上海地铁一号线（精选10篇）
上海地铁一号线 篇1
1 研究背景
近年来,城市轨道交通行业迅猛发展,使用城市轨道车辆的地区也日益增多,这为轨道交通相关企业带来了良好的发展机遇同时也带来了挑战。如何在提高轨道车辆的可靠性,保证列车安全运行的同时提高车辆的生产效率,缩短设计周期和生产周期[1],这一点尤为重要,本文根据现有的上海地铁13号线车辆项目针对底架线槽与布线进行了设计与探究。
2 线槽设计
车下线槽主要是为车下线束提供固定和保护,并通过分线箱完成设备的接线。线槽应根据车体结构、设备的电气接口以及布线要求进行设计。
2.1 线槽材质选型
底架线槽应能经受风、雨、雾、冰、霜、沙尘以及空气中的酸雨、碳、铜、臭氧、硫化物、二氧化硫等化学物质的侵蚀;能防止虫蛀、啮齿类动物的侵害;能防止霉变以及不受洗车清洁剂的影响。一般情况下线槽采用不锈钢或铝合金等材料,根据上海地铁13号线车辆合同要求,选择6061-T6铝合金作为车下线槽的材料。
为了防止线槽的氧化和腐蚀,根据GB/T19822-2005(等同ISO 10074:1994)《铝及铝合金硬质阳极氧化膜规范》,车下线槽表面需做硬质阳极氧化处理,氧化膜厚度为50 μm～60 μm,平均氧化膜硬度须达HV378.3。
2.2 线槽总体确定
设置线槽的目的是保护电缆并防止电磁辐射影响到设备或设备的辐射影响到控制线和信号线,所以线槽应完全覆盖设备所占的空间。根据总体图设计线槽的尺寸,选择线槽总长为12 000 mm。
2.3 线槽分段
线槽采用一次挤压成型的方法生产,然后进入阳极氧化池进行氧化处理,根据供应商的实际生产能力选择线槽分段的方法设计,共分为3段。每一段长度为4 000 mm(见图1)。根据线槽模块化的要求,需要把3段线槽连接成一个整体。为此设计了连接板,在线槽内外对其进行连接紧固。
2.4 线槽截面的确定
根据原理图以及电磁屏蔽的要求,需将线槽分割成一系列单独的隔间以便放置不同等级的线束,线槽的分割是根据各等级的线束所需要的空间来确定的。
根据线缆的防护要求需对线槽棱角处进行倒圆角处理,以防止割伤电缆和划伤工人。对于隔板处的倒角要适中,太小会导致隔板的强度不够,在布线过程中产生变形;太大会减小线束的安装空间,也减少了扎带孔的数量。
根据上海地铁13号线车辆的吊挂方案,参照上海地铁9号线的线槽安装方式,为了满足线槽固定以及线槽盖板的安装要求,采用图2所示的截面,B处的T形槽用于线槽与吊挂梁的安装,C处的T形槽用于线槽盖板的安装,统一使用M8的T型螺栓固定。
2.5 线槽扎带孔设计
列车在运行过程中会产生震动,因此需要对电缆进行机械固定。线槽没有采用托举的方式安装,而是采用开口向下安装,并利用线槽盖进行密封。维护时,仅需打开相应位置的线槽盖即可对里面的线束进行变更,大大提高了线槽的可维护性。
根据以往项目经验选择宽扎带固定。根据扎带的使用方式,选择了在线槽上表面开长圆孔的方式,根据线缆的走线方向决定长圆孔的方向为沿线槽长度方向(见图3)。根据车辆布线规则,设计长圆孔的间距为250 mm。综合上面的设计,线槽的三维模型如图4所示。
3 布线
3.1 布线规则
根据“车辆布线规则”中的要求,电线、电缆的弯曲半径应符合TB1484/TB1507-1993的规定:当电缆直径小于或等于20 mm时,弯曲半径应大于或等于电缆外径的3倍;当电缆直径大于20 mm时,弯曲半径应大于或等于电缆外径的5倍。
机车的线束铺设以铁路标准TB3153-2007“机车车辆布线规”为依据:对于线束都应用机械固定附件或紧固件固定来确保安全可靠。对于电力电缆和多芯电缆、束合电缆的水平铺设,每300 mm需要有一处机械固定,垂直铺设是每500 mm有一处机械固定。对于低压电源用的单芯电缆,单独铺设时每150 mm处需有一处机械固定。
3.2 布线流程及应用
利用CATIA的布线模块来完成电气布线任务。首先是电气零件的建模与定义并建立元器件库,使用原理图XML格式的文件设置电气布线环境变量,然后根据元器件的安装位置进行安装,安装完成后可进行粗略的线束安装和连接,最终完成电气电线铺设,输出明细表格,如图5所示。也可以直接通过电气线束模块进行线束的展平,以便指导后来的线束工程图绘制和指导工艺生产。
在本项目中主要使用了EHA、EHF两个功能。EHA用于完成线束的布置,首先按照电缆等级进行线槽内部的主枝干布线,然后根据清单确定各个车型的连接器盒的位置以及进入连接器的电缆外径进行分支布线。EHF是线束的展平模块,主要应用于工程图绘制,通过展平可以确定各个分支需要的电缆长度,以便工艺指导后期生产。
在布线过程中要充分考虑电缆的固定点位置,具体实施时应根据电缆布线规则每300 mm增加一处机械固定,在线槽内使用宽扎带,当电缆需要从线槽内部引出时要充分考虑线缆的引出点是否便于固定。在引出线槽后需考虑电缆的大致走向,然后确定电缆机械固定点的位置,进一步确定固定的方式,如支架固定、管卡固定、夹块固定、扎带固定等等,如图6所示。
4 线槽有限元分析
为了验证在列车运行过程中是否存在线槽失效变形、紧固件被剪断等安全隐患,需要对线槽进行有限元分析,以便进一步对线槽进行校核和优化。
4.1 线槽工况与参数分析
根据CATIA设计的三维模型,得出铝质的线槽质量为200 kg,根据以往项目估计出底架线束质量为700 kg,管路安装在一位侧和二位侧,每侧质量为30 kg, 管路和线槽线束总重约为960 kg。
列车在运行过程中,由于轨道的不平度以及列车要通过R800 m的弯道,所以线槽所承受的力不仅有重力方向的,还有横向和纵向的力。根据以往的经验现假设线槽的工况如下:横向1 g、纵向和垂向各3 g。
4.2 有限元三维模型建立
由车体底架、底架吊挂、线槽、线槽支架的结构分析可知各个部件之间的连接关系,从而建立如图7所示的CAE模型,在Hypermesh中进行前处理,并由Nastran计算强度,在Hyperview中查看结果。取一个线槽进行分析,质量:480 kg;节点:142 007;面单元:142 933;梁单元:36。车体结构所用材料及其机械性能如表1所示。
静强度计算结果如图8～图13所示。
最大应力:75.925 MPa;最大应变:3.772 mm。综上分析得出结论:该线槽符合静强度要求。
5 应用效果
线槽线束的模块化设计使得车辆的布线变得简单,生产效率提高,也提高了设计的通用性。上述设计方案适合采用吊挂梁结构的地铁车辆,在上海地铁13号车辆项目中满足了实际运营要求,在列车运行中也没发生强度和电磁干扰等方面的问题。
参考文献
[1]王逸松.国外城市轨道交通建设及其对我国发展轨道交通的启示[J].铁道通信信号,2000,36(1):32-34.
上海地铁一号线 篇2
2012年12月1日星期六上午9点，我们一行六人来到了徐仁忠师兄所在的地铁1号线施工现场进行参观学习。
徐师兄先接我们到了华阳站的施工现场，这里施工比较早一些，基坑一端已经打满了支撑管来进行支撑护壁。基坑底部有两台挖掘机在明挖，我们可以清楚地看到基坑底部岩土是由杂填土、卵石和红色泥岩构成。从师兄讲解中我们得知支撑管只是在基坑一些比较重要的部位才会设置，其他的对变形要求不是很严格的区域我们一般采取锚杆支护，同时基坑一端还环绕着大量的围护桩，也起到了防止基坑两侧变形的作用。师兄介绍说，针对土层的特点，两台挖掘机采取的直接放坡开挖的方式。接下来，师兄给我们介绍了监测人员每天要做的工作，主要包括地表沉降监测、建筑物沉降监测、围护桩桩位水平位移监测等等，并带领我们看了现场工作人员的实地演示。
华阳站参观结束后，师兄又驱车带领我们去了广都北站的施工现场。华阳站施工时间相对晚一些，基坑开挖的深度还不是太深，我们看到基坑内两组工作人员分别正在给基坑两侧喷射混凝土护壁和打锚杆。基坑外缘还有两组人员在进行沙的筛分和混凝土的配比，同时我们还看到了现场进行降水的井点。
通过今天在地铁站的参观学习，我们不但学到了不少知识，还懂得了每一个工程不仅仅是掌握一两门学科知识就能解决的，我们需要掌握多方面的知识，需要各个专业人士的团结协作才能把工作做好。同时，这次现场学习也是一次宝贵的经验，期待以后我们能有更多的机会去现场学习参观。
基坑开挖
由于挖深大而支撑层数多,根据本地下室的特点,经综合考虑,决定采用的挖土方案为:(1)以挖土机为主,充分利用中间没有支撑结构的部分(前期作为挖土操作平台,后期作为挖土机械的作业区);(2)由于上下层支撑间距小,需大量使用人工挖土;(3)后期利用第一道支撑在其上搭设钢构平台,利用轻型的22m臂长抓土机及9m臂长挖土机在平台上作业,配合克林吊在基坑四周抓土;(4)每道支撑按结构分区施工,挖土同样分区开挖,对于靠近地铁的钢筋混凝土支撑,特别强调需在支撑位置挖土完成后48h内浇捣完成。同时为提高支撑早期强度及缩短工期,在支撑砼内使用早强剂。
基坑土方开挖的原则是“先支撑后开挖,分层分区开挖。”在监测数据的指导下将基坑土体分5层施工作业:第1层自北向南,大面积后退挖土,并及时将土运走,陆续构筑第1道钢筋混凝土支撑;第2层挖土时,需待第一道支撑砼强度达到70%,并按平面对称划分6个区按分区进行挖土,及时按区构筑第2道钢筋混凝土支撑;在第2道支撑达到70%强度时进行第3层挖土,利用中区土平以台作挖运平台,同样按分区进行挖土,及时性地构筑第3道钢筋混凝土支撑;第3道支撑达到70%强度时进行第4层挖土,还是利用中部挖运平台,分区进行基坑土挖运,当南向裙楼底板标高达到,则先清理该项部分基底及时浇捣该部分底板,再陆续构筑第4道支撑;在第4道支撑砼强度达到70%时,进行第5层挖土施工,在第1道支撑上搭设钢平台,将中区土平台挖除,并利用克林吊在基坑四周配合抓土,加快挖土进度,当基底标高达到时及时清理浇捣西侧、北侧两块地库底板,再陆续构筑电梯井部分的第5道支撑,同样电梯井部分基坑土挖运及底板浇筑同上方法施工。
施工监测
为尽可能减少基坑挖土对基坑围护结构及其周围环境(特别是地铁)造成的不利影响,及时掌握的工作情况,确保施工安全,在整个施工中实施信息化监测施工。在地下连续墙内埋设测斜管以监测各种情况下墙体的侧向变形,并在地下连续墙背后埋设土压力盒;在每道支撑内沿轴向埋设钢筋应力传感器以监测支撑轴力的变化;在地铁上行线隧道内设置准测点以监测地铁隧道的水平位移、垂直沉降变化;另外,对四周环境及地下管线也进行沉降观测。
4.1 实测情况
根据实测数据,基本上可以分为4个阶段:开始挖土至完成第2道支撑底挖土;至第3道支撑完成;至第4道支撑完成;至底板浇筑完成。
(1)地下连续墙的位移 实测结果表明,地下连续墙的最大位移都集中出现在第3阶段。整个地下连续墙出现的最大位移位于沿黄陂路一侧(西侧)的I14号测管(第3阶段,41.3mm),沿淮海路(临近地铁即北侧)一侧是19.2mm(I16号测管,第3阶段)。其结果与相邻的北块相似,淮海路一侧连续墙变形较小,有利于控制地铁隧道的水平位移。
沿淮海路连续墙变形小的原因是由于地铁隧道施工时曾对地基土进行了加固处理,同时亦因香港广场北块与南块同时施工,处于对称平衡状态。
(2)地下连续墙后土体的位移 根据实测数据,可以归纳出这样的一个规律:连续墙与其后土体位移的变化规律是一致的,而数值上则是土体大于连续墙。整个基坑出现的最大墙后土体位移与连续墙一样,位于沿黄陂路55.5mm(与I14紧邻的E11孔,第3阶段),而沿淮海路一侧的最大土体位移则是34.8mm(与 15相邻的E10孔,第3阶段)。
(3)支撑轴力 第1道支撑在第1、2、5层挖土时其轴力值较高,均在4000kN上下,而在下面每道支撑完成时(第2、3、4道)均会显示其轴力监测值下降(降至2200～3500kN)。
第2道支撑轴力在5500kN左右,第3道支撑轴力则为5000kN上下。所监测到的轴力较为稳定、合理,其值均小于设计值。也就是支护结构安全稳定,确保了围护结构连续墙的位移在预想的允许值内。
(4)地铁隧道内监测 经测试,隧道的最大沉降值,施工的第1阶段为-2.1mm,第2阶段为2.29mm,第3阶段为6.07mm,第4阶段为4.20mm(至完成地下室底板时沉降观测值为-0.4mm)。在地下室底板完成后沉降量趋于渐小,2个月后其沉降观测值已接近于开挖前的数值;隧道的最大水平位移值,施工的第1阶段为-0.5mm,第2阶段为-3.0mm,第3阶段为-6.5mm,第4阶段达到-8.5mm。在地库底板完成后,由于土体的滞后变形,隧道的水平位移仍有微量的增加,但同沉降值一样很快就趋于很小。其沉降及水平位移值均小于地铁公司的报警值(沉降10mm、水平20mm)。
4.2 对测试结果的体会
(1)地下连续墙在整个施工过程中变化较小,说明围护及支护结构体系稳定性好,因而整个施工对周围建(构)筑物及管线等的影响较小。
(2)连续墙与其后土体水平位移相匹配,土体位移值较大;土体沉降值随层深增加而变小,下部深层土体有上抬趋势,与地铁隧道后期上抬相吻。
(3)邻近建筑物通过观测,其倾斜约为1.5/2000,倾角0.043°,倾斜甚小,说明基坑开挖引起的不均衡沉降较小。
(4)随着基坑的开挖施工,邻近的地铁隧道开始时下沉,后期则上抬。这是由于前期基坑上部周边土体侧移而后期则因浅层土体侧移较大而形成应力释放,促使隧道上抬。相信待地下室工程完成后,则地铁隧道将逐渐恢复常态。
上海地铁一号线 篇3
关键词：降水沉降；观测点；地铁一号线；沉降量
中图分类号：TU46 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2014）01-0060-02
在重大工程基坑降水施工中，基坑周围的建筑物及地面沉降与降水、施工工况有很大关系，若地面沉降程度过大，有可能引起周围地面塌陷，引发事故。因此，重大工程基坑降水施工必须进行地面沉降观测。沈阳市地铁一号线是沈阳市重大基础设施建设工程。在地铁车站修建过程中，基坑开挖及降水导致的周围建筑物沉降程度必须在规范界限值内。对由地铁降水引起的沉降进行监测，并对监测结果进行分析，为地铁工程的进一步施工奠定基础。
1 沉降观测点布设及施工
1.1 水准基准点
《工程测量规范（GB50026—93）》中的9.1.3和9.3.2规定：每个工程至少应选择3个稳固可靠的点作为基准点；水准基准点应埋设在变形区以外的基岩或原状土层上，亦可利用稳固的建筑物、构筑物设立水准点。
沈阳市地铁一号线沉降测量共设3个基准点（编号为BM1—BM3），位于基坑西北方向、中山路与青年大街路口处，距基坑西北角485 m，远离施工变形区。
1.2 沉降观测点
按《建筑基坑支护技术规程（JGJ120—99）》中3.8.2的要求，在基坑边缘到基坑深度的1～2倍范围内布置地面沉降观测点和建筑物沉降观测点。
地面沉降观测点设置在基坑西侧的青年大街人行道隔离带及南侧的大西路人行道隔离带上，约50 m设一点，共设11个地面沉降观测点，点位编号为D1—D11。地面沉降观测点采用φ22 mm、长1.5 m的钢筋制作，其中大西路北侧人行道的4个观测点（D8—D11）利用人行道护栏的地脚螺栓作为观测点。
在基坑北侧、东侧的住宅楼和南侧的金园大厦等建筑物上设置建筑物沉降观测点。除在建筑物的四角、沉降缝的两侧等关键部位设点外，还在较长建筑物的中部增设观测点。共设建筑物沉降观测点26个，编号为A1—A26。建筑物沉降观测点采用膨胀螺栓制作，朝外一头车制成球状，表面均镀铬以防锈蚀。测点标志埋置在距建筑物地坪30 cm处，外露60 mm。所有的观测标志都稳固可靠、便于观测、不易破坏，且不影响路面和建筑物的美观和使用。沉降观测点的布设情况图1。
2 监测仪器及精度
沉降观测仪器为瑞士N3精密水准仪（DS05级仪器）及铟钢尺。水准仪精度为±0.4 mm/km。
3 监测频率及方法
在基坑降水前进行第一次观测，降水开始后进行第二次观测，随后根据沉降情况和施工进度确定观测频率。监测共历时129 d，累计共观测11次。
除满足国家二等水准测量的有关要求外，沉降监测还应做到：1） 三固定原则，即固定观测人员、固定仪器、固定观测线路，保证每次观测的权相同；2） 为确保观测质量，在第一次观测前用皮尺选量仪器观测位和标尺定位，并用红色油漆做好标志。以后的观测均按固定位置、秩序进行，以同精度观测2次；3） 首次观测前，检测基准点并进行仪器检查。
4 监测结果评价
以首次观测的结果为起始值，历次测得结果与其进行比较，求出每次的沉降量和累计沉降量（下沉为正，上升为负），并依次列出沉降量的最大值、最小值、平均值及沉降速度。各观测点的累计沉降量见表1。
由表1可知：沉降量最大值为A8点的4.42 mm，各点平均沉降量为1.94 mm。测量过程中的最大沉降量为7.68 mm，发生在9月12日观测的D5点。根据《建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202—2002）》中7.1.7的規定，工程所属的二级基坑地面最大沉降监控值为6 cm。沉降监测结果表明，未来地铁车站基坑开挖和降水对周围建筑物及地面沉降的影响很小，不会超过规范界限值。
上海地铁一号线 篇4
上海轨道交通九号线是一条东西走向为主的线路,目前,西起松江新城站东至杨高中路站的一期和二期工程已经开通运营,全长42.687 km,可与轨道交通1、3、4、6、7、8号线换乘,共开通车站22个。其中从九亭站到杨高中路站均为隧道线路及地下车站,工程完工后发现隧道内壁任意100 m2的表面上有湿渍4处,且单一湿渍的最大面积约为0.3 m2,地下车站也有渗水现象,需要进行治理。
2 渗漏治理要求
区间隧道、地下车站渗漏防水治理应遵循“以堵为主,堵防结合,因地制宜,综合治理”的原则。
区间隧道必须满足二级防水要求,即区间隧道渗水量不超过0.05 L/(m2·d),每昼夜任意100 m2渗水量≤15 L;隧道顶部不允许滴水,隧道内表面潮湿面积≤2‰的总内表面积,任意100 m2隧道内表面上的湿渍不超过3处;单一湿渍的最大面积不大于0.2m2;衬砌接头无泥砂渗漏和滴漏,拱底块在嵌缝作业后,无渗水。
地下车站(含出入口通道等附属工程)的防水等级为一级,不允许渗水,结构表面要求无湿渍。
本工程治理后,应达到上述两方面要求。
3 渗漏治理施工工艺
3.1 材料选用
本工程渗漏治理选用由上海市建筑科学研究院自主研发的弹性环氧树脂灌浆材料作为主材,施工时,通过灌浆机械将改性环氧树脂(A组分)和柔性固化剂(B组分)混合,反应生成高强度和一定韧性的固化物,实现堵漏功能。
本工程使用的弹性环氧树脂灌浆材料,其各项性能要求符合JC/T 1041—2007《混凝土裂缝用环氧树脂灌浆材料》标准。除此之外,该材料还有以下一些技术特性:
1)浆液黏度较低,25℃时初始黏度只有92 mPa·s,可灌性较好;
2)可操作时间适宜,约为110 min,这样既能保证在灌浆过程中浆液不会瞬间固化,又能保证在灌注后较短的一段时间内固化,达到修复补强的效果;
3)浆液固化物强度高,28 d的固化物抗压强度达到90 MPa以上,抗拉强度达到30 MPa以上;
4)浆液固化物有较大的韧性,28 d抗拉强度为30 MPa以上,而此时的断裂延伸率在10%以上,表现出较好的弹性;
5)固化物耐久性优良。
3.2 施工过程
3.2.1 工艺流程
本地铁隧道渗漏治理工程使用弹性环氧树脂灌浆材料的施工工艺流程,如图1所示。
3.2.2 施工要点
1)了解情况,确定修补方案
在进行灌浆堵漏前,必须先进行现场调查,摸清混凝土施工质量,分析渗漏水的原因;查清裂缝大小,缝内有无填充物,裂缝是否继续在变化等;了解雨季和旱季的漏水情况,测量漏水的流量及流速等。在充分调查,掌握完整的第一手资料的前提下,科学拟订修补方案。
2)布孔
布孔时,先清理漏水部位;当水压较大、涌水量较多时,需集中引水,以便使埋设灌浆嘴及封缝工作能够顺利进行。
3)压水检查
压水时可采用颜色水,以便于观察裂缝漏水和贯通情况;记录各嘴漏水情况;如有漏水需要重新封补,选择浆液凝胶时间,可参照从开始压水到距进水嘴最远一个浆嘴出现颜色水的间隔时间确定;压水或压气时压力应维持在0.3～0.4 MPa。
4)灌浆
灌浆前应对整个灌浆系统进行全面检查,在灌浆机具运转正常、管路畅通的情况下,方可进行灌浆。
对于垂直裂缝,一般自下而上灌浆;对于水平裂缝(横向缝),由一端向另一端或从两端向中间进行灌浆;对于集中漏水,应先对漏水量大的孔洞进行灌浆,在有条件的情况下,横缝也可以几个嘴同时灌浆。
5)结束灌浆
灌浆结束的标准以不吸浆为原则。在吸浆量和预先估计的浆液用量已经相差不多,并且吸浆量逐渐减小到0.01 L/min,压力也比较稳定的情况下,再继续灌注10～15 min即可结束灌浆。
6)封孔
浆液初凝后,拆除所有嘴(孔)阀门,初步判断裂缝是否被浆液充满(裂缝被浆液充满时,各嘴、孔内有环氧树脂固化物)。确认灌浆达到要求后,拔除阻塞器。最后用水泥砂浆填塞抹平。
3.3 细部节点防渗设计
3.3.1 区间隧道渗漏治理
区间隧道与车站接头渗漏包括井接头、井接头与管片交接处以及靠近出入洞口的若干环管片。
对渗漏情况较为轻微的可采用沿接缝钻孔注浆堵漏,注浆材料宜选用亲水性环氧浆液;对渗漏情况较为严重以及需要结构补强的,应首先清理基面,然后沿接缝钻孔注浆堵漏,浆液应先选择油溶性聚氨酯浆液,在渗漏水被阻断后再采用骑缝灌注亲水性弹性环氧浆液。环氧树脂注浆应低压、慢渗、多次灌注。图2为隧道管片与车站端头连接部位堵漏施工设计图。
道床区域的环、纵缝渗漏封堵处理,如图3所示,具体施工步骤如下:
1)清理管片嵌缝槽及环、纵缝。
2)道床两侧环、纵缝沿缝钻双孔,分别向孔内灌注弹性环氧胶泥,形成阻断节点。
3)需处理的管片两头打环箍进行截堵,采用压注环氧阻断道床与管片之间的渗水通道(需处理的管片前后各取两环,沿隧道环缝打两排,排距为管片宽度,孔距100 cm,两环采用梅花状布设)。
4)道床两侧各预留注浆孔1个,在完成阻断节点和环氧截堵后,道床部分的环缝整环利用预留注浆孔灌注弹性环氧浆液。
3.3.2 地下车站渗水治理
本地铁工程地下车站有些地方有较大渗漏,即有明水渗出,渗漏水有压力,成线流,这些地方以及需要补强的结构贯穿裂缝处应采用斜孔注浆处理。可先采用注浆管1灌注油溶性聚氨酯浆液进行前期止水堵漏,注浆压力一般在1～3 MPa左右;止水后,采用注浆管2灌注亲水性弹性环氧树脂,注浆压力一般在2～5 MPa左右。
图4为顶板有明显贯穿裂缝的渗漏治理方案。
3.4 效果评价
3.4.1 灌浆材料特性现场评价,见表1。
3.4.2
现场施工效果评价,见表2。
4 结语
本地铁隧道工程渗漏部位处理完毕后6 h即通车运营,并且对施工点进行监测,发现所修复的裂缝无渗水,节点处无湿渍,区间隧道和地下车站均达到防水等级要求。
新型弹性环氧树脂在该地铁隧道的渗水治理中发挥了重要作用,尤其是在隧道的一些细部节点位置,弹性环氧树脂表现出良好的施工性能和防水效果,且施工现场基本无气味,属于环保型产品,值得在同类工程渗漏治理中推广应用。
参考文献
[1]魏涛,董建军.环氧树脂在水工建筑物中的应用[M].北京:化学工业出版社,2006.
[2]孙曼灵.环氧树脂应用原理与技术[M].北京:机械工业出版社,2002.
上海地铁一号线 篇5
前言
目前，国内很多城市已经建设或正在筹划建设地铁，地铁车辆市场前景非常有潜力。其中不锈钢地铁车辆已成为当今地铁车辆中的主流产品。
不锈钢车体相对于其它种类车体具有以下优点：车体重量轻、耐腐蚀性能强、防火性能高、维护成本低、全寿命周期（30年）成本底、车体表面无需涂装。
1 西安地铁一号线车辆主要参数（单位：mm）
车体长度 Tc： 19500
T，M，Mp： 19000
车辆高度（不含受电弓）： 3800
车体宽度： 2800
地板面距轨面高度： 1100
两转向架中心距： 12600
车辆编组： +Tc–Mp-M-T–Mp–Tc+
2 结构方案
车体结构符合标准EN12663- 《铁道车辆车体结构要求》，类型归属于其中P-Ⅲ，即地下快速轨道交通车辆。
车体结构由底架、侧墙、端墙、顶棚和司机室（仅Tc车有）等构成的薄壁筒型整体承载焊接结构（如图1），能够承受垂直、纵向、扭转、自重、载重、牵引力、横向力、制动力等动、静载荷及作用力，使用期限30年内能承受正常载荷的作用而不产生永久变形和疲劳损伤，具有足够的刚度和强度，满足维修和纠正脱轨等要求，车体可承受的纵向压缩和拉伸静载荷分别不低于800kN和640kN。
图1 Tc车体钢结构
2.1 顶棚
顶棚钢结构是由两根上弦梁、数根弯梁、空调机组平台、受电弓平台（仅Mp车）、侧顶板、波纹顶板等组焊在一起（如图2）。波纹顶板采用缝焊，其余板梁间均采用点焊。在车顶组件内侧设有刚性连接梁及吊座装配，用于安装车内顶板、灯具、扶手和空调系统的送风道等部件，安装牢固可靠。
空调机组平台、受电弓平台（仅Mp车）采用模块化设计，整体与车顶边梁组焊，设计时充分考虑到平台的强度和刚度，保证平整，确保设备的正常使用。车顶能承受所支撑的负载及设备保养人员。
图2 顶棚结构
2.2 底架
底架组件由边梁、横梁、波纹地板和端底架组件焊接而成（如图3）。底架骨架由两根通长的冷弯滚轧不锈钢边梁与不锈钢横梁及端底架组焊成，骨架上面铺设不锈钢波纹地板。牵引梁是承受和传递牵引力、制动力与冲击力的主要部件，它由上下盖板、立板、腹板焊接成箱形结构。枕梁是转向架和车体的连接机构，由上盖板、下盖板、立板及加强板焊接成箱形结构，枕梁与转向架上的空气弹簧安装座相连。枕梁和牵引梁均采用耐候钢材料。底架边梁为通长的.HT级不锈钢冷弯型钢，边梁与横梁之间用高强度不锈钢连接板连接成框架结构，连接板与不锈钢梁之间采用点焊焊接。所有横梁均采用不锈钢压型槽钢，梁上开长圆孔，用来安装电线管和制动管。端部底架的枕梁、牵引梁和内层边梁、内层端梁均采用耐候结构钢，内衬碳钢与外部不锈钢采用塞焊焊接。枕梁、牵引梁和内层边梁及内层端梁采用高耐候钢，确保30年不用挖补修理。
图3 底架结构
2.3 侧墙
侧墙主要由侧墙骨架、墙板、门框、门上梁装配等组成（如图4）。侧墙板采用装饰性的BG拉丝板，不带波纹和压筋，侧墙骨架梁柱以高强度不锈钢材料为主，梁柱断面选用盆形，与外墙板点焊后形成箱形，从而加大断面矩提高抗弯刚度。为防止在门区及端部出现蒙皮外板褶皱现象，增加内衬补强板与梁柱、蒙皮点焊一体。
侧墙门角和窗角为应力集中区，再在窗角区域采用高强度级板补强。保证车体在纵向、垂向、扭转等载荷作用下，强度、刚度满足要求，门开、关运动自如。
图4 侧墙结构
2.4 端墙
端墙由不锈钢外板、立柱、横梁和贯通道加强梁组成（如图5），蒙皮与钢结构骨架焊接方式采用点焊方式连接，整个框架能够满足列车连挂载荷和能量吸收的要求。端墙和底架、侧墙、顶棚组焊为一体后，有效地防止列车相撞时客室的受损变形，保证乘客安全。
图5 端墙结构
2.5 司机室
司机室玻璃钢外罩内预埋钢骨架，玻璃钢与钢骨架组成整体结构。司机室采用螺栓及焊接方式与车体连接;司机室前端底架上设有吸能区，可以吸收列车冲撞过程中的巨大冲击能量，保护客室部分不损坏。玻璃钢罩板需加强的部位预埋钢板，整体玻璃钢罩既有利于流线型司机室的实现，也有效地减轻了车重。
2.6 结构连接
司机室后端梁通过连接螺栓与侧墙、底架连接好，后端梁的顶部再与顶棚进行塞焊连接;端墙与顶棚、侧墙采用点焊焊接，端墙外蒙皮与底架采用塞焊焊接;侧墙与底架边梁采用点焊焊接;顶棚的侧顶板与侧墙采用点焊焊接。焊接前在相应位置均匀涂抹导电密封胶。
（a）司机室与顶棚连接 （b）端墙与顶棚连接
（c）端墙与侧墙连接 （d）端墙与底架连接
（e）底架与侧墙连接 （f）顶棚与侧墙连接
图6 结构连接图
3 有限元分析
为验证设计是否该合理，按照EN12663标准，采用有限元分析法对西安地铁一号线车体进行静强度、刚度分析。
3.1 有限元计算模型
基于有限元网格划分软件HyperMesh对车体进行有限元离散，并采用有限元分析软件ANSYS对车体进行静强度、刚度分析。
根据车体结构，建立车体相应结构和型材的中面线框并通过三维建模方法建立与之对应的有限元分析所需的车体三维中面模型;
根据车体部件之间的焊接关系图纸，在车体三维中面模型中，创建“铆点”。“铆点”转化为单元结点，为点焊的“点对”准确位置的确定创造了条件;
根据车体部件的设计数据，将车体三维中面模型全部离散，由于“铆点”的存在，点焊的点对随之生成，车体有限元模型则以任意四节点薄壳单元为主，三节点薄壳单元为辅。
图7 车体结构有限元模型
3.2 计算工况
其中：整备状态下的车辆自重m1，转向架重量m2，超员AW3。
3.3 计算结果
车体的刚度和静强度分析结果：垂直静载荷超员负载条件下，车体中心线上边梁的垂向位移为11.6mm，Mp车体中心线上边梁的垂向位移为10.3mm。根据EN12663标准。车体在超员负载（AW3）条件下，车体中心线上边梁的静态挠度不应超过车辆两转向架中心距的千分之一，即12.6mm。根据计算应力，车体在垂直载荷、纵向压缩工况、纵向拉伸工况、救援工况、吊装工况及扭荷工况作用下，车体各部件的最大应力均未大于车体该部位所用材料的许用应力，车辆设计满足要求。
4 车体静强度试验
5月，由青岛四方车辆研究所，按JIS E7105-《铁道车辆车体的静载荷试验方法》和EN12663标准对车体钢结构，进行垂向载荷试验、车端压缩载荷试验、车端拉伸载荷试验、扭转试验、三点支承试验。试验结果表明车体结构设计均满足要求，并且与计算结果基本相符。
5 结束语
上海地铁一号线 篇6
上海地铁1号线自扩编项目牵引系统由时代电气交流传动系统替代直流牵引系统, 本文阐述了上海地铁1号线自扩编项目牵引系统的结构和功能, 对牵引系统调试过程中常见故障进行详细分析。
1 上海地铁1号线自扩编项目牵引系统
1.1 牵引系统构成
牵引系统采用VVVF牵引逆变器-异步牵引电动机构成的交流传动系统。
牵引系统主电路装置分为高压电器箱、线路电抗器箱、牵引逆变器箱、制动电阻箱、牵引电动机和受电弓、接地碳刷等设备。
列车牵引控制系统由司机控制器、各指令开关、控制电路、牵引控制单元及列车网络控制系统等构成。主要完成列车有关牵引的控制指令及状态信号输入输出, 实现列车牵引逻辑控制、电传动系统故障保护和列车牵引/电制动控制等功能。
1.2 牵引逻辑控制
1.2.1 概述
列车牵引控制采用以硬线为主的控制方式, 由继电器逻辑电路和列车控制硬线来实现, 受列车自动控制 (ATC) 系统、辅助电源系统、空气制动系统、门控系统等状态的逻辑制约。
车辆控制模块 (VCM) 接收到列车司机室司控器的牵引控制指令后, 直接通过多功能车辆总线 (MVB) 网络或硬连线传送到另一单元的VCM及本单元牵引控制单元 (DCU) , DCU按照控制逻辑输出列车制动缓解信号, 待接收到列车制动全部缓解信号反馈后, DCU允许牵引, 同时列车缓解反馈信号经由数字量输入输出模块 (DXM) 输入VCM。VCM如果在发出牵引命令5 s内收不到列车制动缓解反馈信号, 则报“列车制动未缓解故障”, 警示司机停止牵引以保护电机。
每一节车辆上的牵引及有关系统的状态和故障信息由本节车辆上的DCU通过车辆总线传递给本单元的VCM, VCM将各车故障及状态信息进行综合评估后, 按照重要等级将信息显示在司机控制台上的微机显示屏上, 司机根据显示信息对牵引系统进行操作控制或进行故障处理。
1.2.2 列车启动
当DCU计算出的牵引力输出大于最大设定牵引力 (给定力矩) 的70%时, 缓解停车制动, 列车可以进行牵引, 每个DCU进行独立计算。
1.3 与其他系统关系
1.3.1 空气制动系统
BECU接收司机室及VCM传递来的控制及状态指令, 控制实施空气制动, 同时, 将从空气弹簧传来的压力信号转化为载荷信号, 在T车经过模拟量输入输出模块 (AXM) 传递给VCM, 在Mp、M车传递给DCU。
1.3.2 门控系统
每节车的车门状态通过门控电路经DXM反馈给VCM, 同时, 通过人机交互界面 (MMI) 进行门状态显示。
2 上海地铁1号线自扩编项目牵引系统调试
对于静态调试而言, 牵引系统调试在轮对转向试验中体现。
2.1 试验准备
轮对转向试验前需先架车。并保证各项相关试验完成, 例如门试验, 辅逆试验, 空气制动系统试验等。
2.2 试验过程
1) 检查各个动车高速断路器箱之内的主断隔离开关QS1, QS2是否打到接通位。
2) 列车激活, 司机室占有, 在占有端Tc车司机室显示器检修界面上设置轮径。输入实际轮径数值后点确认即可。
3) 接触网1 500 V网压可用, 列车升弓, 在占有端Tc车司机室按下高速断路器 (HSCB) 合按钮2S6, 合高速断路器。合上后指示灯2S6亮。
在显示器运行界面 (图1) 可以看到各车HSCB状态, 红色表示故障, 绿色表示正常, 白色表示无通讯。
4) 方向手柄向前 (后) , 按下警惕按钮, 牵引手柄打到牵引位。列车轮对转向都朝同一个方向且跟列车向前 (后) 行驶方向相同, 轮对在转动过程中无异常声音和振动, 显示器未报相关故障。
5) 查看显示器中电机速度传感器信号, 每节车4个电机速度传感器信号能够采集到且速度值大致相等。
6) 牵引手柄打到制动位, 待轮对停止转动后松开警惕按钮, 方向手柄归“0”。
7) 司机室换端操作。
3 上海地铁1号线自扩编项目牵引系统调试常见故障
3.1 HSCB故障
3.1.1 HSCB闭合控制逻辑
如图2所示。
3.1.2 常见故障
1) HSCB合不上, 某车跳高速保险。分析:跳高速保险证明有短路现象, 以Mp车为例, 查看电气原理图 (图3) 可知, 2K3 (HSCB接通继电器) 按下2S-6即吸合, 2K91接到高压箱送出HSCB允许信号即吸合, 那么故障可能在2K93 (HSCB启动继电器) 上。
2) 某车HSCB一直大电流吸合, 2K95不断开。分析:由电气原理图 (图3) 知, 影响HSCB不能由大电流吸合转为小电流维持的继电器是2K97、2K98这两个延时断开继电器, 其整定值应设置为0.7S。检查整定值设定是否正确。
注:AB特性是关键, 设置错误会直接导致高断损坏。
3) Mp车有HSCB状态信号, M车HSCB没有状态信号。分析:由电气原理图 (图4) 知此信号通过列车线传送, 查接线表知Mp车7Y6-B-151点到跳接箱UF.X3-X2/9点, M车7Y7-C-51到跳接箱UF.X3-X2/32点, 检查两个跳接箱内的接线是否正确即可排除故障。
3.2 轮对转向故障
3.2.1 某车摩擦制动不缓解
分析:检查停车制动缓解指令。
DCU给出停车制动缓解指令, BECU接受此信号, 缓解停车制动。
首先确认DCU是否发出此信号;若发出, 检查BECU是否接到此信号, 若BECU未接到此信号, 则检查电气原理图 (图5) 线路, 重点检查二极管。
3.2.2 牵引准备好, 跳高速断路器
分析:结合显示器上显示相关故障排查。
1) 跳高断时, 显示器显示充电超时故障。电容器充放电单元由接触器 (KM2) 及充放电电阻 (R2、R3) 等组成, 用于主电路支撑电容器 (C) 的充放电。
当列车牵引准备好, 主电路高速开关闭合后, 闭合KM2, 电网电源通过受电弓、高速断路器、R2给电容C充电, 当电容电压在一定时间且上升到一定值时, KM1闭合, 电容充电完成。充电时间约2.5 s。
首先检查线路是否正确, 再检查KM1, KM2是否能正常动作;还有可能是电压传感器自身故障, 可通过置换进一步确认。
2) 跳高断时显示差分电流>50 A。表示流入直流电流与流出直流电流超限, 需检查主电路接地是否正确, 电机是否有断路现象等。
3.2.3 轮对转向试验时有异常声音或振动
分析:电机速度传感器的输出错误, 导致DCU给出的牵引力不均匀。
首先查看显示器, 确定哪个轴的电机速度传感器输出有异常, 再检查该电机速度传感器接线, 可用校线器校线;若是接线无误, 则是速度传感器自身故障, 可通过置换进一步确认。
4 预防改进措施
通过以上排查故障操作, 总结出一些经验, 在实际操作中需增加一些检查项点:
1) 通电前检查HSCB各延时继电器整定值是否正确;
2) 通电前检查主电路接线是否正确, 有无虚接;
3) 通电前检查高压箱内接触器机械动作情况。这样可以降低轮对转向试验中出现故障的机率, 避免设备故障损坏, 有效提高工作效率。
5 结语
上海地铁1号线自扩编项目牵引系统由时代电气交流传动系统替代直流牵引系统, 改善了牵引制动性能。列车牵引控制系统调试时, 轮对转向试验是列车关键性能试验, 做试验前需把握列车整体情况。本文对牵引系统调试常见故障作出分析, 对调试工作有一定参考作用。
参考文献
上海地铁一号线 篇7
上海地铁的快速发展及列车运营可靠性要求的提高,需要车辆检修人员第一时间获知运营列车的实时信息。通过该信息的获得,可在列车发生故障后,及时通知车辆巡 检人员上 车确认列 车状态,提高正线列车的故障处置效率,切实可行地确保列车的正常运营。
上海地铁10号线列车按照无人驾驶设计,控制单元和各子系统都具备故障及状态的本 地储存功 能。列车运 营时,MPU(列车主处理器)能将所接收到的列车控制单元 和各子系 统的实时 信息传输至地面,为车辆检修人员第一时间获知运营列车的状态创造了条件。
列车故障信息 和状态信 息以代码的形式传输至地面接收装置后,需要搭建一个包含必要软件的平台,对所能接收到的信息代码进行处理、转换,才能供车辆驻勤人员进行查看。如何获取、显示列车的实时信息,并加以充分应用,以满足列车运营可靠性的高 要求,成为亟需解决的问题。
2平台开发
2.1信息传输
在上海地铁10号线列车上,MPU作为列车主处理器通过MVB网络(多功能车辆 总线)控制,如图1所示,采用WEB_EVT协议,在16ms周期内依次循环连接在MVB网络上的列车各子系统控制单元,向各子系统发出指令,并负责实时接 收各子系统的故障信 息和状态 信息。在获得 列车信息 的同时,MPU又将所获取的信息通过MVB网络实时传输至车载ATC系统(列车自动控制系统)。车载ATC系统在接收到列车信息后,负责将所获得的信息经过带宽为6M的ATC通道,以无线通信方式传输至地面轨旁接收装置。地面轨旁接收装置负 责将所接收到的信息经WRF中心交换机,通过以太网传输至调度中心,并接入终端服务器,最终在终端服务器屏幕上实时 显示所上传的列车信息。信息的传输途径如图2所示。
2.2信息筛选
由于列车的信息量大,且所上传的信息必须保证车辆驻勤人员能准确、快速地判别列车的状态,因此需要对车载ATC系统所能上传的列车控制单元和子系统的实时信息进行分析、汇总和评估。依据“重要的、对维持列车正常运营有影响”的筛选原则,将列车故障信息、相应的故障环境信息和列车状态信 息所对应的代码全部 筛选出来 后,由车载ATC系统进行 上传。表1是所筛选出来的代码范例。
2.3界面开发
在将信息代码转换的过程中,由于所传输的信息量较大,列车数较 多,若仅仅简 单地以文字的形式进行显示,将不利于车辆驻勤人员获知、查询列 车实时信 息。因此,需要对信息代码的显示形式进行图形化设计。为了便于车辆驻勤 人员能在 较短时间 内熟悉界面,准确、便捷地获知列车实时信息,通过在列车上模拟车 辆方与信 号方接口 定义的所能传输的各个信息代码,查看并借鉴车辆驻勤人员所熟悉 的司机室 显示屏准 备页面上的图标显示,来确定相应信息代码的图标;同时根据司机室显示屏准备页面上的图标分布,对平台界 面上的各 个图标进 行布局,如图3所示。由于平 台界面空 间有限,同时部分信息代码 无法通过 图标的形 式进行显示,因此在设计 平台界面 的过程中,搭建了“当前实时报警列表”,将所有列车实时发生的所有故障和 状态的具 体描述以 报警语句的形式进行显示。另外,为了便于车辆驻勤人员查询列车 信息,还搭建了 “历史报警列表”,可查询包 括“当前实时 报警列表”中的信息 以及更早 之前的列 车信息。考虑到车辆驻勤人员获知报警信息的时效性,就需要将列车状态和 出现的故 障以醒目 的形式进行显示,因此在平 台界面上 搭建了“车辆信息列表”。
2.4界面介绍
列车实时信息传输平台界面分为“当前图形显示”和“历史报警列表”2个部分。
(1)“当前图形显示”菜单包括3部分:1)信息图形化界面(图3),包括当前查看列车部分故障的 图形显示,由于界面 空间有限,不是所有故障都可用图形化表示;2)当前实时报警列表,如图4所示,该列表共 可显示50条,包括所有 列车实时 发生的所 有故障的具体描述;3)车辆信息列表,表示列车发生故障时的实时报警,显示了列车运营或非运营情况(图3左侧)。列表中根据字体的不同颜色来区分代表列车发出报警信息、故障是否确认、是否始终存在等,操作人员根据不同的提示来点击相关列车号,可查看更为详细的信息。同时为方便车辆驻勤人员了解列车运营信息,将列车号后的车次号用来表示列车运营与否,车次号由 调度方给 出,“0”代表列车 未上线运营,非“0”代表列车运营中。
(2)“历史报警列表”菜单,可查询“当前实时报警列表”以及更早之前的故障信息(图5)。
3应用管理
为了充分应用所获得的列车实时信息,需要制订对应的管理办法。列车实时信息传输平台的管理主要分为信息处置 总则和平台日常维护两个部分。
3.1信息处置
车辆驻勤人员通过列车实时信息传输平台获得 列车实时信息后,根据信息的类别和对列车运营影响的程度,来决定是否通知相关车辆人员登车检查及与其他单位、部 门沟通解 决。对于列车状态信息,可以作为获知列车信息的形式进行 处理,但对于异常的状态信息,需要结合司机回复、车载视屏监 控系统,并安排巡检人员 上车确认 列车的状 态。对于列车 故障信息,需要根据风险等级,即结合故障严重程度和出现频率,分情况进行处理,如表2所示,并开具故障报单,在驻勤日志上做好交班记录。
其中,Ⅰ级故障为需 要列车清 客救援或 存在重大 安全隐患,Ⅱ级故障为需要列车运行至终点站后退出运营,Ⅲ级故障为列车能够运行至当天运营结束,Ⅳ级故障为不影响列车运营。风险等级为R1时,处理方式为向调度建议该列车立刻进行清客作业,必要时实施救援,并安排巡检人员就近上车保驾;风险等级为R2时,处理方式为向调度建议该列车运行至终点站后退出运营,并安排巡检人员就近上车保驾;风险等级为R3时,处理方式为安排巡检人员就近上车确认,按照相关应急预案进行处置,若故障为瞬态故障或上车时列车状态正常,需要跟车2~3站,确认故障未再重现后,方可下车;风险等级为R4时,做好记录,列车运营结束后回库进行确认和处理。
3.2平台维护
车辆人员在检修作业时,按规程要 求检查每 列车的MVB网络工作情况,确保列车各子系统的故障信息和状态信息能够传输顺畅;同时车辆 人员还要 负责该平 台所在的 主机工作 正常,每晚运营结束后,进行重启主机的维护保养工作,并负责该平台上日志的下载。
4应用效果
通过列车实时信息传输平台的应用,最大程度上避免了列车故障对运营造成大间隔的事件发生。该平台启用后,2013年上海地铁10号线在运营时发生的清客、救援等事故的数量 较2012年同期大大降低。2013年7月23号,1015车龙溪路站上行平台上显示车门释放故障,驻勤人员获得该故障信息后,建议调度人员将该列车运营至终点站后退出运营,并就近通知巡检人员上车查看列车开关门状态,通过简单的操作,保驾至终点站,避免了1015车清客事件的发生。2013年8月2号,1027车新江湾城站折返 时由于两 端司机同 时转动钥 匙,导致出现“两端司机室同时被激活”的故障。车辆驻勤人员通过平台 上的图标显示得到该故障信息后,通知巡检人员在最短时间内赶到列车上,通过切复DDUCB等简单操作,处理了该故障,并保驾至终点站后退出运营,避免了1027车救援事件的发生。
5 后期计划
通过列车实时信息传输平台的应用,解决了列车运行过程中实时信息监测难的问题,提高了正线列车的故障处置 效率。但是,列车信息无线传输系统还有待进一步优化,主要包括 以下4个方面:
(1)根据实时信息传输平台应用情况,开始着手研究、制订信息传输系统的相关技术指标及标准,为既有其他线路和后续新线推广提供依据。
(2)根据驻勤实际应用,结合列车日常运营及维护,进一步优化实时信息传输平台的管理办法及流程,形成一套切实可行的管理体系。
(3)对实时信息传输平台进行二次开发,使得列车实时信息可多点传输。当正线列车发生故障时,方便技术人员及更多的人查看,便于指导巡检人员进行处置。
(4)待上海地铁10号线无人驾驶开通运营后,还需要研究并验证增加更多的信息代码,从而更有效地获得列车上的实时信息。
摘要：介绍了上海地铁10号线列车实时信息的传输途径及信息平台的开发,通过对该平台的应用管理,提高了正线列车的故障处置效率。
郑州地铁一号线车辆编组方案研究 篇8
列车的编组形式在车辆选型中占有较大比重,往往需要结合线路客流量、运营服务水平、工程造价以及运营维修成本等多种因素综合确定[1]。郑州地铁一号线车辆编组形式经过3种方案比选,最终确定运营初期、近期、远期均采用6辆编组的固定编组形式。
1 郑州地铁一号线客流预测
车辆编组形式的确定基于大量的客流量统计,客流量是决定编组形式的主要因素[2]。郑州地铁一号线客流预测指标见表1。
从表1可以看出,一号线全日总客运量从初期的32.4万人次增长到近期的71.9万人次及远期的95.6万人次,线路客流一直稳步上升。一号线的客运强度初期即高达1.24万人次/(日·km),远期更是上升到2.46万人次/(日·km),可见,一号线线路沿线的客流成熟稳定,与其在轨道网络中的骨干地位完全吻合。
2 郑州地铁一号线车辆编组方案比选
在确定郑州地铁车辆编组形式时,曾提出3套方案进行比选。各方案设计年度编组方案、高峰小时行车量、运能储备等指标见表2。
2.1 远期车辆编组形式
根据《城市轨道交通工程项目建设标准》,站席站立定员标准采用6人/m2,各方案列车定员数见表2。从远期运能需求分析,远期单向最大高峰断面流量3.65 万人/h,如采用5辆编组,为满足运量要求,远期高峰每小时需开行列车31对,系统运能无储备,无法满足远期客流进一步增长的需求;如采用6辆编组,高峰每小时需开行列车25对,按高峰每小时开行30对列车计算,运能储备达到20.1%,为远期客流增长预留了空间。
从系统服务水平分析,6辆编组高峰每小时开行30对列车,行车间隔2 min,服务频率高,且高峰小时车辆内站立人员密度低于5 人/m2,高于4 人/m2的区间仅占线路全长的32%,系统舒适度好,适应本线远期平均运距9.2 km较大这一特点。因此,一号线列车远期宜采用6辆编组。
2.2 初、近期车辆编组形式
考虑到车辆的使用寿命及初、近期仅隔7年,时间跨度短,故近期宜采用与初期相同的列车编组[3]。满足初期、近期预测客流量的编组可选择4辆、5辆、6辆3种编组方案。以下主要从运能适应性、服务水平、车辆扩编等方面对3个编组方案进行比较。
2.2.1 运能适应性
以上3种方案远期均采用6辆编组,系统运能相同,工程费用也基本相同。从表2 中数据看出,方案1近期采用4辆编组,高峰小时开行列车28对,行车密度高,难以适应近期客流进一步增长的需求,须根据客流增长情况,适时扩大列车编组。而方案2和方案3分别采用5辆、6辆编组,近期分别开行列车22对、19对,对近期客流增长有较好的适应性。
2.2.2 服务水平
列车服务水平的高低主要取决于行车间隔的大小,行车间隔小,相应的服务水平自然就高[4]。从表2数据看出,方案1初、近期行车间隔均小于其他方案,但采用4辆编组,近期高峰小时行车密度达到28对/h,与远期相当,不符合轨道交通服务水平逐渐增高的规律,不宜采用;而方案2和方案3初、近、远期的行车密度符合随着服务水平和系统运输效率的提高逐次加密的特点,初、近、远期均可实现较高的服务水平。
2.2.3 车辆扩编的可行性
上述3个方案中,方案1和方案2均存在着远期扩大编组的问题。列车扩编在技术层面上虽可通过对车辆牵引、控制、辅助设备等进行改造实现,但新车与旧车的制造存在一定时间差,其匹配、衔接难度较大,且新车与旧车混编,不同的车况其寿命也不同,不但影响列车外观,还会给车辆维修带来一定的难度[5]。另外,列车扩编会对运营产生较大影响,增加了运营组织的难度。可见列车扩编发生的费用不是简单地增加车辆的费用,还包括相当部分的技术改造及额外费用。例如上海轨道交通一号线列车由原来A型车6辆编组扩编为8辆编组,公开招标订购价格1 320万元/辆,大大超过新购同类型车辆的价格(约900万元),且实施过程复杂,实施难度较大。
方案1、2还可考虑远期重新购置6辆编组车辆,原有4辆、5辆编组车辆调配至其他线路使用。但目前信号系统中的列车自动控制系统都要依赖于车载设备对列车进行控制,线网每条轨道交通线路的信号系统配置及系统供应商都可能不相同,因此,转线运营将面临着信号系统的改造或完全更新的问题,而方案3则不存在此问题。
2.2.4 综合评价
通过以上分析比较可知,方案1近期运能对近期客流增长适应性不强,不宜考虑;方案2与方案3主要差别在于,方案2初、近期系统服务频率较方案3略高,但方案2存在远期列车扩编问题,因此在首批车招标时就要附带考虑远期扩编的实施条件。车辆设计必须满足远期扩编对系统接口的兼容、列车运行控制系统的衔接,以及设备容量和安装空间的预留条件等,这些因素无形中都会增加初期车辆制造成本和购置费用。
考虑到本线的客流水平、客流特点及城市规模,从适当的运能储备、提高服务水平、有利于运营管理、吸引客流、车辆购置及运用等方面综合考虑,郑州地铁一号线最终采用方案3,即初、近、远期均采用6辆编组的固定编组形式。
2.3 列车动拖比
根据郑州地铁一号线线路条件,从列车动力性能和列车故障运行能力方面,对6辆编组4动2拖和3动3拖两种组合形式进行了比选。
牵引性能方面:6辆编组4动2拖时,列车起动平均加速度可达到0.9 m/s2,列车起动加速快,有利于缩短加速时间,提高列车运行速度;而采用3动3拖时,列车起动平均加速度为0.83 m/s2,加速性能略差。结合一号线地下线路多断面起伏的特点,为了提高列车动力性能,宜采用4动2拖。
故障运行能力方面:对 3动3拖列车在线路最困难区段故障运行能力进行检算。采用B型车3动3拖编组的列车,在超员载荷并且损失1辆动车牵引力时,起动粘着系数取0.15,能在3%的坡道上以0.25 m/s2的加速度起动,并能行驶至最近车站,乘客下车后空车返回车辆段;在救援工况下,起动粘着系数取0.23,1列空载列车牵引1列超载(无动力)故障列车能在3%的坡道上起动,有0.14 m/s2的剩余加速度,计算粘着系数偏高,在线路条件不好的情况下可能会出现打滑现象。通过检算,3动3拖编组的列车故障运行能力尚可,但故障救援能力显得不足。虽可采用架控方式减少列车故障时动力损失的比例,提高列车故障运行能力,但架控模式的动车造价较车控模式动车高,从而使得3动3拖架控车辆与4动2拖车控车辆价格相当。 而4动2拖编组动车牵引性能好,可实现0.9～1.0 m/s2的起动平均加速度,采用车控方式即可适应车辆在丧失1/4动力和丧失1/2动力的故障条件下运行,能够满足更高的故障牵引性能要求。
牵引能耗方面:4动2拖编组动车配置较3动3拖编组多,列车牵引能耗也相应较高。根据列车牵引仿真计算,与3动3拖编组相比,4动2拖编组列车单程运行牵引能耗高约13%。经测算,运营初期年牵引能耗支出高约218万元,25年运营期累计增加牵引能耗支出净现值434万元。
综上,4动2拖编组列车虽牵引能耗较3动3拖方案略高,但在列车牵引制动性能、运营可靠性、故障运行及故障救援能力方面更有保障,因此郑州地铁一号线列车采用了6辆编组4动2拖方案。
3 结论
综上所述,郑州地铁一号线车辆初、近、远期均采用6辆编组4动2拖方案,其排列形式为: +Tc*Mp*M=M*Mp*Tc+。其中:Tc车为带司机室的拖车;Mp、M车为动车,Mp车为带受电弓的动车;+为全自动车钩;=为半自动车钩;*为半永久车钩,Tc、Mp、M组成独立的单元车组。初、近、远期高峰小时列车运行交路如图1、2所示,列车配属情况见表3。
对于建设首条轨道交通线路的城市,在首批车招标时就要系统考虑列车编组这一问题。一般来说,列车的编组形式需要在大量客流预测的基础上结合乘座舒适度和服务水平的发展与提高等客观因素综合确定。而对于某个确定的客流预测值,列车的编组形式又决定了高峰小时列车开行对数、列车配属数、列车的运行交路以及系统的输送能力等。因此列车编组必须从线网规模、服务水平等角度,用可持续发展的观点统筹考虑,择优选择。
摘要：在研究郑州地铁一号线客流预测的基础上,对满足客流预测的3种方案进行比选,从运能适应性、服务水平、车辆扩编的可行性以及列车动拖比等方面进行研究,从而得出郑州地铁最终的编组方案。
关键词：郑州地铁,客流预测,编组方案
参考文献
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上海地铁一号线 篇9
1 一号线车辆气动门系统存在的问题
( 1) 气动部件稳定性差。A1 型车气动门属于电控制气驱动门,采用双向作用的气缸作为驱动装置,钢丝绳作为传动机构,锁钩作为锁闭机构,由中央控制电磁阀来控制侧门的开关及锁定［1］。在长期使用过程中,常常出现以下问题: 驱动风缸卡滞、变形,内部活塞伸缩管弯曲、开裂、折断,缸体两端密封圈、活塞密封圈和连接气管失效漏气,风缸支座易断裂,时有滑轮出槽; 钢丝绳断股掉线、易松动、钢丝绳变长导致门页动作不同步,铜块磨损断裂; 锁钩磨损,锁钩无法正常扣上锁销,解锁风缸漏气、失效等等,稳定性差。
( 2) 开、关门速度参数调整耗时。气动门开、关门的速度需要人工调整,在这个过程中,检修人员要同时对关门速度阀、开门速度阀、关门缓冲阀和解锁节流阀进行调节,以确保开关门速度在要求范围内,实现开、关门到位前的缓冲及同步到位。对于单个门,这是很容易实现的,但要保证整列车60 对侧门同步开关,没有丰富的经验和充足的时间很难做到。
( 3) 门电路可靠性低,故障率高。A1 型车侧门控制系统所需继电器达296 个,触点多,连线复杂,触点开闭频繁,触点在开闭时也会受到电弧的影响,极易引起继电器接触不良等故障,可靠性低。统计2012 年A1 型车气动侧门的正线故障,因气动部件和门电路继电器的故障占全年故障的53% ,常常导致列车晚点,甚至清客回库,造成严重的人身安全隐患及经济损失。
( 4) 无自动防夹、故障诊断等功能。A1 型车侧门无障碍检测功能,门页夹人夹物后,不会自动打开,需要司机看到门未关信息并操作“重开门”按钮后,门才能重新打开,此举给司乘人员带来极大的麻烦,也是造成故障的一个主要原因。另外,在侧门发生故障后,只能通过行程开关给出的信号判断侧门是否关锁到位,并不能对侧门的具体故障情况进行记录及诊断,因此,频繁的侧门故障耗费检修人员大量的查找、处理时间。
( 5) 进口配件采购成本高。门机构气动部件如中央控制阀、驱动风缸、钢丝绳、锁钩等全为进口配件,购买困难,采购周期长,维修的人力成本和经济成本高。国内有厂家曾仿造过驱动风缸和锁钩,但质量均不过关,不能满足列车的使用要求。
2 改造范围及采用的先进设计
根据专家计算、试装分析及讨论的结果,侧门系统除上导轨( 有悬挂及导向机构) ,门扇,内、外门槛,上密封毛刷等使用原车部件外,其余全部用国产新设计产品替换。
2. 1 采用电机驱动和丝杆/ 螺母传动方式
为提高侧门动作的稳定性,改造后的侧门采用直流无刷电机驱动( 见图1) ,自润滑的丝杆/螺母传动方式( 见图2) 。电机具有寿命长、免维护的特性,丝杆采用不锈钢大螺距丝杆,螺母采用高强度POM材料,传动效率高,阻力小,无噪音且维护工作少,寿命长。设计的电机可合理地调试及控制侧门开关动作,无须人工调整侧门开闭速度,也消除了原驱动风缸驱动时排出的压缩空气噪音。丝杆一半是右旋螺纹,一半是左旋螺纹,左、右旋螺纹中间对称,丝杆通过螺母副可实现精准同步传动。门扇的运动由电机驱动丝杆来实现,其中左铰链螺母组件与左门扇相连,右铰链螺母组件与右门扇相联,当电机驱动时,电机通过联轴节带动丝杆转动,丝杆左、右两边有相对称的螺纹,丝杆转动后,连接门扇的左、右铰链螺母就可实现两门扇的开/关门动作。驱动机构通过各个组件的支撑座固定在安装架上,再通过4 件机构安装架固定在上导轨上,采用模块化设计制造,所有部件易于接近,可在车内进行维护、调整。
2. 2 采用LS锁闭技术
改造后的锁闭装置采用自主研发的LS锁闭技术。LS锁闭装置结构简单,噪音低,运动特性好,可靠性高,其采用螺纹的螺旋升角小于摩擦角时螺纹具有自锁功能的原理,传动丝杆在门系统关闭位置设置变升角螺杆的锁闭段,依靠自锁的原理使变升角螺杆锁住自适应螺母,即可靠地锁住了门。当电机使变升角螺杆正、反双向转动时,使自适应螺母和门产生与变升角螺杆轴线相平行方向的同步移动,通过使自适应螺母进入与退出变升角螺杆的锁闭段来实现门机构的锁闭与无源自解锁。
变升角螺杆的螺旋槽分为3 段,即螺旋升角大于摩擦角的工作段,螺旋升角小于摩擦角的锁闭段,以及介于这两者之间的过渡段( 见图3) 。在过渡段,螺杆的螺旋升角由非自锁逐渐过渡到自锁的螺旋升角。
门机构的锁闭及解锁均无需额外的动力源,仅依靠螺杆自身的正、反向转动实现自适应螺母( 门)的被锁闭与自解锁。
2. 3 门控制系统采用电子门控单元( EDCU)
每个门控制系统取消继电器和中央控制阀,采用独立的EDCU控制。EDCU具有一个硬件设计( 继电器) 以实现安全要求,同时用一个微处理器控制侧门电机并驱动串行线路。EDCU是68332 微型基控单元,其动作由单独的监控电路进行监控,使得在故障情况下继电器不能输出,且具有RS232 接口,可以下载储存信息如故障信息等用于维护,也可上载新的软件。
EDCU可以稳定地控制电机电流和电压,使门的运动快速、平稳。开、关门均具有二级缓冲功能,门在接近全开或全关时转为低速,其余区段可为高速运动,高、低速区段可以通过软件设定。正常开、关门时间可以通过软件调节。另外,EDCU预留了MVB接口,后续列车传统的控制系统改造成MVB总线控制后,列车侧门控制和监测信号可通过总线进行传输。
EDCU的控制原理如图4 所示。
根据EDCU控制原理分析,单个门实现控制的器件可以用EDCU替换,原门电路可以取消8K05、8K06 等共计188 个继电器。另外,为满足EDCU的控制要求,门电路还增加了零速线、蓄电池紧急模式线、开关门线和重开门线4 条贯穿整车的信号线,以兼容原电路。
3 改造后的效果
3. 1 效果分析
3. 1. 1 电动门型式试验结果
改造后电动门需要根据《城市地铁车辆电动客室侧门行业技术规范》进行型式试验。试验结果表明,改造门不仅满足原车辆的正常开关门功能、侧门解锁、隔离功能、零速保护及故障情况的安全防护等要求,相比原气动门还增加了障碍物检测功能、侧门系统故障诊断记录以及在线读取功能。各项目参数、功能经过实验室测试及现场测试,情况良好,具备装车上线运营条件。
3. 1. 2 门参数调整效率
改造后开、关门速度及时间可通过软件设定,无须手动调整,与改造前相比,60 对门参数调整时间减少50 h,作业效率大幅提高( 见表1) 。
/h
3. 2 门的可靠性
图5 列出了改造前、后一年内A1 - 0102 号车侧门故障数据,从图中可以看出: 改成电动门后,门电路中继电器和门机构部件的故障次数大幅减少,与改造前相比,降低了57% 。门系统的可靠性显著提高。
4 结束语
广州地铁一号线车辆气动门改造成电动门后,门系统与原车体结构兼容,整列车60 对门参数调整时间减少了50 h,门电路因使用EDCU而删减了188 个中间继电器,还增加了障碍物检测、侧门系统故障诊断、记录以及在线读取等功能,故障次数比改造前减少57% ,可靠性和实用性明显改善,降低了维修成本。
参考文献
上海地铁一号线 篇10
一、武汉城市地铁英文标识现状
1. 武汉地铁是“subway”还是“metro”
从武汉地铁的logo来看, 采用的翻译是“metro”。但是在武汉火车站处出现“subway”。那么到底是“subway”还是“metro”呢?对此, 王银泉教授在《南京地铁是Metro还是Subway》一文中指出, “subway”一词更好。其一, 从构词法而言, “subway”意思更为显而易见, 前缀sub-, 表示“在……下面”, “subway”也就是“在……下面的路”;其二, “Metro”是个多义词, 还表示大都市, 是“metropolitan”的简称。
2. 标识不统一
武汉地铁英文标识存在同一个中文标识出现多种译文的现象。例如, “长途汽车”一词出现三种翻译, 分别为“coach”“long distance bus”“intercity bus”。类似情况都应将其统一化。
3. 拼音问题
在武汉地铁4号线杨春湖站内, “三阳路”“大智路”“崇仁路”等均采用“全拼音化”, 翻译为“Sanyanglu”“Dazhilu”“Chongrenlu”。而“青年路”“江汉路”则译作“Qingnian Rd.”和“Jianghan Rd.”, 这种译法违反了地名“单一罗马化 (the Single Romanization System) ”原则。2012年9月, 中国铁道部下发通知, 为规范铁路车站站名的英文译法, 铁路车站站名的英文拼写统一采用汉语拼音, “东南西北”方位词作为车站站名的固有部分, 不按英文音译, 方位词统一采用汉语拼音。
4. 不礼貌性
何自然在《语用学与英语学习》一说中曾提到, 礼貌性是人类交流中非常重要的一大社会规约。类似于“请勿扶门”“请勿抢上抢下”这类标识, 最好在其后加上“please”, 即“Do not touch please”“No Rush Please”。
5. 拼写错误和大小写使用不当
在武汉地铁2号线江汉路站出现这样的标识——“武汉市中心医院 (南京路院区) Nangjing Lu Districtof The central Hospital of Wuhan”。此处应该为“Nangjinglu District of the Central Hospital of Wuhan”, 此处既有拼写错误, 又存在大小写问题。
6. 译法不准确
一些看似正确的标语, 但与官方发布的译法不同, 或与固定表达不一样。如“湖北经济管理干部学院”被译作“Hubei Cadre Institute Of Economic Management”, 从语法上看这种译法没有错误, 但在其官网http://www.hbeim.org/上, 译文为“Hubei Economic Management Cadre Institute”。再如武汉地铁内多次出现“不可回收物”这一标识, 均被译作“Unrecyclable”。但汉语的“不”对应英语有多种表达, 如“no”或“non”等, 而“non-recyclable”是固定形式, 指“不可回收之物”。 (潘文国, 44) 建议遵循官方译法及固定表达。
7. 涉及文化的翻译问题
由于中英文化差异, 带有文化色彩词语的翻译应该尤为注意。在武汉地铁4号线车厢内有关于优先让座的标语, 其中老人译作“the elderly”, 这是不规范的。在中国这个”尊老爱幼”的文化氛围内, 老人是享有极高的地位的;而在西方, “老”则意味着去日无多。故而此处最好译作“the seniors”。
二、错误原因分析及措施
1. 乘坐人员
目前来看, 武汉地铁乘坐人员大多数为中国人, 她们漠视英文标识, 即使是英语专业的学生和老师都不关注英文标识, 他们习惯于看中文, 如此以来, 英文标识的规范与否与他们无关, 丝毫不影响他们准确地获取信息。针对于此, 乘客应该做个有心人, 意识到城市形象的好坏与我们自身息息相关, 积极纠错修正。
2. 翻译人员
许多翻译人员本身不专业, 在翻译时也没有尽心尽力地查阅资料、仔细核对, 忽略了中西方文化差异、中西方语言表达习惯的差异, 很多标语直接按照字面意思进行翻译, 词不达意, 贻笑大方。“Among all factors affecting the occurrence of stylistic shifts, the role of the translator stands as the most recognizable factor”。 (Dr.Mohammad) 由此可见, 要严格甄选译者。
3. 监管部门
监管部门是最重要的一个因素, 不管前面环节出现怎样的纰漏, 只要监管方严格把关, 那么所有问题都会在此环节暴露出来并得到解决。
三、结语
没有人希望进入地铁站看到的只是千篇一律的修长车身, 冷淡的灯光和琳琅满目的商业广告;更没有人希望进入地铁站看到的是满目苍夷的英文标识错误。地铁英文标识的规范与否直接影响到城市精神文明, 在越来越国际化的中部城市武汉更是如此。武汉地铁标识英文翻译貌似不起眼, 却能在细节处决定成败, 绝对值得小题大做。
摘要：本文以武汉城市地铁2号线和4号线为研究对象, 系统全面地分析武汉地铁英文标识, 指出问题并给出修改方案, 以期能引起相关部门的重视, 构建出一套有理论依据的、高水平的、统一的武汉地铁英文标识体系, 奠定良好的城市建设基础。
关键词：武汉地铁,英文标识,城市建设
参考文献
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