中铁上海设计院集团有限公司天津分院 天津 300073
摘要：停车列检库优化设计体现了地铁车辆段工艺专业的设计水平，根据各地工程中检查坑型式、车挡选型、线间距、通道、边跨的设置要求及特点，对比分析各因素对大库长度、宽度及高度的影响，为提高停车列检库投资建设效益、优化总平布置、便于运维管理提出措施及方法，体现了先进的工艺设计理念。
关键词：城轨；停车列检；工艺；检查坑；库长；库宽；库高
地铁车辆段是列车停放、检修、保养和维护的重要基地，而停车列检库是负责列车的日常检修的重要生产车间，负责所有地铁车辆的日常整备工作，是地铁车辆段中使用频率最高、占地面积最大的单体建筑之一，其工艺设计对土建规模、建设投资、后期维护管理都有直接影响。本文结合停车列检库工艺设计特点，从车辆技术条件、日常检修周期、检查坑型式及比例等方面对停车列检库库长、库宽设计的影响，为工程建设中遇到的用地规划限制、投资节支增效等问题，归纳比较了停车列检库设计优化方案。
1停车、列检概述
停车列检库根据功能需要分为停车区和列检区，正线运营列车回段后在停车列位一般进行清扫、消毒以及次日的整备工作等，而列检列位除用于完成停车列位相关作业外，主要承担列车日常维护检查任务。列检作业需对列车转向架、钩缓、贯通道、门窗座椅、制动部件、电气系统、内部装饰等进行检查，并对司控台的功能进行测试，一般通常采用目视检查的方法，部分检查采用测量、耳听、目视+动手操作等检查方法[1]。根据列车检查作业点的分布，可分为车底检查、车侧检查、车内检查3个部分，如表1所示。
表1 列车检查作业点分布及内容
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停车列检库的规模一般按近期运用及备用车数量确定，同时车辆段总平面布置应预留远期和系统能力发展的条件。采用尽端式库型，每线不宜超过2列位；贯通式库型，每线不宜超过3列位。贯通式布置可两端出车，作业灵活方便，同时对运营收发车能力提高显著，但占地大、工程投资高并易受地形及选址条件限制，故目前国内停车列检库仍多为尽端式设计（见图1）。
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图1 尽端式停车列检库
2库内主要设施
2.1检查坑
根据列检作业特点，一般列检列位轨道线路采用架空结构，线路中间为检查坑，检查坑宽1.2m，深度宜为1.3m～1.5m。检查坑外侧设置低位作业地坪，高程一般有-0.6~-1m（以轨面为±0.00计）等几种[2]，形成低位工作面-1m居多，两端设斜坡或踏步，斜坡或踏步应与库内±0.00m的通道相连。由此检修人员可以以站立的姿态下对车下设备，尤其是对走行部部件进行观察和检修，在检查坑内、外行走的同时，就能方便地完成列检作业，降低了检修人员的劳动强度，提高了检修效率。
为了保证检修人员可以以站立的姿态，方便地检查整列车所有转向架部件的需要，检查坑及低位作业地坪长度最少要满足列车首尾第一个轮对之间范围内应位于平坡范围内，并尽量使列车不占用检查坑外侧低位作业地坪的斜坡范围。
以6辆编组国家标准B型车为例，B型车的实际长度为117.12-118.12m，一般为了计算方便和统一标准，6辆编组B型车长度按120m计算。无司机室车辆的车钩中心距为19520mm，单司机室车辆的车钩中心距为20120mm，车辆转向架中心距12600mm，转向架轴距按2300mm考虑。列车端部第一个轮对至车钩中心的距离为（20120-12600）/2-2300/2=2610mm，斜坡的长度按10m考虑，那么检查坑的长度可取120+（10-2.61）×2=134.78≈135m比较合理（见图2）。
实际上如果车辆段场地条件允许，可以把整列车全部位于平坡范围内，那么检查坑的长度可以按138m设计。对于列检作业的低位作业地坪及斜坡，由于不设置双层作业平台，列车首尾第一个轮对可以位于斜坡的坡脚，也就是满足列车首尾第一个转向架中心范围内位于平坡范围内，基本上不会影响检修人员的检修作业。列车端部第一个转向架中心至车钩中心的距离为（20120-12600）/2≈3800mm，斜坡的长度按10m考虑，那么检查坑的长度可取120+（10-3.8）×2≈133m。
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图2列检列位车辆布置图
2.2车挡
车挡用于线路末端，为防止列车冲出线路而采取的安全设施，对于尽端式停车列检库，库尾线路末端轨道上应设置车挡，轨道长度需考虑止挡占用长度。车挡选型与段内不同区域列车运行速度有关，根据国内地铁车辆段运营管理规定，库外轨行区列车运行速度≦20km/h，停车列检库内运行速度一般为3～5km/h。库内车挡通常选用摩擦式车挡或月牙式车挡（见图3、4），其中摩擦车挡高度约为150mm，距离钢轨端头≯3m；月牙式车挡，设在钢轨端头，占用轨道长度（安装距离）≯1.5m。
对于无人驾驶车辆，根据工程经验多采用固定式液压缓冲车档（见图5），占用轨道长度（安装距离）≯3m。
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图3 摩擦车挡 图4月牙式车挡 图5固定式液压缓冲车挡
2.3通道
停车列检库内通道主要分为横向通道和纵向通道。其中横向通道包括库前端、后端、中部通道，纵向通道包括车体之间、车与侧墙之间、车体与柱边之间的通道。通道最小尺寸宜符合《地铁设计规范》（GB 50157-2013）中相关规定（见表2[3]），库前、库后通道净宽宜设置为5m，另外一线两列位库房根据消防要求需设置中部通道，净宽不小于4m。
表2 停车列检库有关部位最小尺寸（m）
综上，以B2型车为例，车宽2.8m，停车列位线路间距最小为4.2m，列检列位线路间距最小为4.6m。考虑钢结构柱尺寸（沿纵轴方向500mm，沿横轴方向600mm）以及施工误差，为满足相关通道要求，停车列位线路中心线与柱网线距离宜按照3m设置，列检列位线路中心线与柱网线距离宜按照3.2m设置。
2.4边跨房间
为便于车辆日常管理，停车列检库通常设有边跨房间，为有效利用大库净空、减少占地面积，根据需要一般按两层设计，考虑到提高办公环境舒适度，房间进深设置考虑不小于6.6m，边跨按照单轴布置跨度9m（设置内走廊）。主要设有检修调度室、车场调度室、司机出乘派班室、车载设备检修室、日检班组室、工具间、客室清扫、消毒以及工作人员更衣休息等生产、办公、生活房屋等。
3停车列检库规模分析
综合上节库内主要设施设置要求，以地铁6辆编组B2型车的停车列检库为例，对停车列检库长度、宽度以及高度进行分析计算，如下：
3.1库长分析计算
停车列检库库长主要与列检检查坑数量、车挡安装、横向通道布置等相关，其中检查坑对库长布置影响最大。《地铁设计规范》（G50157-2013）明确：新建地铁工程的车辆检修修程和检修周期列检时间间隔为“每天或两天”。车辆运用整备列检列位数设计不应大于停车列检库总列位数的50%。若为一线两列位停车列检线，前半部分（靠出入线方向，A段）设列检列位、后半部分（靠库尽端，B段）设停车列位的布局型式，A段列车列检完成后，移位调车至B段停车即可，基本上不需要转线调车。虽然50％的比例值虽能满足功能需求，但会发生较大量的移位调车，因此也可采用100%检查坑布置。
根据各相关因素布置要求，一般停车列检库库长计算分析如下：
（1）100%检查坑库长布置（见图6）：库前通道（5m）+检查坑（133m～138m）X2+库中通道（6m）+库后通道（5m）=282m～292m
（2）50%检查坑库长布置：库前通道（5m）+检查坑（133m～138m）+库中通道（6m）+停车列位（120m）+车挡（1.5m～3m）+库后通道（5m）=270.5m～276m
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图6 100%检查坑库长布置图
对于采用无人驾驶停车列检库，为减少调车作业难度，通常前后列位均设置检查坑，另外由于发车前车辆在停车列检库内唤醒后需要进行动态自检，以测试车辆的牵引、制动性能，对于一线多列位布置的停车列检库，各列位之间应满足至少20m的安全距离（通常双列位检查坑和库中通道布置后可保证此条件），末端列位距车档安全距离至少15m，库内采用固定液压式车挡[4]。无人驾驶停车列检库库长布置如下：
（3）100%检查坑库长布置（见图7）：库前通道（5m）+检查坑（133m～138m）X2+库中通道（6m）+末端安全距离（15m）-检查坑一端坡长（6.5m～10m）+车挡（3m）+库后通道（5m）=293.5m～300m
（4）50%检查坑库长布置：库前通道（5m）+检查坑（133m～138m）+库中安全距离（20m）-检查坑一端坡长（6.5m～10m）+停车列位（120m）+末端安全距离（15m）+车挡（3m）+库后通道（5m）=294.5m～296m。
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图7 无人驾驶停车列检库布置图
对比分析可知，对于无人驾驶停车列检库，由于受信号行车安全距离控制，100%检查坑与50%检查坑对库长布置影响差别较小，因此在设计中通常采用100%检查坑布置方案。
3.2库宽分析计算
通常停车列检库采用大跨度钢结构型式，一般4或5股道为一跨，库宽除与停车规模有关外，主要受到库内纵向通道（平行于列车）布置影响。以地铁6辆编组B2型车、停车能力40列位的停车列检库为例，如按照入库前一列位A段为列检、后一列位B段为停车进行设计（见图8），线路中心间距均为4.6m，考虑钢结构柱尺寸，线路中心与柱网轴线距离为3.2m，边跨轴线距离9m，因此停车列检库总宽度为110m。
分段库宽组成分析如下：
（3.2+4.6+4.6+4.6+3.2）X5+9=110m
其中：
4.6——股道间距离（无柱）；
3.2——股道中心与柱网中心距离；
5——停车列检库跨数；
9——边跨宽度；
若按照停车区与列检区分股道进行布置（见图9），根据规范车体间最小通道宽度要求，停车区通道宽度按照4.2m设置，则停车区每两股道间宽度可缩小0.4m，停车区股道距离柱边通道宽度可缩小0.2m，通过计算可知，其大库总宽度为104.2m，停车列检分区布置较分段布置共减小库宽5.8m。
分区库宽组成分析如下：
（3.2+4.6+4.6+4.6+4.6+3.2）X2+（3.0+4.2+4.2+4.2+4.2+3.0）X2+9=104.2m
其中：
4.6——列检股道间距离（无柱）；
3.2——列检股道中心与柱网中心距离；
4.2——停车股道间距离（无柱）；
3.0——停车股道中心与柱网中心距离；
2——停车区与列检区跨数；
9——边跨宽度；
需要特殊说明的是，分区布置方案适合实行“双日检”规程的线路，对于实行“每日检”规程的线路，分段布置方案，在日检调车方面更加方便灵活。经调研了解，目前深圳、天津根据地铁集团要求已开展双日检或四日检可行性研究及尝试应用，上海、哈尔滨、广州等多地已将双日检修程要求在地铁车辆用户需求书及招标阶段明确，实际各主机厂对车辆各子系统部件及总成工艺要求都基本满足双日检或以上修程周期的标准，新线建设时为优化停车列检库规模，应充分考虑车辆的技术条件和当地运营日检规程，合理选择停车列位与列检列位的布置方案。
图9 停车列检分区布置图
3.3库高分析计算
停车列检库屋架下弦的高度主要取决于地铁车辆高度、接触网及管线安装、上盖物业开发、结构部件尺寸等。根据《地铁设计规范》规定，地上线路接触线距离轨面的高度宜为4600mm，困难地段不应低于4400mm。车辆基地的地上线路接触线距轨面高度宜为5000mm，停车列检库接触网挂网高度采用5.3m。停车列检库内接触线采用简单悬挂结构安全高度大约为1500mm，还考虑屋架上安装各种管道、灯具，排烟窗传动机构的影响，适当考虑400mm左右的间隙。结合建筑模数，考虑宽高比及整体通透性，因此一般停车列检库屋架下弦高度一般为5.3m +1.5m+0.4m=7.2m。另外经核算，考虑列车升弓入库，库门最小高度宜为5.3m+0.4m=5.7m，按照7.2m下弦设计，尚留有1.5m的空间，基本可满足库端墙安装设备管线的要求。设计7.2m高度同时合理满足了边跨房间内净高按二层设置的要求。
如果车辆基地进行上盖物业开发或者是采用地下式，此时机械通风和防排烟的风管安装可以避开接触网安装支架。考虑到结构梁的高度为1600mm-1800mm，因此上盖停车列检库层高一般按9000mm考虑。
大库高度增加除直接体现为建设投资的增加外，对后期运营采暖费用影响较大，由于库内净空较高，东北地区一般在房屋建筑面积计算供热工程费基础上，加收层高费，以建筑层高3.2米为基数计取，层高超过3.2米，每超过0.1米加收3%。如按照大库7.2m净空核算，其采暖费用约为段内其它办公生活建筑单体的2.2倍。另外大库过高对于后期库内管线、灯具等设备设施检修带来很大不便，因此停车列检库高度设计在满足使用需求的条件下，宜尽量降低。
4结语
通过以上研究分析可知，在停车列检库设计中，存在着如检查坑长度、车挡选型、通道宽度等变量，同时结合本地运营日常检查周期、停车列位与列检列位调车的习惯，停车列检库规模存在一定程度上优化的空间。另外可借鉴国外以及南方地区停车棚的做法降低投资，工艺设计时应根据运营需求、气候条件、地形条件、投资需求，因地制宜，选择不同的配置方案，以达到实用、高效、经济的设计目标。
参考文献：
[1]程春阳.基于智能列检机器人的地铁车辆维修策略研究[J].铁道勘测与设计，2020（02）：85-89.
[2]杨莉.地铁车辆段停车列检库工艺设计探讨[J].铁道标准设计，2006（04）：83-85.
[3]GB 50157-2013，地铁设计规范[S].
[4]张荣国，冯凯.全自动驾驶模式下地铁车辆基地运用库工艺设计研究[J].铁道标准设计，2019，63（10）：182-186.