跨座式单轨车辆段工艺设计研究

2008年2月第2期(总113)铁 道 工 程 学 报J OURNAL OF RA IL W AY ENG I N EER ING SOC I ETYF eb 2008NO.2(Ser .113)X 收稿日期:2007-12-12X X作者简介:曹克非,1958年出生,男,高级工程师,中铁二院工程集团有限责任公司机动院副总工程师。

文章编号:1006-2106(2008)02-0094-03跨座式单轨车辆段工艺设计研究X曹克非X X(中铁二院工程集团有限责任公司, 成都610031)摘要:研究目的:以我国第一座跨座式单轨车辆段为例,研究单轨车辆的维修工艺,为今后新建单轨车辆段的工艺设计提供有益的参考。

研究结论:在跨座式单轨车辆段的工艺设计中,要了解单轨车辆、轨道梁、道岔等构成跨座式单轨交通主要要素的结构。

车辆段的厂房结构设计、车辆运用及检修设备的配置等,都应以满足单轨车辆维修要求为前提。

关键词:单轨;车辆段;工艺;研究中图分类号:U 279;U 232 文献标识码:AResearch on t he I nspecti on a nd RepairTechn i cs of Straddled-t ypeMonorailDepotCAO Ke-fei(Ch i n a Rail w ay E ryuan Eng i n eer i n g G roup Co .Ltd ,Chengdu ,Sichuan 610031,Ch i n a)Abstrac:t Research purposes :Take t h e firstm onora il depot i n our country for exa m ple ,this paper researches the rolling stock repair techn ics ,then o ffers he l p to the desi g n of ne w m onorai depot i n the f u t u re .Research conclusions :I n the desi g n of i n specti o n and repa ir techn ics o fm onora il depo,t w e shou l d kno w t h e structure o f staple o fm ono rai,l such as ro lling stock ,track bea m,turnou t and so on.W hen design i n g the w orkshop st u cture and co llect equip m ent for i n specti o n and repairing the ro lli n g stock ,w e should be under the prerequisite on m ee ti n g the m a i n tenance require m ent o fm onorai ro lli n g stock.K ey w ords :m onora;i depo;t techn ics ;research1 跨座式单轨交通系统概述城市轨道交通系统之一的跨座式单轨交通系统在日本已经运营了四十几年,其技术成熟,安全可靠,具有行驶速度快、运量大、爬坡能力强、转弯半径小、占地面积少、对环境污染小等特点。

重庆轻轨2号线为跨座式单轨交通系统,在我国还是首次采用。

重庆轻轨2号线一期工程(全长14.35km 、车站14座、车辆段1处)于2005年6月18日正式开通运营,目前已安全运行两年多了。

跨座式单轨交通车辆与常见的地铁钢轮钢轨车辆在结构和外形上有很大不同,它的车辆是骑跨在轨道梁上运行,每辆车有2个转向架,每个转向架有4个走行轮、4个导向轮和2个稳定轮。

车辆靠走行轮支撑并在轨道梁上行走,车辆的导向轮和稳定轮从轨道梁两侧紧夹住轨道梁,完成列车的转向和保证列车的稳定。

车辆的走行轮为充氮气的橡胶轮,导向轮和稳定轮则是充空气的橡胶轮。

跨座式单轨车辆及轨道梁如图1、图2所示。

跨座式单轨车辆的结构与地铁钢轮双轨车辆结构的主要差别是走行部的不同,2种车走行部的上面结构大同小异。

2种车辆的走行部结构如图3、图4所示。

跨座式单轨交通的轨道梁是集轨道、桥梁和牵引图1跨座式单轨车辆图2 跨座式单轨交通的轨道梁图3单轨车辆转向架图4 地铁车辆转向架供电于一体的预应力钢筋混凝土结构(又称PC 梁,英文为precast concrete track bea m ),轨道梁高1.5m ,宽0.85m,由支柱支撑。

轨道梁标准长22m,当跨距大于22m 时,可采用箱型钢结构梁。

跨座式单轨交通系统的道岔是一种特殊结构的道岔,它是由数个箱型钢梁组合而成,采用电力驱动,可以左右移动实现单轨列车转线的道岔梁。

单轨道岔的基本型式主要有单开、三开和五开。

图5为重庆单轨车辆段内库前咽喉区的2组五开道岔。

图5 车辆段库前咽喉区的两组五开道岔由于跨座式单轨列车的特殊走行机构以及特殊的轨道梁和道岔系统,使单轨车辆段在总平面布置和车间工艺设计上与常规地铁车辆段有较大的差异,现分别叙述如下。

2 车辆段的总平面布置车辆段总平面布置最重要的是股道的布置,单轨车辆段股道主要有出入段线、停车线、列月检线、换轮线、洗车线、检修线及工程车库线等。

由于轨道梁在车辆段内一般采用地面敷设,轨道梁轨面距路基面标高为2.3m,每一条轨道梁像一堵墙似的,将段内分割成数个条形状区域,严重影响作业人员的通行以及地面交通。

还有单轨道岔结构较复杂,且价格较高。

所以单轨车辆段在满足运营要求的条件下,尽量减少轨道长度和道岔数量是总平面布置的关键。

根据重庆单轨车辆段设计及运营经验,笔者认为应从以下几方面着手:2.1 单轨车辆段应充分利用单轨车辆具有转弯半径小的特点(单轨车辆最小转弯半径50m ,地铁车辆最小转弯半径150m ),轨道梁采用小曲线半径,因而可大大缩短库前轨道咽喉区的长度(重庆单轨车辆段库前轨道咽喉区长度不到100m ,只有一般地铁车辆段库前咽喉区长度的一半左右)。

2.2 各车库股道应优先采用尽端式布置,这样可大大缩短股道长度,减少道岔数量。

另外若地形条件允许,单轨车辆段的运用车间股道和检修车间股道最好采用横列式布置,也可缩短股道长度。

2.3 对需要2条以上,但使用频率不高的车间股道,应采用移车台方式,出入库只保留1条股道,以减少道岔数量和缩短股道长度。

2.4 把有股道的车间尽量集中布置,优先采用多开道95第2期曹克非:跨座式单轨车辆段工艺设计研究岔,以减少道岔数量。

重庆单轨车辆段在总平面设计中,库前咽喉区只用了3组五开道岔、1组三开道岔和1组单开道岔,厂房布置非常紧凑。

3 车间工艺设计3.1 检修库检修库是车辆检修的主要场所,库内股道及设备的布置应结合单轨车辆及股道的特点进行设计。

在检修库内首先车辆要进行解体,车上拆下的零部件要运往其他检修车间进行检修,合格的零部件又要运回检修库进行组装,故检修库内运输通道是否便捷、畅通是十分重要的。

库内轨道梁长度应根据列车编组数来确定,重庆轻轨二号线近期列车编组为6辆,车辆段检修库内轨道梁长设计为108m 。

若库内轨道数量多,因库内轨道梁轨顶面距地面2.15m,将把库内分割成几个长条状块区域,导致库内横向运输通道阻断,检修工艺流程十分不畅。

因此单轨车辆段检修库不能像常规地铁车辆段的检修库那样设计为多线库。

在重庆单轨车辆段检修库的设计中,库内轨道梁只设计了1条,且靠墙布置,供列车的解体、组装以及进行车辆水平轮的压力检测用(见图6)。

这样在库内以及检修库与相邻车库之间的横向通道顺畅。

若将来列车编组扩大为8辆,车辆的检修工作量增加,只需把库内轨道梁延长,同时增加库内的车体检修台位和转向架检修台位的数量,完全可满足今后检修需要。

所以在检修库长度设计时,要留有将来库内股道的延长以及车体和转向架台位增加的条件。

图6 车辆段检修库3.2 列月检库列月检库主要承担列车的列检和月检任务,根据单轨车辆的特点,列月检库工艺设计与常规地铁车辆段也有所不同。

由于单轨车辆顶部距库内地面高约5.8m,维修人员上车顶进行空调检查较难。

常规地铁车辆段月检线旁设置有3层作业平台,供维修人员在车下、进车厢和上车顶进行作业。

如果单轨车辆月检线旁也采用地面作业平台,其体量较大,占用车间有效地面和空间也多,若月检线两侧考虑移动式除尘设备,则更不便设置地面作业平台。

为方便作业人员上车顶进行检查,可在月检线上方两侧设悬挂式检修平台,其结构简单实用又不占用地面空间。

作业人员若要进入车厢内进行检查,可采用移动式作业平台。

地铁车辆段的月检库3层作业平台如图7所示。

图7 地铁车辆段月检库三层作业平台3.3 车库内横向人行通道在单轨车辆段各车库内,轨道梁的设置严重的限制了作业人员的通行。

工作人员要从轨道梁的一侧到轨道梁的另一侧,必须从库线尾部绕过去。

所以应考虑在轨道下设置若干个地下人行通道,以满足作业需要。

这也与常规的地铁车辆段有所不同。

3.4 走行轮维护地铁车辆的走行轮为钢轮,其最外圈的轮箍最大允许磨耗为70mm,运行一段时间后若出现偏磨、擦伤、裂纹等,在不落轮镟轮机床上进行镟轮,之后可继续使用,寿命根据不同的线路条件一般为3~5年。

而单轨车辆的走行轮为胶轮,运行时磨耗大于钢轮。

根据日本单轨车辆段资料,一般走行轮更换周期为1年。

而重庆单轨车辆段从运营两年多的使用情况看,走行轮更换周期还不到1年,这可能跟轨道梁的不平度、载客量等有关。

走行轮磨耗到限后就要在换轮库拆下旧轮,换上新轮。

所以单轨车辆走行轮更换较频繁,运营费较高。

因2种车辆走行部结构不同,其走行轮维修工艺和设施也各不相同。

地铁钢轮车辆走行轮若要进行镟修,其转向架与车体不用分离,列车驶进镟轮库后,将需要镟修的轮子与轨道下面的镟床对位好后即可进行镟轮。

而跨座式单轨车辆走行轮的更换要复杂些,先要对转向架和车体进行分离,将车体支撑后,再从轨道下推出转向架,进行走行轮的更换。

走行轮换好后,又需将转向架推入轨道梁下面,举起来与车体进行连接,耗费时间较长。

2种车辆走行轮的维修设施如图8、图9所示。

(下转第103页)96铁 道 工 程 学 报2008年2月300多种,给铺设、维修、更换造成极大困难。

经过铁路工作者20多年的努力,575型6道岔统一标准42个,基本实现了标准化。

设计、生产和使用部门深切体会到道岔标准化带来的巨大经济效益。

只要管理部门和设计人员提高对标准化工作的认识、付出努力,加快标准化步伐,城轨交通轨道设备出现的混乱局面很快就能够改变,从而使设计质量和效率得到提高。