城市軌道交通工務(wù)檢修車輛配置的探討

段玉振，陳鵬，陳劍，李現(xiàn)博

（1.北京城建設(shè)計發(fā)展集團股份有限公司，北京 100037；2.北京市軌道結(jié)構(gòu)工程技術(shù)研究中心，北京 100037；3.城市軌道交通綠色與安全建造技術(shù)國家工程實驗室，北京 100037；4.杭州杭港地鐵有限公司，杭州 311121）

1 工務(wù)檢修車輛及配置的概述

在城市軌道交通線網(wǎng)擴張的同時，軌道交通運力運量持續(xù)增長，與之相應(yīng)的是行車間隔不斷縮短，運營時間不斷延長，用于養(yǎng)護維修的“天窗”時間相應(yīng)縮短，僅靠人工和小型機具進行線路檢測養(yǎng)護變得更加困難，不能適應(yīng)運力發(fā)展需要，難以完全滿足作業(yè)質(zhì)量和效率的要求。工務(wù)檢測維修車輛在城市軌道交通提升工務(wù)維修、檢測水平，保證線路安全運營等方面得到了廣泛的應(yīng)用。按城市軌道交通工務(wù)車輛的功能，可分為檢測類工務(wù)車輛和維修類工務(wù)車輛。檢測類工務(wù)車輛包括：軌道檢測車、鋼軌探傷車等。維修類工務(wù)車輛包括：鋼軌打磨車、鋼軌銑磨車、綜合維修軌道車等。工務(wù)檢修車輛種類多且造價高，不可能每條線均配置一套工務(wù)維修車輛。合理地配置城市軌道交通工務(wù)檢修車輛，實現(xiàn)線網(wǎng)范圍內(nèi)資源共享既能提高工務(wù)檢修車輛使用效率，又能大大降低運營成本。

針對工務(wù)檢修車輛配置問題，姚淼凡[1]、楊鳴[2]對軌道交通工務(wù)維修車輛的配置標準進行了研究。文獻[3-5]對工務(wù)維修管理模式進行了研究。當前對工務(wù)檢修車輛的研究主要針對配置標準及管理模式，從線網(wǎng)資源共享角度研究的較少。

2 工務(wù)檢修車輛功能及配置方式

2.1 軌道檢測車

軌道檢測車（見圖1）可對線路幾何狀態(tài)及車體垂直、水平振動加速度進行動態(tài)檢測。集成安裝線路巡檢系統(tǒng)，可對扣件、軌枕、道床等線路外觀狀態(tài)進行檢查，大大提高了線路檢查效率。軌道檢測車設(shè)計走行速度為80 km/h，作業(yè)速度約50 km/h。維修天窗時間較短，除去收發(fā)車時間，剩余給工務(wù)檢修車輛實際作業(yè)時間僅1 個多小時，所以軌道檢測車每日作業(yè)不宜超過60 km。為了確保作業(yè)過程中人身安全，在一個作業(yè)區(qū)域內(nèi)嚴禁同時安排行車類軌道檢修作業(yè)及人工類軌道檢修作業(yè)，因此軌行區(qū)行車類檢修作業(yè)計劃比較緊張，一般軌道檢測車每月調(diào)車6～7 個班次，每月作業(yè)6～7 個班次，由此可見每輛車作業(yè)線路不宜超過7 條。根據(jù)軌道檢測車每日作業(yè)長度及每月調(diào)車次數(shù)計算可得，每輛軌道檢測車負責總里程不宜超過210 km（雙線）。

圖1 軌道檢測車

2.2 鋼軌探傷車

鋼軌探傷車（見圖2）能有效檢測出鋼軌內(nèi)部缺陷，判斷鋼軌開裂位置及裂痕深度，指導(dǎo)維修人員及時排除鋼軌斷裂帶來的潛在威脅。軌道檢測車設(shè)計走行速度為80 km/h，作業(yè)速度約30～50 km/h。鋼軌探傷車每月調(diào)車班次與作業(yè)班次與軌道檢測車相同，故每輛鋼軌探傷車負責總里程不宜超過210 km（雙線），每車作業(yè)線路不宜超過7 條。

圖2 鋼軌探傷車

2.3 鋼軌打磨車

鋼軌打磨車（見圖3）主要有兩種，即快速打磨車與常規(guī)打磨車?？焖俅蚰ボ囍饕糜陬A(yù)防性打磨，快速鋼軌打磨車設(shè)計走行速度為80 km/h，作業(yè)速度約60 km/h。預(yù)防性打磨是新鋼軌鋪設(shè)后或者波磨深度不超過0.3 mm 時，對軌頭作用面的全斷面打磨。預(yù)防性打磨是重要的鋼軌維護方式，采用預(yù)防性鋼軌打磨，可明顯消除軌頭表面的接觸疲勞傷損，同時將鋼軌斷面打磨至合理斷面，能明顯減輕輪軌動力作用，減緩鋼軌傷損。預(yù)防性打磨對延長鋼軌的壽命效果非常明顯。隨著對打磨的認識的進步，采用周期性的預(yù)防性打磨正逐漸成為對鋼軌實施修理性的主流方式。鋼軌預(yù)防性打磨周期與累加通過總重及鋼軌打磨車的打磨效率有關(guān)。我國高速鐵路預(yù)防性打磨相對較為成熟，一般預(yù)防性打磨周期不超過2 年。長期以來，我國城市軌道交通線路的打磨主要是以修復(fù)性打磨為主，近些年來，預(yù)防性打磨越來越受到重視。根據(jù)一些城市預(yù)防性打磨經(jīng)驗，城市軌道交通預(yù)防性打磨為一般3 年。故用于預(yù)防性打磨的快速打磨車全線網(wǎng)配置一輛即可。

圖3 鋼軌打磨車

常規(guī)打磨車主要用于修理性打磨。修理性打磨對集中出現(xiàn)病害的區(qū)段進行針對性的打磨作業(yè)，主要用于消除鋼軌表面磨損、變形和其他缺陷，并修復(fù)軌頭廓形。對鋼軌內(nèi)側(cè)、鋼軌頂面進行精確打磨，改善輪軌關(guān)系，確保旅客列車運行更安全、更平穩(wěn)、更快捷。常規(guī)鋼軌打磨車設(shè)計走行速度為50～80 km/h，作業(yè)速度約6～20 km/h。鋼軌打磨車每月調(diào)車班次與作業(yè)班次約5 個，故每輛鋼軌探傷車負責總里程不宜超過100 km（雙線），每車作業(yè)線路2～3 條為宜。

2.4 鋼軌銑磨車

鋼軌銑磨車（見圖4）主要是配合打磨車應(yīng)用在修復(fù)性打磨地段，如局部區(qū)段矯正性打磨量較大，天窗時間較短時，銑磨車將能發(fā)揮其優(yōu)勢。鋼軌銑磨車設(shè)計走行速度為60～80 km/h，作業(yè)速度約0.6～0.9 km/h。鋼軌銑磨車主要用于中后期修復(fù)性打磨，全線網(wǎng)可配置1 臺，建議在中期線網(wǎng)中配置[6]。

圖4 鋼軌銑磨車

2.5 綜合維修軌道車

綜合維修軌道車（見圖5）可獨立完成線路碎石道床的起道、撥道、搗固作業(yè)，并能夠完成對道岔的大部分搗固作業(yè)。綜合維修軌道車設(shè)計走行速度為80 km/h，作業(yè)速度約0.2～0.5 km/h。綜合維修軌道車一般應(yīng)用在正線碎石道床，城市軌道交通正線大都采用整體道床，碎石道床較少，一般僅在車輛段及停車場采用碎石道床，車輛段及停車場碎石道床采用人工搗固即可。故若正線碎石道床較多的城市可考慮配置1 臺，若僅車輛段及停車場有碎石道床可不考慮配置。

圖5 綜合維修軌道車

3 工務(wù)檢修車輛的配置案例及分析

軌道檢測車是工務(wù)養(yǎng)護維修必備車輛，各個地鐵運營公司均有配置。有的城市從整個線網(wǎng)規(guī)劃角度配置數(shù)量，如深圳地鐵有3 臺軌檢車，目前每臺軌檢測負責線路3～4 條。也有的城市包含兩個運營公司，全線網(wǎng)資源共享較困難，如杭州1 號線、杭州5 號線各配置1 臺軌檢車，軌檢車的歸屬權(quán)歸杭港公司。杭州地鐵2、3、4、6、7、8、9、10、16 及19 號線共配置了4臺，軌檢車的歸屬權(quán)歸杭州運營公司。就目前配置情況從整體來看，杭港地鐵軌道檢測車的配置數(shù)量偏多。杭州運營公司隨著新建線路的開通運營，則在資源共享的角度優(yōu)化配置數(shù)量及負責線路，使軌檢車有更好的利用率。

鋼軌探傷車各個城市配置普遍偏少，如廣州配有2 臺探傷車，負責9 條線路，西安配有1 臺鋼軌探傷車，負責5 條線路；杭州暫未配置鋼軌探傷車。

目前，國內(nèi)個地鐵配置的打磨車基本都為常規(guī)打磨車，很少有城市配置快速打磨車。目前杭州配有5 臺常規(guī)打磨車，負責12 條線路；深圳配有5 臺常規(guī)打磨車，負責9 條線路；南京配有3 臺常規(guī)打磨車，負責10 條線路；西安配有1 臺常規(guī)打磨車，負責5 條線路；南寧配有1 臺常規(guī)打磨車，負責3 條線路。也有的城市正在采購中。故綜合考慮，常規(guī)打磨車宜按2～3 條線配1 臺。

鋼軌銑磨車目前在城市軌道交通中采用的非常少，西安、南京、杭州、廣州等城市目前均未采購。北京地鐵采購了1臺。鋼軌銑磨車價格較高，但打磨效率高，切削量為軌頂0.3～1.5 mm，軌距0.3～5 mm，常規(guī)打磨車每遍切削量僅約0.2 mm。鋼軌銑磨車主要還是配合常規(guī)打磨車應(yīng)用在修復(fù)性打磨地段，如局部區(qū)段矯正性打磨量較大，天窗時間較短時，銑磨車將能發(fā)揮其優(yōu)勢。故一般全線網(wǎng)建議配置1 臺即可，建議放在中期線網(wǎng)中配置。

綜合維修軌道車在正線有碎石道床的線路才配置，北京地鐵正線有碎石道床，配置綜合維修軌道車2 輛，國內(nèi)其余城市正線碎石道床很少，均未配置。車輛段及停車場碎石道床采用人工搗固，若僅車輛段及停車場有碎石道床或正線碎石道床很小可不考慮配置。

結(jié)合各種工務(wù)檢修車輛作業(yè)速度、走行速度及參會各個城市配置應(yīng)用情況，給出工務(wù)維修檢測車輛配置建議，見表1。其中軌道檢測車與鋼軌探傷車每臺車管轄范圍一致，從節(jié)省人員配置及養(yǎng)護維修費用等角度，可以將兩種類型檢修車輛合并為一種車輛，同時包含軌道檢測車及鋼軌探傷車的功能。

表1 工務(wù)檢修車輛配置建議表

4 結(jié)語

本文在多年工程設(shè)計經(jīng)驗及與工務(wù)部門交流的基礎(chǔ)上，對大型工務(wù)維修檢測車輛的種類、配置原則等進行了系統(tǒng)的分析和總結(jié)。因每個城市的維修管理模式、機構(gòu)設(shè)置、線網(wǎng)規(guī)劃情況等多方面的考慮有一定差異，在工務(wù)維修檢測車輛配置方面有所差異。但工務(wù)檢修車輛的配置均需根據(jù)軌道的檢查檢測周期、作業(yè)及調(diào)車遵循“走行路徑最短”的原則及從軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃基于“資源共享”的前提下統(tǒng)籌考慮。