不同形式道岔選用對(duì)有軌電車(chē)車(chē)輛基地影響研究

梁鑫

（上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司，上海200125）

以鋼軌和道岔作為車(chē)輛走行約束與導(dǎo)向的鋼輪鋼軌制式有軌電車(chē)線(xiàn)路，目前在中國(guó)的19 個(gè)城市投入運(yùn)營(yíng)，總里程457.95km；同時(shí)，湖北省黃石市、四川省都江堰市等地的有軌電車(chē)項(xiàng)目正在有序建設(shè)；此外，還有多地有軌電車(chē)項(xiàng)目處于前期研究規(guī)劃階段。在有軌電車(chē)項(xiàng)目的建設(shè)及運(yùn)營(yíng)周期中，車(chē)輛基地作為運(yùn)用管理、整備保養(yǎng)、檢查工作和承擔(dān)定修或架修車(chē)輛檢修任務(wù)的基本生產(chǎn)單位，是有軌電車(chē)工程的重要組成部分。不同于正線(xiàn)行駛中更側(cè)重于對(duì)乘員舒適度的需求，在滿(mǎn)足車(chē)輛檢修、運(yùn)用作業(yè)要求的前提下，車(chē)輛基地設(shè)計(jì)更多偏向于最大效率合理利用建設(shè)用地，本文將結(jié)合以往有軌電車(chē)車(chē)輛基地設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)對(duì)常規(guī)3 號(hào)道岔及梯形道岔對(duì)車(chē)輛基地設(shè)計(jì)產(chǎn)生的影響進(jìn)行研究論述。

1 有軌電車(chē)車(chē)輛基地常用道岔種類(lèi)及號(hào)數(shù)

1.1 50kg/m 鋼軌3 號(hào)單開(kāi)道岔

典型3 號(hào)道岔平面主要參數(shù)如下：全長(zhǎng)9.86m，前長(zhǎng)5.025m，后長(zhǎng)4.835m，開(kāi)角22°19′16″，導(dǎo)曲線(xiàn)半徑為25m，道岔設(shè)一個(gè)牽引點(diǎn)；主要結(jié)構(gòu)如下：采用50AT 曲線(xiàn)型尖軌，尖軌跟端采用間隔鐵活接頭結(jié)構(gòu)，采用高錳鋼整鑄轍叉。該類(lèi)型道岔在蘇州1 號(hào)線(xiàn)、南京、淮安、武漢東湖、武漢漢陽(yáng)等地有軌電車(chē)應(yīng)用。

1.2 梯形道岔

梯形道岔是將一直股鋼軌和多個(gè)曲股鋼軌相結(jié)合的道岔,因形狀類(lèi)似梯子或者梳子而得名，又稱(chēng)為梳子型道岔。在梯形道岔中，第一個(gè)轉(zhuǎn)轍器部分為正常設(shè)置兩個(gè)尖軌，在其后的轉(zhuǎn)轍器中，只有外側(cè)尖軌保留，引導(dǎo)車(chē)輛轉(zhuǎn)彎，內(nèi)側(cè)尖軌與轍叉組成了一個(gè)有三個(gè)叉心的“轍叉”。梯形道岔導(dǎo)曲線(xiàn)半徑一般為25m，直向允許通過(guò)速度為25km/h，側(cè)向允許通過(guò)速度為10km/h，相鄰道岔導(dǎo)曲線(xiàn)切點(diǎn)的間距一般為5.5m,開(kāi)角26°10′9″。該類(lèi)道岔始于歐洲有軌電車(chē)車(chē)輛基地建設(shè),近年來(lái)在我國(guó)青島城陽(yáng)、成都榮2 號(hào)線(xiàn)、蘇州2 號(hào)線(xiàn)等地有軌電車(chē)中應(yīng)用。

1.3 60kg/m 鋼軌6 號(hào)單開(kāi)道岔

一般6 號(hào)單開(kāi)道岔平面主要采用曲線(xiàn)尖軌、直線(xiàn)轍叉的布置形式；典型6 號(hào)單開(kāi)道岔平面主要參數(shù)如下：道岔全長(zhǎng)15.25m，前長(zhǎng)4.8m，后長(zhǎng)10.45m，開(kāi)角9°27′44″,導(dǎo)曲線(xiàn)半徑50m，道岔直向最大通過(guò)速度為70km/h,側(cè)向允許通過(guò)速度20km/h，道岔尖軌設(shè)一個(gè)牽引點(diǎn)。

此外, 有軌電車(chē)還使用對(duì)稱(chēng)道岔、曲線(xiàn)道岔、三開(kāi)道岔等一些特殊的道岔類(lèi)型: 對(duì)稱(chēng)道岔是由單開(kāi)道岔變化而來(lái)的一種型式，道岔的兩個(gè)開(kāi)向?qū)ΨQ(chēng)于主線(xiàn)的中線(xiàn)或轍叉角的中分線(xiàn)，無(wú)直向及側(cè)向之分;曲線(xiàn)道岔也是單開(kāi)道岔衍生而來(lái)，道岔的側(cè)向沒(méi)有明顯的直股，改為根據(jù)線(xiàn)路曲線(xiàn)線(xiàn)形設(shè)計(jì)為曲股;三開(kāi)道岔在正向股道的同一岔心位置向左右兩個(gè)方向各伸出一根側(cè)向股道;以上幾類(lèi)道岔在車(chē)輛基地平面設(shè)計(jì)中鮮有使用,因此在本文中不作一一列舉。

目前我國(guó)在有軌電車(chē)設(shè)計(jì)領(lǐng)域尚未發(fā)布全國(guó)性統(tǒng)一規(guī)范，常用的指導(dǎo)性規(guī)范為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJJ/T 295-2019《城市有軌電車(chē)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，同時(shí)參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如上海市地標(biāo)DG/TJ 08-2213-2016《有軌電車(chē)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB50157-2013《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》等。

針對(duì)道岔型號(hào)的選用，各標(biāo)準(zhǔn)中并無(wú)具體的限制性要求，多為指導(dǎo)性建議，如行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中在軌道篇章提及：9.0.11 正線(xiàn)、配線(xiàn)和試車(chē)線(xiàn)宜采用6 號(hào)道岔，車(chē)場(chǎng)線(xiàn)宜采用3 號(hào)道岔或梳子型道岔，可根據(jù)車(chē)輛通過(guò)性及通過(guò)速度要求確定道岔型號(hào)及其導(dǎo)曲線(xiàn)半徑[2]。上海市地標(biāo)中規(guī)定：10.3.3 道岔結(jié)構(gòu)應(yīng)符合下列規(guī)定：5 正線(xiàn)和配線(xiàn)道岔宜采用6 號(hào)道岔，車(chē)場(chǎng)線(xiàn)咽喉區(qū)宜采用3 號(hào)道岔或梯形組合道岔[3]。

車(chē)輛基地內(nèi)道岔主要根據(jù)場(chǎng)內(nèi)行車(chē)速度、線(xiàn)路條件、用地條件、使用功能等條件綜合確定。其中,6 號(hào)單開(kāi)道岔一般作為出入線(xiàn)與正線(xiàn)接軌道及試車(chē)線(xiàn)道岔使用;此外,為提高車(chē)輛在兩條平行車(chē)場(chǎng)線(xiàn)之間線(xiàn)路轉(zhuǎn)換時(shí)的通過(guò)能力,6 號(hào)單渡線(xiàn)和6 號(hào)交叉渡線(xiàn)在設(shè)計(jì)中也常用使用。考慮到6 號(hào)道岔在各車(chē)輛基地平面設(shè)計(jì)中使用情況相對(duì)一致，本文中以下分析中不作著重討論。

2 對(duì)車(chē)輛基地平面布局影響對(duì)比

2.1 采用3 號(hào)道岔布置咽喉區(qū)的有軌電車(chē)車(chē)輛基地平面布局

武漢東湖有軌電車(chē)流放車(chē)輛基地一期實(shí)施范圍占地11.3 公頃，功能定位為定修基地，停車(chē)規(guī)模60 輛，同時(shí)預(yù)留大架修檢修庫(kù)作為二期實(shí)施范圍?；赜玫爻书L(zhǎng)方型，長(zhǎng)寬比約5：1，平面布局以停車(chē)庫(kù)為主體，采用3 號(hào)道岔，貫通式布置。基地上方預(yù)留全蓋板式上蓋開(kāi)發(fā)條件，為降低上蓋成本，停車(chē)庫(kù)采用間距較小的雙線(xiàn)跨布局，每跨跨距12 米。

圖1 采用3 號(hào)道岔車(chē)輛基地平面圖（流芳車(chē)輛基地）

武漢漢陽(yáng)有軌電車(chē)官蓮湖車(chē)輛基地占地面積12.7 公頃，功能定位為大架修基地，停車(chē)規(guī)模56 輛?；赜玫爻书L(zhǎng)方形，長(zhǎng)寬比約5：1，平面布局以運(yùn)用庫(kù)和聯(lián)合檢修庫(kù)為主體，采用3 號(hào)道岔，貫通式布置。兩大庫(kù)上方預(yù)留上蓋開(kāi)發(fā)條件，采用間距較小的雙線(xiàn)跨布局，運(yùn)用庫(kù)每跨跨距12 米，聯(lián)合檢修庫(kù)跨距控制在18 米以下。

圖2 采用3 號(hào)道岔車(chē)輛基地平面圖（官蓮湖車(chē)輛基地）

2.2 采用梯形道岔布置咽喉區(qū)的有軌電車(chē)車(chē)輛基地平面布局

成都有軌電車(chē)蓉2 號(hào)線(xiàn)郫溫車(chē)輛段占地面積8.7 公頃，功能定位為定修基地，停車(chē)規(guī)模50 輛?；赜玫爻书L(zhǎng)方形，長(zhǎng)寬比約3：1，平面布局以停車(chē)列檢庫(kù)為主體，采用梯形道岔，貫通式布置?；厣戏筋A(yù)留全蓋板式上蓋開(kāi)發(fā)條件，為降低上蓋成本，停車(chē)庫(kù)采用間距較小的三線(xiàn)跨布局。

圖3 采用梯形道岔車(chē)輛基地平面圖（郫溫車(chē)輛段）

黃石有軌電車(chē)百花車(chē)輛基地占地面積13.5 公頃，功能定位為大架修基地，停車(chē)規(guī)模80 輛?；赜玫爻史叫危L(zhǎng)寬比約1：1，平面布局以運(yùn)用庫(kù)和聯(lián)合檢修庫(kù)為主體，采用梯形道岔，其中運(yùn)用庫(kù)貫通式布置，聯(lián)合檢修庫(kù)盡端式布置。

圖4 采用梯形道岔車(chē)輛基地平面圖（百花車(chē)輛基地）

以上實(shí)例中采用的有軌電車(chē)車(chē)輛均為標(biāo)準(zhǔn)4 模塊或5 模塊車(chē)輛，車(chē)長(zhǎng)30-38 米，對(duì)車(chē)輛基地平面布局影響較小。通過(guò)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，在使用3 號(hào)道岔布置咽喉區(qū)時(shí)，往往需要較大的用地進(jìn)行樹(shù)狀展線(xiàn)，在庫(kù)房采用貫通式布置時(shí)更會(huì)將此不利情況放大一倍，因此在單純考查車(chē)均占地指標(biāo)的情況下，采用梯形道岔為主的方案相比采用3 號(hào)道岔的方案更有優(yōu)勢(shì)。

梯形道岔從同一直股線(xiàn)路上連續(xù)側(cè)向出岔的特點(diǎn)，使得庫(kù)前的咽喉區(qū)可與大庫(kù)垂直布置，因此在長(zhǎng)寬比較小的地塊上適用性更好，除文中示例外，臺(tái)州有軌電車(chē)應(yīng)家山車(chē)輛基地、成都蓉2 號(hào)線(xiàn)紅光停車(chē)場(chǎng)等基地也較好的體現(xiàn)了這一特點(diǎn)；通過(guò)一些特殊的道岔設(shè)計(jì)，梯形道岔也可適用于相對(duì)狹長(zhǎng)的地塊，如采用了雙Y 形曲線(xiàn)道岔連接檢修庫(kù)的郫溫車(chē)輛段；而隨著長(zhǎng)寬比進(jìn)一步加大，3號(hào)道岔即體現(xiàn)出了良好的適用性，通過(guò)停車(chē)庫(kù)與檢修庫(kù)串聯(lián)布置最大化利用地塊。

3 車(chē)輛通行能力分析

警沖標(biāo)是用來(lái)指示軌道上行駛的車(chē)輛停車(chē)時(shí)，不準(zhǔn)向道岔方向或線(xiàn)路交叉點(diǎn)方向越過(guò)，以防止停留在該線(xiàn)與鄰線(xiàn)上的機(jī)車(chē)車(chē)輛發(fā)生側(cè)面沖突的標(biāo)志。3 號(hào)道岔因?yàn)槊拷M道岔相互獨(dú)立，道岔間設(shè)置夾直線(xiàn)，直股與側(cè)股間空間較大，警沖標(biāo)可直接設(shè)置在道岔后方直股側(cè)股角平分線(xiàn)10.332 米處；而梯形道岔相鄰出岔距離為定值5.5 米，開(kāi)角26°10′9″，經(jīng)過(guò)計(jì)算可得出相鄰側(cè)向平行線(xiàn)路間距為5.5×sin26°10′9″=2.426 米，不滿(mǎn)足同時(shí)行駛兩輛車(chē)輛的限界要求，在一整組梯形道岔上的警沖標(biāo)需設(shè)置在每根側(cè)股后方的第一個(gè)平曲線(xiàn)后，在咽喉區(qū)使用梯形道岔的情景下，警沖標(biāo)即設(shè)置在進(jìn)入庫(kù)前平交道之后的庫(kù)內(nèi)直線(xiàn)段端部，集中發(fā)車(chē)時(shí)，司機(jī)無(wú)法在庫(kù)外一度停車(chē)并進(jìn)行瞭望，發(fā)車(chē)完全依靠信號(hào)燈指示，該不利因素可通過(guò)編制精細(xì)化運(yùn)營(yíng)調(diào)度表，安排相鄰?fù)＼?chē)股道間隔發(fā)車(chē)來(lái)解決。

圖5 3 號(hào)道岔與梯形道岔警沖標(biāo)位置示意

4 運(yùn)營(yíng)維保影響分析

在庫(kù)外線(xiàn)路采用有砟軌道道床的車(chē)輛基地，一般的道岔病害整治可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)打磨、調(diào)整扣件、道砟搗固等措施進(jìn)行處理。在遇到較大病害需要更換道岔時(shí)，3 號(hào)道岔因相對(duì)獨(dú)立的單元，更換操作更加方便，而在全場(chǎng)地采用整體道床的車(chē)輛基地內(nèi)，更換道岔需要局部鑿除包裹軌道的混凝土結(jié)構(gòu)，重新填筑養(yǎng)護(hù)，使3 號(hào)道岔的這一優(yōu)勢(shì)不甚明顯。同樣，梯形道岔的轍叉棄用了常規(guī)的高錳鋼材質(zhì)，改用強(qiáng)度更高的合金鋼整塊銑削而成，在成本上有所增加，有效降低了因道岔自身結(jié)構(gòu)損壞而需要更換的情況發(fā)生。

5 結(jié)論

通過(guò)上述內(nèi)容對(duì)比分析可以看出，3 號(hào)道岔與梯形道岔在車(chē)輛基地設(shè)計(jì)中的差異多為結(jié)構(gòu)不同而產(chǎn)生，合理利用兩種道岔的特點(diǎn)，對(duì)基地本身的功能影響差別不大。在一些具體的條件下，一種道岔會(huì)顯現(xiàn)出更為明顯的優(yōu)勢(shì)，但并非高下立判的問(wèn)題。

3 號(hào)道岔有著更長(zhǎng)的使用時(shí)間和相對(duì)成熟的技術(shù)，且具有成熟的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)而產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)性。梯形道岔在技術(shù)上的突破使車(chē)輛基地布置有了更多可能性，相比3 號(hào)道岔成本上的增加對(duì)車(chē)輛基地建設(shè)總投資的影響也無(wú)足輕重。在進(jìn)行工程建設(shè)時(shí)，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)具體情況，從多方面比較，選擇更適合現(xiàn)狀條件與發(fā)展前景的形式。