1 April 2007

回應與挑戰 (12)︰轉向架的問題


(圖片來源︰結冰貍之《初次拜訪,但即將曲終人散?!》)


首先,回顧一下闕河淵的說法。在文建會委託欣陸公司所作的90%保留方案(也就是《樂生與捷運共構的問題︰五個方案之比較》中的E案)。該方案預計將扇形軌道向南移,維修機廠向東移,以保存90%的樂生院區,這樣作法的缺點是,造成扇形軌弧度過大,反向曲線(S形曲線)之間的直線段距離過短,只有5公尺。

台北市捷運局的說法是,5公尺的直線段太短,因為根據捷運局的軌道設計規範,反向曲線之間的直線段至少要25公尺,而且光捷運車廂就有23.5公尺長,如果直線段只有5公尺,會有翻車的危險。

闕河淵卻認為,捷運車廂進入維修廠的速度都很慢,只要速度慢,直線段距離就可以縮短,在每小時25公里的速度下,5公尺的直線段距離絕對夠,高雄捷運、台鐵、高鐵…都是採用這樣的標準。

然而,在三月二十四日的PTT捷運板上,網友eduardo將「高雄捷運股份有限公司土建及車站工程設計規範」裡,有關直線段長度最小需求的部分節錄出來,我轉載如下:

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7.2.4 路線的基本要求

2. 緩和曲線

(1) 於正線直線路線與圓區線之間若有超高時,應設置緩和曲線(若曲率半徑超過2000m時,無須設置緩和區線),其長度依行車速度及最大超高不足變率而定。

(2) 於複合曲線時之兩圓曲線間應設置緩和曲線。

(3) 車場線及部分行車速度較低之輔之線,可不設緩和區線。

(4) 反向曲線間之緩和曲線可以連續,但其超高之降坡應保持相同。若反向曲線間之緩和曲線無法連續時,應於其間設置直線段。

(5) 在圓曲線或緩和曲線之間直線軌長度不可少於下述︰

優先採用最小長度(公尺): 0.4 × V
希望選用最小長度(公尺): 0.25 × V
絕對需求最小長度(公尺): 0.15 × V 或轉向架距離,視何者為大。
其中V:km/h

(6) 應盡量避免緩和曲線侵入月台範圍。

(7) 克羅梭曲線半徑與曲線長度成反比,可適用於所有的緩和曲線。

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在上述的規則中,第(4)與第(5)跟樂生的保存有關。第(4)指出兩個軌道曲線之間如果不連續,應設置直線段連接,第(5)指出直線段的絕對最小需求為: 0.15 × V 或轉向架距離,視何者為大。

假設捷運車廂是以每小時25公子里的速度前進的話,把25帶入V中:

0.15 × 25 = 3.75 公尺

所以直線段絕對需求最小長度為3.75 公尺。

不過,先別因為3.75 公尺小於5公尺而開心,因為該規則有但書,此數字必須跟轉向架距離相比,取其大者才算數。網友netc認為,台北捷運的轉向架距離遠大於3.75 公尺,所以這個數字不能用。

所謂的「轉向架距離」,網友MOTCT三月二十八日補充說明是「兩組轉向架各別之中心點之距離」。因為我找不到新莊線C371型車廂比較清楚的圖面,所以先讓大家看看木柵線VAL256型車廂的圖片,下圖是「轉向架」︰


(圖片來源︰《台北捷運機電系統工程處》)


下圖是「轉向架距離」︰


(圖片來源︰《台北捷運機電系統工程處》)


對中運量VAL256有概念之後,在來看看重運量的C341型(?),下圖是「轉向架」︰


(圖片來源︰《台北捷運機電系統工程處》)


轉向架就在車門下︰




因為我手邊沒有正確的數據,所以只好請大家目測一下「轉向架距離」︰


(圖片來源︰《台北捷運機電系統工程處》)


下圖是未來新莊線將會採用最新的C371型車廂,請大家再目測一下「轉向架距離」︰


(圖片來源︰《捷運車輛、台灣高鐵》)

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此外,網友netc也把台鐵的《鐵路工務軌章》裡,有關直線段距離的規範,貼在PTT捷運板裡。根據《軌章》中的「鐵路修建養護規則」︰

第八條 …1067公厘軌距者,兩曲線最短直線,應為20公尺以上,兩同向曲線間之直線短於20公尺時,該改用複曲線。反向曲線間限於地形不能插入20公尺以上直線時,應用曲線遞減法將兩曲線直接連結為連續之介曲線。

此外,根據「台灣鐵路管理局鐵路建設作業程序」︰

十一、正線上直線與曲線間,除道叉外,應以介曲線連結之。…

十二、正線上兩曲線除道叉外,應於介曲線之外,插入20公尺以上之直線。反向曲線限於地形,無法依前項規 定插入直線時,應用曲線遞減法,將兩曲線直接連結為連續介曲線,…

備註︰
1.「介曲線」就是介於「曲線」跟「直線」中間的一段緩和曲線。
2. 反向曲線原則上還是以20公尺以上的直線連接起來。
3. 捷運有沒有規定曲線遞減法這個事情,還需要查證。

也因此,根據台鐵的規範,反向曲線之間的直線段長度至少也要20公尺以上,要注意的是台鐵的軌道寬度是1067mm,比起捷運的1435mm還要窄,如果軌距窄、車廂短的台鐵都需要設置20公尺的直線段,那麼軌距寬、車廂長的捷運直線段勢必要多於20公尺。

不過,經由barking的提醒,解讀這份台鐵規範的時候,必須注意它並沒有把行車速度考慮進去,因為,只要行車速度變慢,直線段的長度就可以縮短的。到底20公尺長的直線段是針對一般行車速度,還是針對進廠車輛行車速度(每小時25公里)而定訂的呢? 這一點有待釐清。

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不論是高雄捷運的規範,或是台鐵的規範,直線段的最小需求全都超過5公尺甚多,如果真的以5公尺來興建新莊線進廠軌道,勢必會發生MOTCT所謂「大龍甩尾」的情形。

網友netc認為,台北市捷運局以工程技術不可行的理由,拒絕文建會提的90%方案,確實有所根據,也很合理。現在唯一能解套的,就是在提出一個可以符合路線設計規範的機場配線。然而在現行的90%方案中,機廠的進場軌道很顯然是有問題的。

(本文的完成,感謝網友netc授權我使用他貼在PTT捷運板上的文章。我對netc的文章做了不少修改,還請見諒。)

(如果本文對軌道術語有任何的錯誤,非常歡迎捷運高手的指證。)


15 comments:

Chen-yi said...

雖然大部分是原文照貼,但要蒐集到這麼多技術資料,弱慢大大也真的是太辛苦、太偉大啦,謹向您致敬,阿扁也應該搬塊「抗癩鬥士」匾額給您啦 XD

小弟外行,所以很多術語還是不甚了解。以下是我的一些小疑問,向各位大大請教:

(一)是括號的問題(:P),在「...(5) 在圓曲線或緩和曲線之間直線軌長度不可少於下述︰

優先採用最小長度(公尺): 0.4 × V
希望選用最小長度(公尺): 0.25 × V
絕對需求最小長度(公尺): 0.15 × V 或轉向架距離,視何者為大。
其中V:km/h...
」當中,絕對需求最小長度的公式是「0.15 × (V 或轉向架距離)」還是「(0.15 × V) 或轉向架距離」呢?因為在欣陸回覆捷運局的意見中(第十一頁,第二項),也是有參考規範的,這樣感覺似乎會差很多...

(二)這...應該是錯字啦,有些時速25公里,被誤植成了時速25公「尺」(龜龜速? XD)

另外,小弟這幾天把剛剛網址的評估報告看了一遍,雖然也是一堆術語霧煞煞(:P),但也發現了欣陸沒有在報告中,給出水保審查增加的時程(雖說技術可行,但沒給說審查要花多久時間,也許這個要看政府的決心 XD);而闕前副局長說的只增加四個月,應該也只是單就工期來算,而沒有考慮變更設計、重新審查...等等重跑行政程序的時間吧?如果這些跑下去,不知會再增加多少時間呢?

其實小弟我現在已經傾向北桃銜接案了,也寄了該案給電火球院長信箱,畢竟:

(一)100%保留要比90%更誘人啊!(其實是30%比27%啦,我不貪心喔 XD)又可免再開挖、免噪音;

(二)新莊線確實有可能以初期減班為前提,分段通過履勘、通車,這是我去年也透過市長信箱問過捷運局且得到認可的;

(三)新莊機廠已經施作的部分繼續進行,但規模可縮小,以解決供電,並減輕通車初期蘆洲機廠的負荷。如果只是縮小新莊機廠規模,那麼重新設計、審查的衝擊應該會較小吧?

(四)桃園機場捷運動工了,預定完工日期和目前新莊線接近,同樣經過新莊、三重,雖然設站沒有新莊線密集,但搭配接駁公車的話,應該也能降低初期減班的衝擊;

(五)蘆洲機場和新莊「小」機廠先獨撐大局一年,一年後東門-忠孝新生段也(預定)完工、通車了,屆時中和機廠就能加入幫忙,班次數量應該可以再提升。

大家如果覺得我說的有道理,也一人一信「衝衝衝」吧 XD

Chen-yi said...

呃...補充一下上面講的最後一點(五),因為我假設新莊機廠規模縮小,所以不論變更設計、重新審查的時間、還是施工工期,都能縮短,才會得出新莊「小」機廠和蘆洲機廠應該能同時上線運作這個結論。這個,還只是「假設」而已 :P

還是要呼籲台北市捷運局啊,認真評估吧~你們不是向來都說:「市長有交代,要秉公處理...」嗎 XD

Barking said...

呃,我想提出一些疑問@@

首先,評估報告書 附件十二-捷運局回覆意見-說明第二項中提到,90%方案中反曲線間直線段最短處為8.33752公尺
第50頁(圖片頁碼)則有捷運局指出18處不符合其規範的直線段,除A,D,H三處其餘均長於7米,亦不適以5米作為討論基準?

再者,若每個車門下方均設有轉向架,目測可粗估轉向架間距約1/4車廂長,即約5.7~6.0公尺,且一節列車具有4組轉向架?如此配置要行駛曲線時,4具排成一直線的轉向架卻必須與曲軌服貼,可以想像相當困難,且與MRT板相關討論中前後各一轉向架的說法也不符,可否釐清一下(_ _)
(若僅前後共2組轉向架在車門下方,其間距約為17.6米左右)

又,臺鐵列車極速動輒上百公里/小時,營運正線的直線規範是否與進廠路線一致?轉向架可動幅度是否相同,這些都還有疑問,還有未加上的高雄捷運規範與設計的部份,均需要更詳細的資料orz

(因為從前看過的模型火車都沒有轉向架還照彎不誤,所以最近才知道有轉向架這玩意兒...""orz)

還有一個與曲線較無關的部份,闕河淵先生在公民眾議院節目中提到的潛盾隧道工程,有...板友提出是因為2B工地(即捷運局原訂拆除範圍)衛生署或院方尚未點交給捷運局,因此停工,如果能對這部份做了解,相信也對釐清樂生抗爭是否延宕捷運工程有所幫助

您這邊的文章應該頗適合推薦給好奇樂生議題又有網路能力的親友參考

弱慢 said...

首先,chen-yi我連不到你的部落格去,是不是你的網址打錯了?

你提出了一個非常好問題:"絕對需求最小長度的公式是「0.15 × (V 或轉向架距離)」還是「(0.15 × V) 或轉向架距離」呢?"

因為這個公式的兩個解讀法,結論會南轅北轍,還得請教高手呀。

對了,你說你有寫信去問捷運局,確認了新莊線確實有可能以初期減班為前提,分段通過履勘、通車,真是太好了,可不可以讓我轉貼那封回信呢?

crocusia@hotmail.com

我現在也比較傾向北北桃相連,在相連前,你所提到的第(五)點的確可以暫緩解決通車壓力,然後全力衝桃園捷運線。

不過,根據我看過的資料,新莊機場不小喔,應該要現存最大的,至少比北投機廠、南港機廠還要大,所以,在某種程度上,新莊機廠勢必要蓋,問題只是要蓋在哪裡?

弱慢 said...

barking,你提到的問題,我也很疑惑,到底一台車廂,有幾具轉向架? 兩具還是四具?

如果有高手,盼請您回答,我也會寫信去問人。

至於你提到的台鐵問題,我想我把你的疑問寫在文章裡好了。沒有行車速度,的確很難判斷台鐵的標準能不能用在慢速前進的捷運機廠。

還有,謝謝你的資訊,可否告訴我是在哪一個版上看到的?

Barking said...

弱慢早

您提到的是這個嗎?位於PTT樂生板953篇文章,目前MRT板還沒有爬到相關訊息

路人 said...

首先,詢問欣陸工程師,他認為高捷規範中轉向架距離,指的是轉向架寬度。

另外曲率半徑140m,曲線其實是平滑的並不會發生想像中那種大甩尾的現象。

最後依照捷運局的回應真對直線段太短,報告書上頭主要的批評是會增加營運成本與噪音。翻車是在高速下才有可能發生,但是事實上並不會用高速進行阿。

Chen-yi said...

哈,弱慢大大,那不是我的部落格啦,其實我就是從這裡的「新莊樂生療養院保存方案工程技術評估報告 (部分, pdf)」看到的,只是我剛剛再點也點不進去了,看來是網站故障。好在我當初有下載,連同市長信箱的答覆一起寄給您囉~

(唉,雖說人怕出名也怕肥...但既然是非常時期,也不怕曝光啦(XD),歡迎原文照登市長信箱答覆~~)

附帶一些小補充:
(一)當初去函市長信箱已是第二次,所以帶著些舊帳,頭幾句話可能大家會看不懂,如果有需要,我也願意將第一次的往來信件一併公開,但那就和工程技術沒啥關聯了(:P);
(二)當時還不知道有北桃捷運銜接案,所以也不曉得替代機廠可以放哪,那時就當機廠廠址未定。那時也不曉得桃園機場線動工了,所以也提出了優惠搭乘的配套建議。

而北桃銜接的優勢之一,就是已有可取得的機廠用地,除了桃園高中旁那塊以外,或許也可用高鐵局規劃中的龜山機廠用地--如果新莊線和桃捷紅線系統一致的話,這樣龜山機廠就有可能被新莊線和桃捷紅線所共用,桃捷便可省下一座機廠經費。選龜山還有距離優勢--距離迴龍更近,軌道工期應該可以縮短,更早讓新莊線滿載營運吧~

所以北桃銜接最後可能的結果,就是新莊線上有兩座機廠:新莊機廠 + 桃園高中機廠(暫時取的,桃中同學別介意啊 :P) 或者 新莊機廠 + 龜山機廠

cis said...

諸位對「遷機廠」實在是過分樂觀
無論把機廠改到龜山還是桃園 都是一項新的公共工程
它所需的時間不只是"興建的時間"
假設興建需要五年好了 在實質動工之前有一堆程序要跑 這些程序五年都跑不完

捷運信義線2005年動工 但是該線1997年即已獲行政院核定 中間那些必經程序跑的時間恐怕不是你我能想像的
我保守估計這個新機廠約需十年才能完成
=
因此 若主打新機廠方案 不僅捷運局可以光明正大回絕 稍了解行政運作的中央各單位也不會支持(文建會也是主攻90%案而非遷機廠) 反對者亦可利用此把柄成功激起地方反對聲浪...
=
迴龍機廠暫時只建部分(例如70%)
缺乏的維修能量暫以蘆洲、北投機廠支援才是較可行的作法
新建機廠? 緩不應急

==
註:
當年市長決定將機廠放在樂生療養院 也不是不知道這是個糟糕的決定 但是其他方案都不可行

弱慢 said...

10年? 不會吧....

Chen-yi said...

熊熊讓我想到某喉糖廣告:「麥擱哭啊...這段做十年了...」(嗚嗚嗚...怎麼會這麼巧...讓人笑不出來也哭不出來啊 :P)

可是我覺得應該還是有樂觀的空間啦...

以我已經寄給弱慢大大的捷運局北區工程處官方說法:「...廠區外要經都市計畫變更、公告徵收等等,估計需37個月的時間,才可開始施工。...

所以即便龜山或桃中機廠用地沒問題,但恐怕連絡迴龍與這些機廠的軌道與其用地部分才是關鍵,那中間這一段,跑完環評、都計變更、公告徵收...等程序,就要37個月(3年又1個月)左右,再加上工期,所以我才會覺得常岐德說的五年不是唬爛(:P)。只是,假如五年是從今年算起,那如同我對《回應與挑戰 (10)》的最新回應,也不致於太糟。

會做到十年,我覺得倒有可能是預算編列、財務規劃的安排所致,如信義線全線是到92年底才有預算可建。所以中央(行政院)如果覺得樂生院全區保存是屬於全國文化建設的重點計畫,而優先以預算支援相關配套措施、工程(如北桃捷運銜接)的話,五年,從今年就可以開始跑囉。

MOTCT said...

To all:
不要太緊張,台北捷運、臺鐵、台灣高鐵的每一節客車車廂都只有兩組轉向架,照片上看到的那些龐然大物是一些例如電瓶啦、控制單元啦、整流器還是儲氣筒(電聯車開關門用的空氣、煞車用的空氣)之類的東西,不要突然想說怎麼一節車廂有4組轉向架。
至於曲線間之直線長度,台鐵黃副局長民仁的「新世紀鐵路工程學(基礎篇)」裡有一個公式,我之前在PTT有講過,好像沒轉過來的樣子

l≧0.4V+lo
l=插入直線長(m)
V=計畫最高速度(km/h)
lo=車輛之全軸距(m)

我當初假設lo=15公尺,V=25公里
所以l=0.4*25+15,l=25

這個公式已經把列車速率考慮進去了

還有,單曲線(單純的一段弧線)不會大龍甩尾,但是直線段(緩衝段、緩和曲線)不夠的反向曲線(S型)就有可能

Barking said...

嗯...請問車輛全軸距是?

這個公式和文中的公式適用範圍如何?

MOTCT said...

前面說過,一節鐵路列車車廂一般都只有兩組轉向架,全軸距指的則是這兩組轉向架中心點的距離。至於這個公式,一般是用在計算反向曲線應該要插入多少的直線段時所使用。

Anonymous said...

我住迴龍,我想要捷運。