新建西安東客車技術(shù)整備所工程的設(shè)計特點(diǎn)及創(chuàng)新

宋國義

(中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司,西安　710043)

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新建西安東客車技術(shù)整備所工程的設(shè)計特點(diǎn)及創(chuàng)新

宋國義

(中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司,西安710043)

摘要：為了有效避讓新建客車技術(shù)整備所對外部市政道路及地鐵區(qū)間隧道的影響,同時滿足整備檢修生產(chǎn)對不同作業(yè)面及車頂高空作業(yè)防護(hù)的特殊需求。在分析西安東客車技術(shù)整備所的工程概況、設(shè)計規(guī)?；A(chǔ)上,對整備所總平面布置、大型建筑、設(shè)備選型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,創(chuàng)新采用整備棚大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計,同時通過軌道橋、檢修平臺等主要設(shè)備選型的局部特殊工藝設(shè)計,有效解決了整備所因地質(zhì)地形等控制因素帶來的不利影響。

關(guān)鍵詞：客車技術(shù)整備所；設(shè)計特點(diǎn)；創(chuàng)新

1工程概況

西安鐵路樞紐地處橫穿我國大陸東西向的“陸橋通道”與縱貫我國西部南北向的“包柳通道”以及徐蘭客運(yùn)專線、大西客運(yùn)專線、西成客運(yùn)專線的交匯處，是全路大型客運(yùn)中心之一，在全國鐵路網(wǎng)中起著骨干作用，也是西北、西南各省聯(lián)系華北、華東、中南等地區(qū)的經(jīng)濟(jì)紐帶，在政治、經(jīng)濟(jì)和國防上具有極為重要的地位和作用。既有西安樞紐銜接主要線路有：隴海線及樞紐貨運(yùn)北環(huán)線、鄭西客運(yùn)專線、包西線、侯西線、西安安康線、西安南京線、咸銅線和西戶支線等8條鐵路8個方向[1]。

既有西安客車技術(shù)整備所位于西安站西端，有12條整備線，承擔(dān)著每天25對本屬客車和8對外屬客車的入所整備作業(yè)，整備能力緊張。隨著西安鐵路樞紐銜接線路的建設(shè)完善，樞紐終到始發(fā)旅客列車逐年增長，既有客車整備能力不足問題不斷加劇，嚴(yán)重影響到西安站增開旅客列車的規(guī)劃。因此，結(jié)合西安鐵路樞紐的整體建設(shè)規(guī)劃，確定配套西安車站改擴(kuò)建工程在西安東站新建客車技術(shù)整備所1處[2]。

2設(shè)計規(guī)模

2.1規(guī)模設(shè)計原則

結(jié)合《鐵路客車車輛設(shè)備設(shè)計規(guī)范》[3]及《鐵路客車運(yùn)用維修規(guī)程》[4]確定規(guī)模設(shè)計原則如下：

(1)單程運(yùn)行距離大于2 000 km的外屬旅客列車，需在西安站入庫整備；

(2)本屬跨局的旅客列車全部需在西安站入庫整備；

(3)本屬管內(nèi)短途旅客列車均按每走行4 000 km整備一次考慮；市郊列車整備線按車底數(shù)的50%配備；

(4)客車車底停留線按西安站始發(fā)終到旅客列車對數(shù)的14%計算。

2.2設(shè)計規(guī)模確定

結(jié)合西安站改擴(kuò)建工程可行性研究方案，確定西安站設(shè)計年度終到始發(fā)普速旅客列車：近期2025年91對/d，遠(yuǎn)期2035年74對/d。經(jīng)計算西安樞紐設(shè)計年度需要整備設(shè)施的規(guī)模：整備線15條、車底停留線13條。結(jié)合地形條件確定新建西安東客車整備所規(guī)模：15條整備線、3條車底停留線。欠缺10條車底停留線由既有客車整備所承擔(dān)補(bǔ)充。

3設(shè)計特點(diǎn)及創(chuàng)新

新建西安東客車整備所工程是西安站改擴(kuò)建工程的提前實(shí)施部分，結(jié)合西安站改擴(kuò)建工程建設(shè)方案，對整備所工程的1條機(jī)走線、15條整備線、車底停留線3條、2條臨修線及配套房屋設(shè)備先期建設(shè)，并預(yù)留西安站改擴(kuò)建工程實(shí)施條件。整備所工程位于西安站以東約3 km，位于既有隴海上下行正線之間，車場位于既有西安東站調(diào)車場(Ⅲ場)所在地，總平面布置如圖1所示。

圖2　整備棚大跨度結(jié)構(gòu)設(shè)計剖面(單位：mm)

圖1　西安東客車技術(shù)整備所總平面布置

3.1總平面優(yōu)化設(shè)計

3.1.1合理選址、避免征拆

結(jié)合西安站改工程的總體布置，通過既有整備所原址擴(kuò)建、紡織城站新建整備所等多方案比選，最終確定新建西安東客車整備所選址利用原西安東編組站調(diào)車場(Ⅲ場)，充分利用了既有鐵路用地(無新增用地)，減少工程投資，避免了在市區(qū)范圍內(nèi)的征地拆遷等困難工作，有效保證工程建設(shè)的順利推進(jìn)[5]。

3.1.2有效結(jié)合站改工程過渡方案[6]

西安車站改擴(kuò)建實(shí)施過程中，紡織城車站將辦理終到始發(fā)客車34對/d、通過客車5對/d，進(jìn)行臨時過渡。為盡量減少客車車底占用隴海線區(qū)間能力，新建西安東客車整備所按貫通式布置，西端咽喉與西安站連接，東端通過地區(qū)車場聯(lián)絡(luò)線、隴海線與紡織城車站連接，既滿足整備生產(chǎn)的需求，同時也為站改工程的實(shí)施提供了有效的過渡措施。

3.2大型建筑特殊設(shè)計

整備所新建8線整備棚1處，軸線長度523 m，橫向跨度54 m，建筑面積為28 809 m2。新建整備棚下有1處西安市市政下穿地下通道和2條地鐵3號線區(qū)間隧道，地下通道凈寬約44 m，地鐵區(qū)間隧道每條寬6.3 m，與整備棚斜交，交角約68°。因既有市政地下通道、地鐵區(qū)間隧道與技術(shù)整備棚不正交，且覆土較淺，經(jīng)多方案選擇比較，整備棚采用大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)較合理，以跨越市政地下通道和地鐵3號線隧道[7]。

主體結(jié)構(gòu)形式：屋蓋采用鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，立柱采用C40鋼筋混凝土柱，一般縱向柱距27 m，跨越地下通道柱距最大達(dá)71 m，橫向跨度27 m×2=54 m。考慮整備棚跨越市政地下通道部分跨度較大，經(jīng)過建筑方案比較與結(jié)構(gòu)計算，最終確定該部分采用三層網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計[8]。整備棚設(shè)計剖面詳見圖2。

3.3主要設(shè)備特殊工藝設(shè)計

3.3.1軌道橋及檢查地溝設(shè)計

根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范要求，整備線要求設(shè)檢查地坑，主要是便于車體底部轉(zhuǎn)向架、基礎(chǔ)制動裝置以及電子防滑器、軸溫報警器等裝置檢查修理?，F(xiàn)有的大部分整備所通常采用壁式檢查地坑，但近年來隨著新型盤形制動客車增加并已成為主型旅客列車[9]，基于檢查檢修的方便，檢查地溝的設(shè)計形式也逐步被軌道橋及柱式檢查地坑所取代，但軌道橋與地面的相對高度如何確定也成了設(shè)計研究的主要問題。

西安東客車整備所軌道橋及柱式檢查地坑采用兩種作業(yè)面高度的形式設(shè)計：以整備線軌頂面作為±0.00，整備棚內(nèi)線間地面高程為-0.80 m，室外整備線間地面高程為-0.45 m[10]，軌道橋及柱式檢查地溝斷面詳見圖3。

圖3　軌道橋及柱式檢查地坑斷面(單位：mm)

(1)室外軌道橋與地面相對高差按-0.45 m設(shè)計，主要是考慮車底蓄電池拆裝、制動缸拆裝需要以及上車作業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際需求，現(xiàn)場確定高度；同時也滿足了地溝采光及線間排水條件。

(2)棚內(nèi)軌道橋與地面相對高差按-0.80 m設(shè)計，主要是考慮棚內(nèi)線路設(shè)有雙層檢修作業(yè)平臺，平臺的一層作業(yè)面高度為+1.30 m(相對軌面)，考慮平臺下面人員及工具車輛通行的需要，因此確定將地面下沉0.8 m。由于地面與軌道橋高差偏大，部分車底配件的拆裝考慮通過移動式工具車來解決。

3.3.2檢修作業(yè)平臺車頂防護(hù)設(shè)計

為便于車門、車窗以及車頂空調(diào)機(jī)組的檢修作業(yè)，整備棚內(nèi)設(shè)置有雙層檢修作業(yè)平臺，為保障車頂作業(yè)的人員安全防護(hù)，通常在平臺的對側(cè)需要設(shè)置懸吊防護(hù)網(wǎng)[11]。但為跨市政道路隧道及地鐵區(qū)間隧道，整備棚采用了大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計，由于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)高度達(dá)10 m且網(wǎng)架受力節(jié)點(diǎn)無法與懸吊防護(hù)裝置連接，導(dǎo)致常規(guī)設(shè)計的懸吊防護(hù)網(wǎng)無法設(shè)置。基于上述原因，安全防護(hù)設(shè)施采用從三層平臺立柱進(jìn)行延長、懸挑的方式設(shè)置于車頂作業(yè)平臺上。安全防護(hù)設(shè)施由立柱、懸臂、斜支撐、鋼絲繩和鋼絲繩連接部件等組成。

圖4　檢修平臺車頂防護(hù)方案示意(單位：mm)

為確保安全防護(hù)設(shè)施的穩(wěn)定性，防護(hù)設(shè)施分跨安裝鋼絲繩連接立柱和懸臂，安全防護(hù)設(shè)施兩立柱之間距要求相近，約24 m/跨(跨距可根據(jù)作業(yè)平臺的立柱適當(dāng)調(diào)整)，鋼絲繩離檢修車輛的車頂距離為1 900 mm。安全防護(hù)設(shè)施的立柱和懸臂均采用H型鋼制作，斜支撐為方管制作，掛接安全帶部分采用鋼絲繩[12]。車頂作業(yè)時作業(yè)人員掛接安全帶使用，既不影響登頂檢修人員在頂層平臺上的通行，同時也保證了登頂檢修人員的安全。作業(yè)平臺車頂防護(hù)設(shè)計詳見圖4。

4結(jié)語

西安東客車技術(shù)整備所設(shè)計考慮西安站改總體方案及施工組織，采用貫通式總圖布置方案，既解決了運(yùn)營過渡問題又滿足了西安站改需求。同時，充分結(jié)合項(xiàng)目本身實(shí)際的地質(zhì)地形情況及控制因素，創(chuàng)新采用整備棚大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計，解決了工程跨越城市道路隧道及地鐵隧道的難題；對軌道橋及柱式檢查地坑、檢修作業(yè)平臺車頂防護(hù)措施進(jìn)行了特殊的工藝設(shè)計，滿足了現(xiàn)場實(shí)際生產(chǎn)需求。西安東客車技術(shù)整備所已于2014年6月底開通運(yùn)營，獲得運(yùn)營單位一致好評。隨著鐵路運(yùn)輸?shù)牟粩嗵崴伲蛙嚈z修整備設(shè)施的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)也在逐步提升，客車整備所工程項(xiàng)目應(yīng)更加注重立足現(xiàn)場、以人為本的設(shè)計原則，綜合考慮生產(chǎn)需求、地形條件、地質(zhì)特征、運(yùn)輸組織、施工過渡等諸多因素，制定出切實(shí)可行的設(shè)計方案，創(chuàng)造出更多優(yōu)質(zhì)工程。

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Innovation and Design Features of New Xi’an East Passenger Train Servicing SubdivisionSONG Guo-yi

(China Railway First Survey and Design Institute Group Co., Ltd., Xi’an 710043, China)

Abstract：In order to effectively avoid the influence of newly-built east passenger train servicing subdivision on external municipal roads and subway tunnel and meet special requirements of servicing maintenance activities on different work faces and vehicle roof working protection, the general layout, large buildings and equipment selection are optimized, based on the analysis of project overview and designed scale of new Xi’an east passenger train servicing subdivision. Large span truss structure in the servicing shed is innovatively adopted, and the adverse influences generated by the geological conditions and some other control factors on passenger train servicing subdivision are solved by means of local special process design of track bridge, maintenance platform and some other main equipment selection,

Key words：Passenger train servicing subdivision; Design features; Innovation

中圖分類號：U279

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI:10.13238/j.issn.1004-2954.2015.05.038

文章編號：1004-2954(2015)05-0164-03

作者簡介：宋國義(1982—)男，工程師，2005年畢業(yè)于蘭州交通大學(xué)機(jī)械設(shè)計制造及自動化專業(yè)，工學(xué)學(xué)士，E-mail：13991255335@126.com。

收稿日期：2014-08-27； 修回日期：2014-08-31