現(xiàn)代有軌電車車輛段總平面設計與實踐

周 虎，王曦鳴

（1.長沙市軌道交通集團有限公司，長沙 410019；2.湖南科技職業(yè)學院，長沙 410004）

現(xiàn)代有軌電車是具有節(jié)能環(huán)保、方便快捷、造價低、建設周期短等特點的中低運量軌道交通系統(tǒng)，可作為大城市軌道交通系統(tǒng)的補充和中小城市的軌道交通骨干系統(tǒng)，目前已在廣州、深圳、武漢、佛山、蘇州等城市得到了廣泛的應用，同時國內(nèi)越來越多的城市在積極規(guī)劃或建設現(xiàn)代有軌電車線[1-4]。

現(xiàn)代有軌電車車輛段作為有軌電車系統(tǒng)的重要組成，承擔著配屬車輛的運用、檢修任務，是有軌電車系統(tǒng)安全可靠運營所必需的設施。由于車輛段占地規(guī)模大、專業(yè)多，其總平面布置合理與否，直接決定了建設、運營成本及車輛的檢修運用水平，因此總平面設計是車輛段設計的重點。

1 設計要素

車輛段總平面設計應綜合考慮線網(wǎng)檢修資源、用地狀況、站段位置關(guān)系、車輛檢修工藝等因素，進行科學合理規(guī)劃與設計。

由于現(xiàn)代有軌電車與常規(guī)地鐵車輛在結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)、檢修工藝等方面存在較大的差別，因此現(xiàn)代有軌電車車輛段的總平面設計不能照搬常規(guī)地鐵車輛段的設計，應在充分分析線網(wǎng)資源、出入段線、洗車作業(yè)方式、試車線布置、段型選擇、物業(yè)開發(fā)等各類要素后統(tǒng)籌考慮，在滿足車輛運用、檢修功能的基礎上采取最優(yōu)化設計。

1.1 資源共享

車輛段占地規(guī)模大、投資高、后期運營投入大，建議統(tǒng)籌線網(wǎng)檢修資源布設車輛段(場)。對于所在地區(qū)有軌道交通車輛廠商的，建議委托廠商進行高級別維修(大、中修)，在線網(wǎng)車輛段僅配設車輛運用及臨修設施即可；對于所在地區(qū)無軌道交通車輛廠商的，建議按“集中維修”的原則布設線網(wǎng)車輛檢修設施，即在線網(wǎng)首先開通線路車輛段內(nèi)配設車輛高級別維修(大、中修)設施，后續(xù)開通線路車輛段內(nèi)配設車輛運用及臨修設施。

1.2 出入段線

出入段線的設置需要根據(jù)正線與車輛段的位置關(guān)系(即站段關(guān)系)來設計，主要有從相鄰單車站接軌和從相鄰兩車站接軌兩種方式，如圖1所示。相比常規(guī)地鐵車輛而言，現(xiàn)代有軌電車可較為順利地通過小半徑曲線，在站間距較長的區(qū)段也可考慮從正線接軌。

圖1 出入段線接軌Figure 1 Entrance/Exit line joint scheme

出入段線的設置與段型設計、布置息息相關(guān)。現(xiàn)代有軌電車系統(tǒng)正線的小半徑曲線較多，為避免車輪偏磨，設計出入段線時可結(jié)合車輛掉頭功能考慮。對于狹長地塊，不宜設置貫通式庫房的，可采用從相鄰兩車站八字線接軌的方式，實現(xiàn)車輛掉頭功能。對于設置貫通式庫房的，車輛可在車輛段內(nèi)實現(xiàn)掉頭功能，出入段線可根據(jù)站段關(guān)系靈活布置，運營組織較為方便。

1.3 段型設計

車輛段的總平面布置應以車輛運用、檢修設施為核心進行設計。一般而言，車輛段總平面根據(jù)車輛運用庫的設計方式，分為貫通式、盡端式兩種。

貫通式運用庫的兩端均設有咽喉區(qū)，并通過出、入段線與正線連接，兼具燈泡線功能，車輛運用作業(yè)靈活。盡端式相對于貫通式而言，在運用庫的一端設咽喉區(qū)，車輛進、出段與場內(nèi)調(diào)車作業(yè)交叉較多，在用地條件允許的情況下，建議采用貫通式方案?，F(xiàn)代有軌電車車輛的車長一般為28.8～37.5 m[4-5]，建議對于貫通式運用庫，可設4～6列位；對于盡端式運用庫，可設2～4列位。

車輛段內(nèi)車輛運用、檢修設施一般根據(jù)用地條件統(tǒng)籌考慮：對于用地條件較好的，建議車輛運用、檢修設施合并設置為聯(lián)合車庫，以更好地降低工程造價，使運營資源綜合利用；對于用地條件較為緊張的，車輛運用、檢修設施可單獨設置，將年檢以下修程設施、停車線等合并設置為運用庫，年檢及以上修程設施、臨修設施等合并設置為檢修庫。根據(jù)車輛運用、檢修設施設置的相對位置，可將車輛段的總平面布置分為倒裝式、并列式兩種。倒裝式布置的車輛段是將檢修設施、運用設施逆向布置，利用走行線將兩部分連接，其檢修設施與運用設施相對獨立，相互作業(yè)干擾??；并列式布置的車輛段是將檢修設施、運用設施順向并列布置，共用一個咽喉區(qū)，整體布局較為緊湊，便于組織生產(chǎn)和管理，同時也減少了車輛在段內(nèi)的走行距離。

1.4 洗車線

洗車線是車輛段內(nèi)利用較為頻繁的線路之一，為提高洗車作業(yè)效率，洗車線的位置及布置形式在總平面布置過程中顯得尤為重要。

由于現(xiàn)代有軌電車車長相比地鐵車輛要短，其洗車線的布置一般有出入段線并列貫通布置、運用庫并列貫通布置、運用庫并列往復式布置等形式(見圖2)。貫通布置的洗車線洗車效率較高、車輛走行距離短，且對車輛段內(nèi)其他作業(yè)影響小，一般在用地條件允許的情況下推薦布置貫通洗車線。往復式洗車線車輛走行距離稍長，洗車效率較低，通過咽喉區(qū)的次數(shù)較多，對車輛段內(nèi)其他作業(yè)有一定影響，一般在用地條件較為緊張的情況下布置往復式洗車線。

圖2 洗車線布置形式Figure 2 Tram washing line scheme

1.5 試車線

試車線一般為檢修后車輛或新購車輛進行動態(tài)性能調(diào)試服務，其長度與試車的最高速度相關(guān)。根據(jù)目前國內(nèi)現(xiàn)代有軌電車設計的最高運行速度，參照地鐵設計經(jīng)驗，建議有條件的試車最高速度按70 km/h考慮，條件受限的試車最高速度按不小于50 km/h考慮。由于試車線長度較長，如果車輛段用地條件無法滿足，則可考慮在正線條件較好的區(qū)段進行試車。

1.6 物業(yè)開發(fā)

當前城市用地日趨緊張，而車輛段占地面積較大，這就帶來了供、用地之間的矛盾。為有效解決該矛盾，在車輛段進行上蓋物業(yè)開發(fā)，可實現(xiàn)“造地”“造血”的功能。

現(xiàn)代有軌電車車輛段具有車場短、轉(zhuǎn)彎半徑小等特點，運用庫長較常規(guī)地鐵車輛段短，咽喉區(qū)也相對較短，因此建議咽喉區(qū)不上蓋，用以改善采光、通風條件。運用庫上蓋物業(yè)開發(fā)區(qū)域按二線跨布置上蓋物業(yè)柱網(wǎng)，檢修庫上蓋物業(yè)開發(fā)區(qū)域可根據(jù)檢修臺位數(shù)靈活布置上蓋物業(yè)柱網(wǎng)；運用、檢修庫間可適當拉大距離，為上蓋物業(yè)開發(fā)設置天井，以改善蓋下作業(yè)條件。在總平面設計時，車輛運用、檢修的設備設施宜集中設置，盡量留出較為規(guī)整的白地，以利于物業(yè)開發(fā)。

2 設計實踐

以筆者參與設計的國內(nèi)某現(xiàn)代有軌電車車輛段(見圖3)為例，簡要分析現(xiàn)代有軌電車車輛段總平面設計要點[7-10]。

圖3 總平面設計方案Figure 3 General design scheme

該車輛段地塊最長處約540 m，最寬處約430 m，基本呈長方形。車輛段用址北側(cè)為鐵路及該項目正線，并設車站一座，西側(cè)為高速公路，南側(cè)為市政道路。

2.1 線網(wǎng)資源分析

設計實例為線網(wǎng)首條建設線路，所在區(qū)域城市軌道交通車輛段未預留有軌電車車輛大架修設施，因此本項目按“集中維修”的原則，布設線網(wǎng)車輛大、中修設施。

2.2 出入段線設置

段址北側(cè)設車站(高架站)一座，西側(cè)為高速公路，若從相鄰兩車站八字接軌，則需下穿高速公路，工程量較大，故出入段線選擇從段址北側(cè)車站接軌?？紤]方便運營并結(jié)合物業(yè)開發(fā)需要，車輛段在鄰近車站的西側(cè)接軌，接軌后下穿正線，在靠段址西側(cè)向南接入車輛段。段址西側(cè)受高速公路影響，不利于物業(yè)開發(fā)，故出入段線布置于段址西側(cè)，段址北側(cè)與車站鄰近的位置可留白地供物業(yè)開發(fā)。

2.3 段型設計

綜合考慮地塊形狀、出入段線及物業(yè)開發(fā)等因素，運用、檢修設施相對獨立設計，其中運用庫設計為貫通式。

運用庫兩端設咽喉區(qū)，通過出、入段線與正線連接后兼具燈泡線功能，可便捷實現(xiàn)車輛掉頭作業(yè)，車輛運用作業(yè)非常靈活?？紤]預留段址東側(cè)白地供物業(yè)開發(fā)，將運用庫按一線4列位設計。運用庫整體上蓋物業(yè)開發(fā)，兩端咽喉區(qū)不上蓋，有利于蓋下通風和采光。

車輛檢修設施合并設置為聯(lián)合車庫，庫內(nèi)設車輛檢修線路，與運用庫并列設置，共用東側(cè)咽喉區(qū)，整體布局規(guī)整，調(diào)車便捷。

2.4 洗車線設計

結(jié)合用地情況、物業(yè)開發(fā)及有軌電車車輛特點，將洗車線與鏇輪線并列布置，設于運用庫北側(cè)，與運用庫并列布置。需清洗的車輛直接進入洗車線，洗車后通過咽喉區(qū)進入運用庫，洗車效率較高。

2.5 試車線設計

試車線布置于車輛段東、北側(cè)，通過聯(lián)絡線與聯(lián)合車庫東側(cè)咽喉區(qū)相連。試車線有效長為737 m，可滿足高速試車(70 km/h)的要求。

2.6 物業(yè)開發(fā)

車輛段在進行總平面設計時，考慮上蓋物業(yè)開發(fā)與白地開發(fā)相結(jié)合的方式。車輛段整體上蓋物業(yè)開發(fā)，即在車輛段除綜合辦公樓、特種品倉庫等設施外的廠房上方設置2層結(jié)構(gòu)板(1層為車庫夾層、2層為上蓋開發(fā)大屋蓋)，大屋蓋上進行物業(yè)開發(fā)。考慮改善蓋下作業(yè)環(huán)境，在咽喉區(qū)及出入段線部分不進行上蓋，運用庫、聯(lián)合車庫分開并列設置并在運用庫、聯(lián)合車庫間設置天井，進一步優(yōu)化采光、通風條件。在車輛段北側(cè)、東側(cè)，預留白地供物業(yè)開發(fā)。

該車輛段以運用庫及檢修庫為核心，對影響總平面設計的關(guān)鍵要素進行了科學合理分析。運用庫采用了貫通式布置，使列車出入段作業(yè)與調(diào)車作業(yè)分開，車輛調(diào)度靈活，且可實現(xiàn)車輛在段內(nèi)調(diào)轉(zhuǎn)車頭作業(yè)，功能完整、布局合理。

3 結(jié)語

筆者對影響現(xiàn)代有軌電車車輛段總平面設計的關(guān)鍵要素進行了分析、探討，提出了資源共享的原則，統(tǒng)籌線網(wǎng)車輛段(場)布局；結(jié)合車輛掉頭功能，綜合設計出入段線及段型，建議車輛運用作業(yè)優(yōu)先采用貫通式；同時結(jié)合現(xiàn)代有軌電車特點，建議上蓋物業(yè)開發(fā)時咽喉區(qū)不上蓋。結(jié)合設計實例，對設計思路及各關(guān)鍵要素進行了探討。結(jié)果表明，通過科學合理分析各關(guān)鍵要素并結(jié)合車輛特點，總平面設計可與物業(yè)開發(fā)有機結(jié)合，車輛運用采用貫通式作業(yè)，使得段內(nèi)調(diào)度靈活便捷，從而為今后現(xiàn)代有軌電車車輛段總平面設計提供參考。