城市軌道交通卸車場規(guī)模與布局研究

王 耀

(北京市基礎設施投資有限公司，北京 100101)

城市軌道交通卸車場規(guī)模與布局研究

王 耀

(北京市基礎設施投資有限公司，北京 100101)

目前，城市軌道交通卸車場規(guī)模和布局的確定主要依靠工程經(jīng)驗，缺乏相應的理論研究。為了對卸車場規(guī)模和布局的確定建立相應的理論依據(jù)，采用系統(tǒng)分析的方法，結合工程實踐，分析影響卸車場規(guī)模與布局的因素，建立卸車場規(guī)模與布局理論模型，確定各個影響因素的權重，建立城市軌道交通卸車場規(guī)模與布局評價體系，并以北京城市軌道交通14號線張儀村卸車場為實例對模型進行驗證。

城市軌道交通；卸車場；規(guī)模；布局

卸車場是指通過公路方式運輸?shù)牡罔F車輛在車輛段完成卸車上線的作業(yè)場地。地鐵車輛由重載汽車運輸至卸車場，在卸車場完成地鐵車輛的吊裝，將地鐵車輛投放到軌道線路上。隨著城市用地不斷向外擴張，城市建筑用地愈加緊張，在地鐵和鐵路之間設置國鐵聯(lián)絡線制約因素越來越多，因此近年來地鐵車輛運輸多采用公路運輸?shù)姆绞絒1]。為了滿足地鐵車輛運輸和吊裝作業(yè)，卸車場的規(guī)模和布局至關重要。

影響卸車場規(guī)模的因素很多，主要受組織運輸和用地規(guī)劃兩大方面影響如下所述。

(1) 城市軌道交通車型。

不同車型的幾何尺寸不同，完成掛鉤作業(yè)占用的卸車場長度相應變化，同時運輸?shù)罔F車輛的重載汽車大小也不同，大型重載汽車的車長、轉彎半徑較大，因此直接影響卸車場的規(guī)模。

(2) 連接卸車場的道路與卸車場的角度。

當?shù)缆放c卸車場鈍角連接時，減小了重載汽車駛入卸車的轉彎角度，有利于縮小卸車場的尺寸。

(3) 重載汽車進入卸車場的方式。

卸車場兩端均與道路連接，重載汽車由一端進入，在卸車場內完成卸車作業(yè)后不需掉頭由另一端駛出，減少了重載汽車在卸車場內掉頭所占用的空間，相反對于只有一端與道路連接的卸車場，重載汽車在卸車場內掉頭會占用更多的卸車場空間。

(4) 軌道線路連接。

卸車場內的軌道與車輛段或停車場內的線路連接是否方便以及對其他設施影響程度會影響卸車場布局。

(5) 城市軌道交通供電模式。

對于接觸網(wǎng)供電的線路[2]，卸車場只能布設在上空沒有供電線的區(qū)域，否則無法完成吊裝卸車作業(yè)。

(6)用地要求。

卸車場的規(guī)模與布局必須滿足車輛段或停車場內的整體布局，滿足整體用地的要求[3]。

(7) 工程造價。卸車場的規(guī)模與布局應當既能滿足安全順利完成卸車作業(yè)又盡量減少工程造價[4]。

1 卸車場規(guī)模模型的建立

重載汽車駛入的道路與卸車場成鈍角，從卸車場駛出的道路與卸車場也成鈍角，重載汽車從一端駛入，完成卸車作業(yè)后，從另一端駛出。卸車場規(guī)模包括長度和寬度，計算公式如下

式中LZ——卸車場總長度；

Ld——車擋長度(一般取2.4 m)，在卸車場軌道線路盡頭設置車擋，防止作業(yè)過程中車輛發(fā)生溜車沖出軌道線路；

Lq——重載汽車長度；

Lo——頭車長度，頭車設有駕駛室，長度與普通車輛不同，頭車長度根據(jù)不同車型取相應的值；

Lg——掛車作業(yè)長度，完成兩節(jié)車輛連接作業(yè)需要一定的作業(yè)空間；

La——安全距離。

式中Lk——卸車場寬度；

Lr——重載汽車轉彎半徑；

Lt——吊車作業(yè)寬度(12 m)，兩輛大型吊車同時作業(yè)將地鐵車輛由重載汽車吊至卸車場軌道線路上，兩輛吊車布置在卸車場軌道線路兩側占用一定的空間；

Ly——卸車場寬度附加值；非負值，用地、工程造價允許情況下可適當取較大值以方便運輸板車掉頭。

2 卸車場布局的確定

影響城市軌道交通車輛段或停車場內卸車場布局的因素主要包括如何協(xié)調場區(qū)的整體布局、全線長遠規(guī)劃、車輛運輸?shù)缆窏l件、吊運設備的型號和噸位等。卸車場內軌道線路鋪設可行性和卸車場與運輸?shù)缆返倪B接性是影響城市軌道交通卸車場位置選擇的主要因素，卸車場的軌道線路需與停車場或車輛段的軌道線路直線相連，因此在卸車場選址時首先要考慮停車場或車輛段內是否有滿足卸車場大小的用地，軌道延伸是否連續(xù)[5]，所以影響卸車場選址的關鍵因素是用地。

在滿足卸車場用地的條件下，卸車場與外界道路相連是否方便也是一個重要影響因素，在完成地鐵車輛道路運輸過程中，對道路要求包括道路的寬度、承重、道路上空及周圍是否有障礙物等。地鐵車輛運輸流程包括以下步驟：新車出廠、鐵路運輸、到達鐵路貨場、貨物裝車、場外運輸、進入停車場卸車場、吊車支撐、裝夾吊具、卸車、工程車牽引、運輸車離場、車輛連掛、入位停車。

地鐵車輛運輸屬于超高、超長、超重貨物運輸[6]，運輸線路的選擇對道路條件有特殊的要求，具體要求如下。

(1)進出車輛段道路寬度應在9 m以上，內緣最小轉彎半徑應在25 m以上(由重載汽車參數(shù)計算得出)，地鐵車輛高3.8 m，重載汽車車身高度1.2 m左右，總高度在5 m以上，所以低空5.5 m以內應無路牌、觸網(wǎng)、電線等架空設施，道路承重能力較強，地下管溝等位置需進行加固處理。

(2)道路平坦，滿足載重公路運輸汽車底梁0.2 m的通過要求[7]。

(3) 盡量避免設置坡道，重車不應爬坡。

根據(jù)影響卸車場規(guī)模和布局的影響因素制定評價體系，評價體系中的權重值根據(jù)對應影響因素在卸車場規(guī)模和布局確定中的影響程度并結合實際情況由專家討論得出，見表1。

表1 卸車場布局影響因素權重值

綜上所述，卸車場布局影響因素主要包括用地和道路運輸可行性兩個方面，卸車場布局影響因素結構如圖1所示。通過對卸車場布局影響因素的綜合分析評價[8]，最終確定最優(yōu)的布局方案。

圖1 卸車場布局影響因素結構

3 卸車場技術參數(shù)

為了方便運輸板車的車輪能夠從軌道中央通過，鋼軌與硬化地面應采用平交的形式，即鋼軌頂面與硬化地面處在同一水平面上，鋼軌與內側硬化地面的間隙為80～100 mm，滿足地鐵車輪輪緣活動范圍，如圖2所示。

圖2 卸車場軌道

卸車場的面積較大，一旦遇到陰雨天氣卸車，卸車場內會有一定程度的積水，會造成卸車場濕滑，視線較差，給車輛吊裝穩(wěn)定性造成威脅。根據(jù)公路設計規(guī)范，為了滿足排水要求瀝青路面的最小縱坡為3‰，而卸車場采用混凝土材料，其排水性好于瀝青路面，綜合路面的材質和安全裝卸的需要，將卸車場由連接軌向兩側設置成2‰坡度，坡度頂點距軌道外側大于2 m，以確保重載汽車的兩側輪胎都處在同一個平面上，有利于吊裝過程穩(wěn)定性，如圖3所示。

圖3 卸車場橫斷面示意(單位：m)

4 案例分析

4.1 北京地鐵14號線現(xiàn)狀情況

北京地鐵14號線是北京市軌道交通線網(wǎng)中一條連接東北、西南方向的軌道交通“L”形骨干線，為北京市第一條采用接觸網(wǎng)供電的A型車線路。

線路在西端的張儀村地區(qū)設停車場一處，北端在馬泉營設車輛段，馬泉營車輛段為北京地鐵14號線與15號線共建車輛段，全線計劃先期開通西段西局站至張郭莊站。

由于先期開通的限制，無法使得全線同期貫通， 新購地鐵車輛無法在15號線已經(jīng)建成的馬泉營車輛段進行卸車作業(yè)，需要在張儀村停車場完成地鐵車輛的安全卸車作業(yè)。張儀村停車場用地面積約22 hm2。 場內未設置國鐵聯(lián)絡線[9]，需要布置1處卸車場。

4.2 張儀村卸車場規(guī)模的確定

重載汽車參數(shù)：30 m×3 m×4.85 m(長×寬×高)；質量60 t(自重200 kN，載重400 kN)。吊車參數(shù)：2臺；單臺占地面積：30 m×12 m；最大起吊重：≥800 kN。北京地鐵14號線整車采用“6A”編組，A型車參數(shù)見表2。

表2 A型車參數(shù)

注：A型車參數(shù)與B型車不同，根據(jù)車型對各參數(shù)合理取值。

Lq—重載汽車長度(A型運輸車長30 m)；

Lo—頭車長度(A型車取25 m)；

根據(jù)公式(1)得，A型車卸車場的長度：

LZ=Ld+Lq+Lo+Lg+La=2.4+30+

25+2+10=69.4 m

根據(jù)式(2)得，A型車卸車場的寬度

Lk=Lr+Lt+Ly=28+12+Ly=40 m+Ly

Lr—重載汽車轉彎半徑(運A型車的重載汽車外側轉彎半徑28 m)；

綜上所述，理論上運輸?shù)罔FA型車的北京張儀村卸車場的合理大小為：70 m×40 m。

4.3 卸車場布局評價分析

北京地鐵14號線張儀村停車場承擔了先期開通段的卸車任務，綜合考慮以上提到的各個因素及停車場場區(qū)規(guī)劃后提出2種布局方案。

方案一：

本方案將卸車場布置于張儀村停車場組合車庫的尾端，利用遠期規(guī)劃的組合車庫用地。場地靠近場區(qū)次出入口，該出入口同城市主干路張儀村路相銜接。次出入口道路寬9 m，道路內邊緣最小轉彎半徑18 m，場內道路寬7 m，將其中一條停車列檢線向庫外延長至卸車場尾端，庫外線路不架接觸網(wǎng)[10]。卸車場緊貼組合車庫及場區(qū)道路布置，與道路銜接處采用平緣石銜接，如圖4所示。

圖4 方案一平面布局

優(yōu)點：(1)可以借用部分道路寬度，縮小卸車場的寬度。(2)重載汽車可以從道路交叉口以鈍角形式直接駛入卸車場，完成卸車作業(yè)后無需調頭直接駛出。(3)該卸車場為臨時卸車場，前期方便，后期方便拆除。(4)工程造價較低。

缺點：(1)延長列檢庫的軌道時需要端墻開門。(2)對道路邊緣的照明、管線等設施造成影響。

方案二：

本方案將卸車場布置于張儀村停車場鐵路線群扇形區(qū)最外側，場地靠近場區(qū)主出入口，該出入口同城市主干路張儀村路相銜接。主出入口道路寬9 m，道路內邊緣最小轉彎半徑25 m，場內道路寬7 m，鐵路線從咽喉區(qū)出岔引入卸車場，其他設計同方案一。如圖5所示。

圖5 方案二平面布局

優(yōu)點：(1)借助廠區(qū)道路直接駛入卸車場。(2)占用道路整個寬度，卸車場面積較小。

缺點：(1)扇形區(qū)軌道線路較多，北京地鐵14號線采用接觸網(wǎng)供電形式，接觸網(wǎng)會影響卸車作業(yè)。(2)對停車場整體布局和景觀影響較大[11]。(3)完成卸車作業(yè)后重載汽車需要調頭，對卸車場寬度要求較高。(4)需要從扇形區(qū)引出一段直線軌道，結構較復雜[12]。

結合多方因素分析，綜合評價兩種方案，根據(jù)專家打分結果，北京地鐵14號線張儀村停車場卸車場大小為70 m×40 m，采用方案一布局。最后順利完成了地鐵14號線A型車輛的卸車作業(yè)。

5 結論

對城市軌道交通卸車場的規(guī)模與布局進行了深入的分析，在此基礎上建立了卸車場規(guī)模模型，開拓了卸車場布局評價的思路，并以北京城市軌道交通14號線為實例對研究結論進行了驗證，在忽略一些細微現(xiàn)實因素的情況下，結論驗證合理。同時，對卸車場排水設計提出了優(yōu)化建議，可供其他學者進一步研究，本文的研究成果對以后其他線路地鐵車輛段卸車場的規(guī)劃設計具有一定得參考價值。

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Study on the Scale and Layout of Unloading Yard of Urban Rail Transit

Wang Yao

(Beijing Infrastructure Investment Co.， Ltd.， Beijing 100101， China)

At present， the determination of the scale and layout of the unloading yard of urban rail transit largely depends on engineering experiences without adequate relevant theoretical research. In order to establish a appropriate theoretical basis to study the scale and layout of the unloading yard， this paper uses the method of systematic analysis， analyzes the factors which affect the scale and layout of unloading yard， establishes a theoretical model of the scale and layout of unloading yard for the first time， determines the weights of various factors， establishes the evaluation system， and verifies the model with reference to the unloading yard of Zhangyicun located on line 14 of Beijing urban rail transit．

Urban rail transit; Unloading yard; Scale; Layout

2013-12-21；

：2014-01-22

中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項資金資助(C11JB00120)

王 耀(1978—)，男，經(jīng)濟師，2014年畢業(yè)于北京交通大學。

1004-2954(2014)11-0143-04

U239.5

：A

10.13238/j.issn.1004-2954.2014.11.033