海外機車檢修庫工藝總體方案設計研究

周航博

（中鐵第一勘察設計院集團有限公司環境與設備設計院 陜西 西安 710043）

近年來在“一帶一路”戰略的引領下，海外鐵路項目呈井噴式爆發。在海外項目中，機務設備設計如果完全采用國內模式考慮，容易“水土不服”，嚴重情況下會影響機車的安全運行。合理設計機務設備，最大化滿足海外機車組裝、維護、檢修功能，是海外項目中機務設備設計需特別關注的問題[1-2]。

幾內亞達比隆港至圣圖礦區專用鐵路是幾內亞近半個世紀來新建的第一條現代化鐵路，其位于幾內亞西北部博凱區和金迪亞區境內。線路全長135km，自達比隆港引出，向東南上跨N20 公路、美鋁鐵路，N3 公路至贏聯盟122 礦區，跨越Bourouma河和Kilélouma 河后折向東南，經河南國際72 礦區、中國鋁業105-Ⅲ礦區、美鋁2-1 礦區、贏聯盟houda礦區至kogon 河南側設裝車站圣圖礦區站[3-5]。

本線運營的機車從國內采購，并由國內機車維保服務商提供維護保養服務。鑒于幾內亞達圣鐵路特殊的檢修情況，為了滿足幾內亞贏聯盟公司礦區開采運輸需要，同時保障機車在壽命周期內的良好狀態，設計的機車檢修庫方案不能完全照搬國內現有的形式，需要結合本線運營方案、業主與機車維保服務商的需求等復雜因素，合理設計機車檢修庫工藝總體方案。

1 國內外機車檢修庫設計差異

目前國內干線鐵路網已基本形成，新建鐵路與既有鐵路聯網運行，其采購的機車在主機廠中調試后上線運行，并可利用干線鐵路網中機車制造廠、機車檢修基地、機務段的既有機務設備設施來完成機車C1 至C6 全過程檢修。但在海外，新建鐵路由投資方獨自建設、運營和維護，其往往無既有機務設備可利用，需單獨設計新建機車檢修庫以滿足機車的起吊組裝、日常維護和檢修，國內外機車檢修庫設計存在以下差異[6]：

（1）國內機車在主機廠中組裝調試后，經聯絡線直接駛上正線，但海外鐵路采購的機車需通過貨輪從國內港口運送到海外港口，并將機車各部件吊裝到汽車上，運送到機車檢修庫內進行起吊組裝，機車組裝調試正常后駛向正線運行。設計海外機車檢修庫凈空高時，需考慮機車在檢修庫中的起吊組裝等因素。

（2）國內檢修規模大小主要根據檢修臺位需求確定，而檢修臺位主要由配屬機車臺數確定，但海外鐵路以專用線為主，僅運輸礦產資源，配屬機車數僅10 臺左右，進而計算的檢修臺位數不足1 臺位，如根據國內檢修模式設計，機車檢修庫只需1條庫線，顯然無法滿足機車的檢修任務。設計海外機車檢修庫需根據當地工人技術水平，運營形式等因素綜合考慮檢修模式及檢修臺位數，以便合理確定機車檢修庫寬度。

2 幾內亞達圣鐵路機車檢修庫工藝總體方案設計

幾內亞達圣鐵路機車檢修庫工藝總體方案設計從確定機車檢修庫寬度、凈空高、長度三個方面進行闡述。

2.1 機車檢修庫寬度確定

機車檢修庫的寬度是由庫線數量和機車作業時，機車兩側工人作業場地、設備尺寸、人行及運輸通道所確定的庫線間距共同決定的。

2.1.1 機車檢修庫庫線數量確定

走行公里計算如式（1）所示：

機車檢修臺位計算公式如式（2）所示：

式（2）中，A檢-檢修臺位數；N-各修程檢修機車臺數；t-占用檢修臺位庫前時間（d）；C-不平衡系數（1.1～1.2）；T-全年工作天數（250d）。

本線機車為雙機牽引，機車交路距離為135km，列車對數為15 對，結合式（1）和式（2）計算出檢修臺位數為0.155 臺位。機車如進行C3 修以上修程的檢修作業，需配備大量專用機車檢修裝備和專業技術人員，鑒于計算的檢修臺位數較小，C3 以上修程專用裝備和專業技術人員利用率極低，本次考慮對機車進行C3 以下修程檢修，對C3 以上修程作業，采用大部件互換方式進行，減少專用裝備和專業技術人員的配備；機車檢修庫配套鏇輪1 臺位、落輪1臺位、小輔修2 臺位，大部件互換修架車2 臺位，共3 線6 臺位。

2.1.2 機車作業時，機車兩側工人作業場地、設備尺寸、人行及運輸通道所確定的庫線間距

（1）不使用架車機時庫線間距的確定。①車庫側墻內側到庫線中心的最小間距。車庫側墻內側到庫線中心的最小間距如圖1 所示，圖中鉗工臺及工人工作面間距：1.6m；人行通道：0.7m；間隔：2×0.2=0.4m；工人工作面：0.6m；機車限界之半：1.7m；合計車庫側墻內側到庫線中心的最小間距為5.0m。②庫線中心間的最小間距。庫線中心間的最小間距距離如圖1 所示，圖中兩側工人工作面間距：0.4+0.6=1.0m，人行通道間距：0.7m，搬運車通道間距：1.3m，間隔：3×0.2=0.6m，機車限界：3.4m，合計庫線中心間的最小間距為7.0m。

圖1 庫線間距圖

（2）使用架車機時庫線間距的確定。架車機須占據機車兩側的一定空間，為了保證必要的通道和工人作業場地，車庫側墻內側到庫線中心的最小間距為6m，庫線中心間的最小間距為7.5m。

綜上述兩種情況，鑒于C3 以上修程采用大部件互換修架車作業，庫線股道間距按7.5m 設置，3線檢修庫主庫寬度尺寸為27.0m（庫線間距為6m-7.5m-7.5m-6m），進一步結合業主與機車維保服務商意見，業主與機車維保服務商提出需要增大庫線間距以便于工人作業和拆卸下的機車大部件的堆放，則3 線主庫寬度結合房建模數確定為36m（庫線間距為12m-8m-10m-6m）；邊跨需滿足走行部檢修、柴油機檢修、電機電器檢修等工作，邊跨寬度結合房建模數確定為18m。

機車檢修庫寬度為36m(主庫)+18m(邊跨)。

2.2 機車檢修庫凈空高確定

機車檢修庫凈空高由車體起吊、車體與轉向架組裝作業、大部件互換吊裝作業三個因素控制。

2.2.1 運輸汽車參數

本線機車通過貨輪從國內港口運送到達比隆港，因港口至正線無鐵路連接，需在港口將機車各部件吊裝到汽車上，并運送到機車檢修庫內進行起吊組裝，機車組裝調試正常后駛向正線運行。運輸汽車的長度、寬度、高度影響著機車檢修庫的設計，運輸機車的汽車采用610 馬力6×4 牽引車，拖板是2 縱12 軸線尼古拉斯全液壓軸線板（全車106 個輪胎），拖板工作面全長24m、車體寬4m、地板面距地面高度為0.8m，工藝轉向架高度為0.55m。

2.2.2 吊具參數

吊具分為機車吊裝吊具和大部件互換吊具，機車組裝吊具起吊點距固定梁2.2m，固定梁距機車為1.8m；大部件吊具起吊點距大部件為1.5m。

2.2.3 控制因素

（1）車體起吊。汽車將機車各部件運輸到機車檢修庫內，需使用庫內起重機將各部件從汽車上起吊到地面，其中汽車上的機車車體為最重最大部件，其高4.7m，質量95t。

凈空高計算公式如式（3）：

式（3）中H1-機車檢修庫主庫凈空高；h11-汽車高度（8m）；h12-工藝轉向架高度（5.5m）；h13-機車車體（47m）；h14-吊具高度（18m+22m）；h-起重機吊鉤至走行軌道頂面的極限尺寸(6.38m)。

經式（3）計算，機車檢修庫主庫凈空高為10638mm。

（2）車體與轉向架組裝作業。使用起重機起吊車體與轉向架進行組裝作業，凈空高計算公式如式（4）：

式（4）中H2-機車檢修庫主庫凈空高；h21-轉向架高度（8m）；h22-二系簧高度（5m）；h23-吊裝空隙（3m）；h24-機車車體（47m）;h25-吊具高度（18mm+22m）；h-起重機吊鉤至走行軌道頂面的極限尺寸(6.38m)。

經式（4）計算，機車檢修庫主庫凈空高為11338mm。

（3）大部件互換吊裝作業。機車檢修庫應滿足大部件互換吊裝作業方式。在互換時，柴油機為最重最大部件，其高3.2m，質量25t，凈空高計算公式如式（5）：

式（5）中H3-機車檢修庫凈空高；h31-機車高度（47m）；h32-吊裝空隙（2m）；h33-柴油機高度（32m）；h34-吊具高度（15m）；h-起重機吊鉤至走行軌道頂面的極限尺寸(638m)。

經式（5）計算，機車檢修庫主庫凈空高為102.38m。

綜上三種控制因素分析，滿足所有作業需求，機車檢修庫主庫凈空高不小于113.38m，結合房建模數，主庫凈空高取12m；邊跨需滿足走行部檢修、柴油機檢修、電機電器檢修等工作，邊跨凈空高結合房建模數取9.6m。

2.3 機車檢修庫長度確定

機車檢修庫長度主要由兩種因素控制，分別為：庫線需滿足兩臺架車臺位、庫線需滿足一臺落輪臺位和一臺小輔修臺位。

（1）庫線需滿足兩臺架車臺位。根據機車組裝需求，庫線需滿足兩臺架車臺位，庫線設置檢查坑兩座；則機車檢修庫長度計算如式（6）所示。

式（6）中，L11-檢查坑端頭至墻內側的距離（45m）；L12-檢查坑長度（270m）；L13-通道（60m）；L14-股道止擋至墻側的安全距離（75m）。

經式（6）計算，L1=72m。

（2）庫線需滿足一臺落輪臺位和一臺小輔修臺位。根據檢修任務，機車檢修庫庫線需滿足一臺落輪臺位和一臺小輔修臺位；則機車檢修庫長度計算如式（7）所示。

式（7）中，L21-檢查坑端頭至墻內側的距離（30m）；L22-小輔修臺位長度（320m）；L23-通 道（85m）；L24-機車落輪所需最小距離（210m）；L25-股道止擋至墻側的安全距離（75m）。

經式（7）計算，L2=72m。

綜上兩種控制因素分析，滿足所有作業需求，機車檢修庫長度取72m。

經過上述分析，最終確定機車檢修庫寬度為36m(主庫)+18m(邊跨)，凈空高為12m(主庫)+9.6m(邊跨)、長度為72m。

3 結語

本次針對幾內亞達比隆港至圣圖礦區專用鐵路機車檢修庫工藝總體方案設計，分析國內外機車檢修庫設計的差異，通過研究新購機車在檢修庫中的起吊組裝、機車檢修模式、檢修臺位數等因素，綜合確定了機車檢修庫寬度、凈空高、長度等工藝總體方案設計關鍵參數，得出：機車檢修庫寬度為36m(主庫)+18m(邊跨)；凈空高為12m(主庫)+9.6m(邊跨)；長度為72m。通過本次研究，為今后海外鐵路同類項目提供參考及指導措施。