一、列车及机车车辆在站内的作业流程

为了合理地确定各项设备的相互位置和相互联系,必须正确掌握列车及机车车辆在站内的作业流程,认真分析各项作业间的相互联系。

如图3-2-1-1所示为区段站主要作业流程框图。现以A至B一个运行方向的流程为例,说明列车及机车车辆在区段站内的作业程序。

1. 旅客列车自A方向接入到发场靠旅客站台的到发线后,一般不需要换挂机车,旅客乘降及行包装卸完毕后,即可向B方向发车。

2. 无改编中转列车自A方向接入到达场后,需要进行以下作业,本务机车入段,车列进行技术作业,本务机车换挂,然后向B方向发车。

3. 到达解体列车自A方向接入到发场后,机车入段,车列经技术检查后,由调车机车迁出解体,解体车辆在调车场集结待编或待送。

4. 自编始发列车的车流,在调车场集结成列,经过编组由调车机车迁出转线至到发场进行技术检查等作业,然后挂上机车向B方向发车。

5. 解体完了的本站作业车,在调车场集结成组,由调车机车送往货场(或工业企业线),装卸完毕后,又由调车机车自货场(或工业企业线)取回至调车场,编入区段或摘挂列车内。

6. 站修所(或车辆段)扣修的车辆,亦由调车机车自调车场送至站修所(或车辆段),修竣的车辆又自作业地点取回至调车场。

从以上作业流程分析,可以得出下列结论:

1. 旅客列车到发线应紧靠正线,使列车到发有顺直及便捷的进路。所有客运设备应设于靠近城镇的一侧,以利客运业务的组织及旅客出入车站。

2. 货物列车到发场也应紧靠正线,使列车到发有顺直及便捷的进路。

3. 调车场应尽量靠近到发线场,使车列转线的行程较短,干扰较少。

4. 机务段(或机务折返段)的位置应尽可能接近到发场,并要求有便捷的通路,以利机车及时出 入段。

5. 货场的位置,一方面希望设于靠城镇一侧,便于货物搬运;另一方面又希望靠近调车场,以减少车辆取送时间及干扰。工业企业专用线应尽可能从调车场或货场接轨,以利于车辆取送。

6. 站修所(或车辆段)要靠近调车场,以缩短扣修车辆的取送行程。

区段站是为相邻牵引区段服务的,主要办理无改编中转列车的作业,因而缩短无改编中转列车的作业流程和停站时间以及提高车站的通过能力就成为研究区段站设备布置的主要任务。

二、主要设备的相互位置及相互联系

车站各项主要设备是为承担各项作业而专门设置的。但从整个车站来看,各项作业是紧密联系而又相互制约的。因此,在布置车站各项设备时,必须注意各项设备的相互联系。

在设计过程中,还应遵循保证车站作业安全和必要的通过能力,保证车站技术作业尽可能平行办理和流水作业,节约工程费和运营支出,保证车站进一步发展的可能性和更好地为城镇及工农业生产服务等原则。

区段站是为相邻牵引区段服务的,主要办理无改编中转列车的作业,因而缩短中转列车的停站时间及提高车站的通过能力就成为区段站设备配备的主要任务。

编组站以处理改编中转货物列车为主,调车设备是其核心设备,编组站车场和各项设备的配置要围绕提高作业效率和车站改编能力来进行。

1. 客运业务设备及客运运转设备的配置

编组站很少办理客运业务,一般不设客运设备,仅利用正线办理客车通过作业。

办理客运业务的区段站的旅客站房应设置在城镇同侧,以方便旅客进出站。旅客列车到发线要靠近站房并直接连通正线,其一端应接通机务段,以便必要时更换机车;另一端与牵出线要有直接通路,以便利调车机车自牵出线往客车到发线摘挂客车车辆。到发线与站房之间要留有适当距离,以便将来发展。

2. 货物运转设备的配置

(1)货物列车到发线

区段站的货物列车到发线设在与旅客列车到发线相对应的正线的另一侧并与正线接通。由于到站改编的区段列车和摘挂列车要从到发场经由牵出线在调车场内进行解体,自站编组的区段列车和摘挂列车要进行编组并经由牵出线送往到发场发车,因此调车场应尽量靠近到发场。调车场与两端的牵出线(有时设有小能力驼峰)组成增套调车设备。

为保证各衔接方向列车同时到发,避免与其他作业进路交叉干扰,一般应将上、下行货物 列车到发线分别设置。

(2)车场

由于到达解体列车要从到发场经由调车设备进行解体,自编始发列车要进行编组并经由 牵出线送往到发场发车,因此调车场应尽量靠近到发场。到发场与调车场纵列配置可以提高车站作业的流水性,为了减少站坪长度,区段站的调车场一般和到发场并列配置,编组站则根据作业需要进行配置。

编组站通过车场的位置,应根据通过列车运行顺直,便于甩挂作业,机车出、人段便捷,对编组站作业干扰少,节省设备和定员等要求确定。横列式编组站的通过车场一般设在到发场 旁;混合式和纵列式编组站的通过车场一般设在出发场旁;当通过列车有甩无挂时,也可以设 在邻近机务段的到达场旁。

(3)货物运转设备扩建和改建

随着运量的增长,有时需对区段站货物运转设备进行扩建和改建,因而在货物运转设备的配置上应考虑未来发展的可能。一般当到发场与调车场需要扩建时,可将调车场的部分股道改成到发线,而在调车场外侧加铺调车线。

图2为货物运转设备的一种配置位置,这是上、下行货物列车共用一个到发场,调车场设于到发场外侧的单线横列式区段站布置图。

图3-2-1-2 货物运转设备及机务设备的配置方案

在双线铁路上设区段站时,由图2的一个到发场变为按上、下行货物列车分设的并列到发场,这就形成双线横列式区段站布置图。

当双线铁路横列式区段站的运量大,旅客列车对数又较多时,可将上、下行两个方向的到发场分设于正线两侧,逆行车方向全部错移,这就形成纵列式区段站的布置图形。

当客、货行车量均较大,对既有区段站改建受条件限制,原有横列式布置图的车站,横向无进一步发展可能时,可将原有的战场改为专供旅客列车使用的到发场,另建供货物列车使用的到发场和调车场,这就构成了旅客列车到发场与货物运转设备纵向配列的图形,即客、货纵列式区段站布置图形。

从以上初步分析可知,区段站各种布置图的构成与发展,主要是根据与车站行车量大小及性质、车站通过能力直接有关的设备相互位置来确定的,也就是根据正线、旅客列车到发线(场)及上、下行货物列车到发线(场)不同的相互位置而形成的。

3. 机务设备的配置

(1)区段站机务设备的配置

在区段站上,列车机车的换挂、出入段及整备是区段站作业的主要组成部分。因此,合理配置机务设备,不但能加速机车车辆周转、提高车站通过能力及节省基建投资,而且对站场各项设备的总体布局及发展也有很大影响。

1)决定因素

车站性质、站型及远期发展

地形、地质、水文、主导风向等自然条件

机务段的性质(基本段、折返段)及规模

机车牵引类型

城镇规划

新建机务段的位置,应根据车站及机务段性质、作业要求、机务段的规模、车站布置图形、远期发展和城镇规划等条件,结合地形、地址、水文、主要风向和便于排水等因素确定。

区段站机务段设备的设置位置与机车在区段站进行的作业密切联系。到达列车的本务机车要入段,出发列车的本务机车要出段,因此,机务段应靠近到发场,以便于机车便捷地出入段。另外,应保证在咽喉区有足够的平行进路,以便列车到发、机车出入段及调车作业可以同时进行。

2)机务段位置的可选方案

在区段站上,机务段的位置可以有以下几种方案(图3-2-1-2所示)。

机务段设在站房同侧左端(简称站同左——方案Ⅰ)及右端(简称站同右——方案Ⅱ)方案。这两种方案的缺点较多,如机务段设在站房同侧,会恶化城市居民区的环境;到发场的列车更换机车,必须跨越正线;靠机务段一端站场咽喉区布置复杂,另一端机车出入段走行距离长;在改建时因城镇用地紧张,自身发展比较困难。所以在新建区段站时,一般不采用这两种方案。

机务段设在调车场外侧与调车场并列(简称站对并——方案Ⅴ)。采用这种方案时,机车出入段虽与调车作业相互干扰,但与列车到发的交叉则平均分配在车站两端咽喉区。两端咽喉构造较简单,不需设专用机车走行线。机车出入段时,在站内走行距离可大大缩短,用地也较少。其主要缺点是受机务段位置的影响,车站横向发展比较困难,当改编作业量较大时,机车出入段对调车作业干扰较大,故一般不宜采用。在改编作业量很小的区段站上,如远期无大发展的内燃或电力机务段且其规模又较小时,可考虑选用该方案。

机务段在站房对侧右端(简称站对右——方案Ⅲ)及站房对侧左端(简称站对左——方案Ⅳ)。这两个方案的缺点是占地较大,机务段一端咽喉比较复杂。另一端机车走行距离较长。但它明显的优点是机车出入段与其它作业的相互干扰比其它任何方案都少。

在双线铁路区段站上,到发场(线)通常是按行车方向别(上、下行)使用的。若机务段在站对右位置,则一个方向机车出入段与另一个方向列车出发产生交叉;如机务段在站对左位置,则一个方向机车出入段与另一个方向列车到达产生交叉。显然,列车出发较列车到达的速度低,较为安全;占用的进路时间短,妨碍的时间也较少。由此可知,到达交叉比出发交叉严重。尤其当发展成纵列式图形时,站对右方案的机车走行距离远比站对左方案要短。因此,站对右方案较站对左方案更为有利。

在单线横列式区段站上,上、下行到发场(线)混用,机车出入段与上、下行两个方向列车到达、出发进路所产生的交叉性质相同,因此机务段设在站对右或站对左方案对进路交叉的影响并不明显。但考虑到日常工作组织中,人们往往习惯于按左侧行车规则相对固定地使用到发线,显然,在这种情况下,机务段设在站对右要比设在站对左更为有利。

综上所述,新建单线横列式区段站首先应考虑机务段设置在站对右的位置,其次是站对左的位置。对远期没有多大发展的区段站,必要时也可考虑站对并的方案。在我国横列式区段站上,机务段设在站对右及站对左位置的,约占总数的2/3左右。其中新建横列式区段站的机务段大部分设在站对右的位置,其次为站对左及站对并的位置。

3)机务整备设备的布置

采用循环交路时,机务段所在站的到发线上要办理一部分整备作业。为保证列车机车不摘钩,可将整备设备设在到发线上,如图3-2-1-2种的①、②所示。在困难条件下,也应设置在机车停车地点附近,以便减少机车往返行程和交叉干扰,保证在规定的停站时间内顺利完成整备作业。如内燃机务段是由蒸汽机务段过渡而来的,其设置地点与前述各方案一致。

新建区段站上设有内燃机务段时,如采用肩回交路,在机务段所在站上,全部机车设备均设在站内,机务段在车站上的配置方案,与前述方案相同。在机务折返段所在站上,如机车不需要转向,而气候条件又适合在露天进行整备时,其整备设备的用地宽度一般为30~50m。这时,在横列式区段站上,折返段也可考虑设在到发场近旁,以减少机车走行距离及咽喉区的进路交叉;在纵列式区段站上,折返段也可考虑设在中部咽喉区附近。如采用循环交路,无论机务段或机务折返段所在的车站上,主要整备设备都考虑设在到发线上或设在上、下行到发场之间,或设于咽喉区附近。

在电力牵引的区段上,仍需以内燃机车作调车机车之用。若有支线衔接,在支线上往往仍需采用内燃牵引。而且电气化时,亦应尽量利用原有机务设备。故在实践中,电力机务段一般都属于混合段性质。其机务段设备在区段站内的配置方案,与内燃牵引的情况基本相似。由于不需要设燃料供应设备,故更便于将全部整备设备布置在到发线范围内。

(1)编组站机务设备的配置

机务段在编组站上的设置位置视布置图的类型及各项设备的相互位置,并结合地形、地质和风向等条件确定。

横列式编组站机务段应与到发场纵列设置,一般设在接发列车较多的到发场出口端,若上、下行作业量较均衡时,机务段的设置位置应利于发展为单向混合式编组站或双向编组站。

单向混合式编组站的机务段,通常有布置在到达场两侧或调车场尾部牵出线两侧4种方案。为减少机车出入段对调车场尾部牵出线能力的影响,方便通过列车换挂本务机车并利于向纵列式图型发展,一般将机务段设在到达场旁边反驼峰方向一侧。

单向纵列式编组站的机务段有布置在到达场两侧、调车场两侧或出发场两侧6种方案。为减少机车出入段走行距离和对站内其他作业的交叉干扰,有利于发展为双向编组站,机务段一般设在到发较为集中的出发场或到达场旁反驼峰方向一侧。

在双向编组站上,一般将机务段设在两套调车系统之间并靠近车流较大的出发及通过车场一端。路网性的双向编组站,为减少机车出入段的走行距离及与其他作业的交叉干扰,可考虑增设第二套整备设备。

当编组站的通过列车较多且机车不进段作业时,经技术经济比较,可在通过车场附近设置必要的整备设备。

4. 货运业务设备(即货场)的配置

货场直接为工农业生产和城镇居民生活服务,其设置位置合理与否,对城镇运输和铁路作业均有较大的影响。货场的设置位置既要根据地方货源、货流情况,靠近收发货单位,又要考虑地形条件,节省造价;既要便利装卸取送作业,又要考虑地方运输的便捷。因此,技术站货场位置应结合城镇规划、货源及货流方向、地形条件、地方搬运方式、城市道路与铁路交叉的方式、环境保护需要、铁路行车量、货物品种以及装卸量等加以确定。

(1)区段站货场的配置

1)货场设置原则

①尽量靠近主要货源货流一侧,便于货主取送

②车辆取送便利,行程短,交叉少

③均衡两端咽喉作业负担

④留有车站发展和货场发展的余地

2)货场设置方案

货场在区段站内的位置,基本上可归纳为两类:一类在站房同侧(方案Ⅰ、Ⅱ),另一类在站房对侧(方案Ⅲ、Ⅳ),如图3-2-1-3所示。

图3-2-1-3 货运业务设备(货场)及车辆设备的配置方案

一般,区段站均位于中、小城镇,所以货场宜设在站房同侧,也就是设在城镇主要货源、货流的同侧。其优点是货场靠近工矿企业、物资单位与居民区,便于货物集散,货主搬运车辆无需跨越正线。其缺点是货场作业车取送必须跨越正线,干扰正线行车,在货场规模大、占地多时,布置上也有一定困难。当货场设于机务段同一侧时(方案Ⅱ),对作业影响大,因该端咽喉作业十分繁忙,既有客货列车的到发,又有机车出入段,如果再加上货场取送作业,则相互干扰严重,必然影响咽喉区的通过能力。因此在方案Ⅰ、Ⅱ中,当机务段设于站对右位置时,在其它因素相同的情况下,以采用方案Ⅰ为宜。

当货源、货流主要方向在站房对侧时,将货场设在调车场一侧最为理想,这样既便于取送作业,又有利于货主搬运。但在大部分情况下,这一位置往往与城镇主要货源、货流不一致。其优缺点正好与货场设在站房同侧相反。这种方案的实质是把铁路内部取送作业对正线的干扰转换为铁路与公路的交叉干扰。所以,只有当行车量与装卸作业量两者都较大而又设有铁路与公路的立交设备时,才宜把货场设在站房对侧。这时,应与机务段位于同一侧,以利车站纵向发展。如机务段设于站对右的位置,则可采用第Ⅲ方案。

一般来说,单线铁路区段站的货场宜设于站房同侧,咽喉结构简单的一端(方案Ⅰ)。远期将发展成为双线铁路的区段站,在地方运量较少时,货场仍宜设在站房同侧。当近、远期地方运量均较大,且在站房同侧布置较大的货场有困难时,货场可设于调车场次要牵出线附近(方案Ⅲ)。如近期运量小、远期运量大,则可根据情况有计划地分设两个货场。近期在站房同侧设一个货场,远期在站房对侧增设整车货场,并将在站房同侧原货场改作零担货场。对某些品种特殊的专业性货场,如危险品、有毒品、有碍卫生的粉末状货物,则应远离城镇居民区,设在城镇的下风方向。

当正线列车对数较多,货场装卸量较大时,站房同侧的货场应设货场牵出线,避免占用正线调车。设在调车场同侧的货场,如调车场的牵出线作业量大,也可预留或设置货场牵出线。如货场与城市不在正线的一侧,且正线行车量、调车作业量和货物装卸量均较大时,在工程不很困难的情况下,城市通往货场道路与铁路的交叉应采用立体交叉。

(2)编组站货场的配置

为减少对编组站各项作业的干扰,货场(或岔线)最好不在编组站接轨,如必须在编组站接轨时,其衔接方式应视货场(或岔线)到发车流性质及车站布置图型等因素确定,一般不宜靠近机务段的咽喉区。如果货场(或岔线)以到达车流为主,宜在调车场尾部接轨,以便于把在调车场集结的车辆及时送往货场(或岔线);如果货场(或岔线)以出发车流为主,宜在到达场的咽喉 区接轨,以便于货场(或岔线)取回的车辆及时解体;如果货场(或岔线)的到发车流较均衡,应根据编组站的站型确定接轨位置。

5. 车辆设备

在区段站上,一般应修建列车检修所、站修所及车辆段等有关的车辆设备。

列车检修所(简称列检所)一般设在到发场一侧,靠近运转室,在区段站上往往设在站房附近,以便于列检值班员与车站调度员或值班员的工作联系。

站修所承担车辆辅修、摘车轴箱检查和摘车临修工作,应设在调车场最外侧远期发展的范围以外。

车辆段的任务是完成车辆的定期检修,不是每个区段站都设置。当设置车辆段时,待修的车辆要由调车场送到车辆段,修好的车辆由车辆段取回调车场。由此可知,车辆段与调车场的关系最为密切。因此,其设置位置应便于检修车辆的取送,而且不妨碍调车场扩建及车辆段本身的发展。