據設備尺寸進行精確鋸軌并完成軌道安裝工作，地坑兩側鋼軌不得懸空，坑壁上需設置鋼軌支撐，防止鋼軌懸空過長被車輛壓彎。

由于基礎坑側壁較厚，當相鄰兩基礎坑距離較近時，中間凈距較短（見圖6），軌枕通常僅能鋪設2～3對，側壁上的軌道懸空車輛走行過程中很容易壓彎鋼軌，存在很大安全隱患。因此，基礎坑設計時應考慮在側壁上預留軌道槽，具體尺寸可根據鋼軌支撐方案確定。

4.4 給排水接口

坑內排水主要有兩種方式，一是人工抽排；二是配置自動排水泵[7]。其中人工抽排需定期下坑內檢查積水情況，會增加運營人員的勞動強度，因此工程設計中常采用配置自動排水泵的方式。設計時應注意，接入基坑內的排水管不可與安裝設備沖突，方案設計完成后應與設備供貨商確認。

4.5 低壓配電接口

根據市場主流廠家數據，6 節編組固定式架車機功率一般為120kW，最大可達到150kW，安裝時要求電源線距總控制柜5m 以內，基礎坑內應設置接地線，電阻小于4Ω。此外，固定式架車機作業應按照整列車同時架車考慮，由于各基坑內的電機較多，因此設計時應考慮啟動電流的設計，且架車機配電回路為單獨回路。

以上接口分析均為設備招標后應采取的策略。但由于不同的工程具備不同的特點，往往存在基礎坑設計時先采用包容性設計（見圖7），設備招標后再根據廠家提供的資料進行深化設計的情況，因此接口處理方面稍有不同。具體如下：

圖7 包容性設計基礎坑

第一，土建包容性設計接口。在計算基礎坑荷載時，應充分考慮設備自重和車輛重量，并考慮一定的安全系數。每個基坑的荷載計算應不低于40t，并考慮二次深化設計時的基礎荷載。進行二次深化設計時，理論上可以采用鋼結構形式，但由于基礎坑位于地下，且環境潮濕，鋼結構容易腐蝕，存在一定的安全隱患，因此建議采用鋼筋混凝土形式。此外，為避免設備招標后在基礎坑側壁進行二次鉆孔工作，進行包容性設計時應事先埋設套管。套管的布置形式和型號可參考市場上的主流設計標準。并且，套管應深入基坑內一定長度，以防止后續混凝土澆筑時堵塞套管口，影響設備穿線。

第二，給排水包容性設計接口。埋設排水管進入基礎坑時，應確定好集水坑位置，并采取類似土建套管的方式將排水管深入基坑內一定長度。

5 施工期間注意事項

固定式架車機的基礎坑凈深一般要求達到5m，土建施工開挖時深度應更深一些。由于設備基礎數量較多且要求承載較大荷載，因此在施工過程中應格外關注設備基礎施工質量。施工過程中需要注意以下幾點：

首先，凸臺是承載設備的關鍵部位，設備基坑內應有凸臺供設備安裝使用。同時，基坑的定位必須準確，不能按照前一個坑的定位來設置后一個坑，以避免累計誤差。如果基坑定位出現偏差，設備安裝后將無法準確對接車輛的架車點。

其次，基礎坑施工時，應在側壁澆筑前預先埋設套管，以免二次開孔工作。

再次，套管施工完成后應及時封口，以防雜物進入套管內影響后期的設備穿線工作。

最后，由于固定式架車機的基礎坑數量較多且占用場地面積較大，施工周期較長，因此在施工過程中需要注意保護已埋設好的套管。

6 結語

固定式架車機是地鐵車輛段三大設備之一，其接口復雜，且受制于招標進度、現場條件等因素的影響，安裝過程中可能出現各種問題。因此，需要掌握架車機選型原則，正確選型并制訂合理的施工方案，避免設計失誤和工序矛盾，加快施工進度，使項目建設功能完善、經濟實用，滿足車輛大架修需求，為軌道交通車輛檢修提供有力保障。