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屏東線鐵路切換記錄

東線鐵路為了因應高雄機廠及高雄機務段遷移至潮州,再加上必須消除沿線的鐵路平交道,因此將屏東至潮州路段規劃為雙線電氣化。先期工程歸來至潮州段在2013年正式通車,但整體雙線電氣化則在2015年8月23日正式通車。通車後屏東線鐵路屏東-潮州為雙線電氣化且無鐵路平交道(部分路段仍為平面段),潮州以南至鎮安、佳冬以南至枋寮仍維持單線時代的風景,僅林邊車站為高架化。


告別屏東地面車站
  2015年8月22日當天,搭乘由新左營發往枋寮方面的區間車,在經過六塊厝火車站時,其南方的路線切換點軌道已經舖設完畢,而路線切換必須使用的挖土機也已經在旁待命。

  之後鐵路就會爬上高架橋,高架橋體與台中鐵路高架段極為類似,但是台中鐵路段的高架橋胸牆有局徽及網格,屏東線鐵路高架橋胸牆造型較為單調。由照片也可以看到高架橋上的電車線已經完全架設完畢,但因路線尚未切換,故無通電。

  在經過一處彎道後,就會來到屏東火車站,其高架的車站就位在舊車站的南方(地理位置)。目前屏東車站將完成第一階段的通車作業,至於第二階段,因為受限於舊站站場的因素,將於2016年通車。

  屏東線鐵路在屏東市區會經過多處鐵路平交道,在高架化路段通車後,這些平交道將會慢慢消失,火車通過時平交道遮斷器降下時的畫面,也不復見。

  至於南端的切換點,則是位在廣東南路附近,此段鐵路會逐漸降低,轉變為平面段,之後在和生路地下道開始,接上新線的高架橋,以緩坡爬上歸來火車站。

  來到屏東火車站,即使在路線切換前夕,車站內外仍相當忙碌,除了一般旅客快步進出車站外,也多了鐵道迷,來記錄切換前的最後畫面。

  連通前站、第一月台及第二月台,除了傳統地下道外,尚還有電梯人行天橋,不過由於此地下道距離車站出入口較近,使用率較高。在新站完工後,這些設施將會封閉停用。

  由屏東發往台南、嘉義方面的區間車。改建後的屏東車站將會只剩下兩座島式月台及四股軌道,發車的業務將轉移至潮州車站,屏東車站將會成為中途站,站體也縮小許多。

  屏東車站切換前的最後一個下午,車站大廳內開始有許多鐵道迷出現,通過智慧型手機、數位相機及單眼相機,將珍貴的畫面拍攝下來。

  台鐵最近在部分對號快車箱及車站廣設哺集乳室,在車箱外及哺集乳室外都有相關的告示及標示,早期無哺集乳室的車箱得進廠改造。

  晚上八點起,站員陸陸續續將自動售票機貼上「停售」的便條紙,這些售票機將搬遷至新站繼續使用。售票機停用起至屏東車站切換時,所有旅客的購票業務將全面使用人工售票窗口。

  即使到了切換前夕,這舊式的旅客資訊系統(PIDS)仍然盡責地顯示著列車的相關資訊。台鐵改建工程開工後,各車站之旅客資訊系統也慢慢汰換成現今常見的三欄式,這種舊式的顯示器會逐漸地消失。

  最後一班由屏東舊站第一月台發往嘉義的EMU500型電聯車,此班電聯車將擔任3228次(屏東→嘉義)。2015年8月26日起,3228次將改由潮州站發往嘉義,屏東站以北之到開時刻則無變動。

  在第二月台A側待命中的EMU800,為舊站中最後一班發往嘉義的區間車,也是最後一列停靠屏東舊站的EMU800,車次為3232次(屏東→嘉義)。

  在切換前夕,屏東車站站長董阿成也和鐵道迷合照。站長特別呼籲,雖然已經是屏東舊車站的最後一夜了,但拍攝時仍然要注意安全,不要讓喜事變成了憾事。

  屏東車站最後一班發往台南的區間車,將於22:45出發,這也是最後一列由第一月台北上的班車了,車次為3234次。

  3234次(屏東→台南)使用編組為EMU555,配屬於嘉義機務段。為了宣導台鐵保安週,因此特別將EMU555車側貼上宣傳貼紙;可惜EMU555彩繪貼紙僅集中在第二及第三車,未來可能會移除。

 

  停靠在屏東地面車站的最後一列E1000自強號,為《姐姐》主題彩繪車,141車次(七堵→屏東,山線)。平常時141次到達屏東後,就會在站內過夜,第二天改以108次北上(屏東→七堵,山線)。切換日當天屏東車站無法停靠列車,因此此列E1000將會空車迴送至高雄車站,隔天的108次屏東至高雄停駛,改以公路接駁。

  最後一班使用屏東平面車站的北上列車(3548次,枋寮→高雄),此班列車將於後庄車站跨夜。當列車離開屏東車站後,西正線將優先進行路線切換。在第二月台B側的工程車輛為砸道車,待列車停駛後會繼續開往廣東南路附近進行切換工程。

 

  最後一列行駛於平面車站的南下列車進站(3547次,高雄→枋寮),並在站內交會3548次,此班列車將於枋寮車站過夜。

  由於3547次是末班車,駕駛長特地將頭燈關閉,讓鐵道迷們在攝影時難度降低許多。高雄工務段的工程人員也拿起相機及手機拍下這最後的一刻。當3547次離站後,屏東車站將正式清空,電車線將交由站方執行斷電。

  車站的另一邊,路線切換要用到的重型機具-Komatsu PC120(小松牌)挖土機也已準備上工,施工人員燒香祭拜,希望切換工程能順利完成。

  旅客列車到達資訊系統顯示的最後一夜,可以看到其中一列由嘉義開往屏東的列車是停駛的。停駛的列車即為3233次,受到路線切換的影響,只行駛至高雄,高雄至屏東以公路接駁。

  屏東車站的最後一夜,其上方的電子鐘仍持續運作,第二天起站場將停止運作,但舊站房仍將作為旅客暫時的出入口。


路線切換
  在路線切換前,高雄工務段就已經先將新線的軌框放置完成,待最後一班列車駛離屏東車站時,就可以開始切換的工程。就施工上而言,必須先切換西正線,再切換東正線,難度較低,也較省時。切換時間為8月24日00:00,預計04:00切換完成。

  接著將西正線鐵路的部分切除,切下來的軌框由怪手吊掛至一旁。新線的西正線開始進行撥軌,以便和原來的路線相接。

  最後再將軌道多餘的部分切除,新舊線之間用魚尾板相連接。軌道接合處的部分必須進行砸道、校正水平、超高度及軌距加寬度。

  東正線的切換工程要比西正線的進度慢,因此在施工上是比較急迫的。首先,整個軌框必須先切除一大段。

  此段切下來的軌框已經無利用價值,因此必須將之移開,才有利於後續工程的進行。廢棄軌框由怪手向屏東車站方向暫時堆置,之後再加以拆解。

  接著再將原屬西正線的軌框多餘部分切除,以魚尾板銜接於東正線上。由於軌框本身為直線,因此在轉成曲線時必須施作「超高度」及「軌距加寬度」,使列車在彎道上能平順地行駛。

 

  當最後一列車離開屏東後,道班人員就進駐並將西正線的鐵軌切除,並將軌框暫時移到旁邊,另一組人員則在軌道上鑽孔,以便鎖上魚尾板。

  道班人員準備切除東正線,由於表定完工時間是早上四點,因此現場變得相當緊張,得有賴高雄工務段及協力廠商的相互配合。

  切割方式係以手持式切割機,在高溫下使鋼軌呈溶融狀態,也因此切割機後方都會有護盾,防止火花濺射到有關人員。

  從開始切割到鋼軌切割完成,約需耗時三分鐘,切割完成後就會動用到怪手將舊軌道與永久軌道之軌框分開。在工務段人員切軌道的同時,怪手也會將鐵軌底下的石碴挖除,以利後續的搬移作業。

  一組軌框為一個梯形的結構,它包含了軌枕、鋼軌及扣件,其他還包含了彈性墊片、絕緣墊片、魚尾板、螺栓、地線、...等。鐵軌放在軌枕上,靠著彈性扣夾與枕木緊緊結合,頭部以一定角度向內傾斜,以利鋼軌頭與車輪契合。

  混凝土的特性就是可以抗壓力,但應付拉力則不足;若將鋼鍵以直線的方式埋入枕木裡,則經火車的高速輾壓,就有斷裂的可能。預力混凝土枕木是先將高強度鋼線組成鋼鉸線,一端固定,一端呈自由移動狀態。接著以機器施拉鋼鉸線,稱為施拉預力。完成後鋼線中央會下凹,呈現U型,接著再舖上混凝土,澆製成枕木。完工後的預力混凝土枕木中央處就呈下凹狀態。
  先施拉預力再澆製混凝土,稱為「先拉法」;澆製完成再進行預力施拉者,為「後拉法」。現代化的橋樑,不論吊裝工法、懸臂工法,支撐先進工法、....,也都會應用這種方式施工。

  換個角度往屏東方向看去,怪手挖斗下方的軌框原屬於西正線,之後會與東正線相接,施工人員正在切割的為東正線的另一區段鋼軌。怪手之所以可以直接壓在軌道上,是因為更換了橡膠履帶,一般鋼製履帶的怪手是不得進入軌道區施工的。

  東正線軌道正式被切除,兩部怪手合力將軌框搬開,至此南下列車將無法再駛進舊線。這段軌框被會先暫時放置在旁邊,之後連同舊線一併被拆解。

  施工人員使用魚尾板,將新西正線與永久線相接合。魚尾板上一共有四個螺栓孔,因此鐵軌上使用魚尾板前必須鑽孔,才得以使用螺栓固定。魚尾板代表的是軌道接縫處,當列車行駛至此因車輪踏面的關係,將產生聲響,並影響列車的乘車舒適度。

  軌道區切割完成後,施工人員開始拆除上方的架空電車線。電車線最下方的裸銅線為接觸線,帶有25KV高壓電,在切換前已經經由屏東車站及九曲堂車站實施斷電。

  經過怪手的矯正,西正線的舊軌框已經拉直,即將與永久線的部分相連接。現場的施工人員正在指揮這些大型機具,以維工作人員安全。

  新線與永久線的銜接點,左邊的軌道其實是原西正線的軌框,右邊則是原本路線的軌框,此時鋼軌上方還尚未開鑿螺栓孔。

  由於銜接點正好是一處彎道,工務段人員正在計算路線應有的超高及軌距加寬度,並在預備施作的區間畫上記號。

  鐵軌大致上兩鋼軌都是平行的,但是在彎道上為了讓轉向架順利地通行,就必須實施軌距加寬,方式是彎道的反方向加寬(右轉時往左加寬;左轉時往右加寬)。依《鐵路修建養護規則》第二十條之規定,軌距為1067公厘者,軌距加寬度必須如下表所示:

  施工方式是用怪手輕敲鋼軌軌頸,使軌道朝反方向略為後移,若敲擊方式錯誤,可能會傷到鋼軌的踏面。

  鐵路切換後新線與永久線銜接處所使用的魚尾板,注意其上的四個螺栓孔。魚尾板可以使軌道相接,而且保留軌道的強度。至於長銲鋼軌,則以伸縮接頭(REJ)的方式進行銜接。

 

  接著施工人員進駐,將多餘的軌道頭部分做上記號,並開始利用切割機,將軌道切除。切除的部分是原屬西正線的軌道,最後將和東正線銜接。

  由於西正線的進度較快,因此優先進行砸道,然而軌道石碴及路床還尚未穩定,造成砸道機下陷。此次的下陷也稍微影響了後續的工程進度。

  怪手開始將軌道石碴填實,並施作軌道超高。原本六塊厝車站是直線路段,在軌道切換至新線後就有了曲線,因此必須施作軌道超高。台鐵之超高度,係將所有的超高度施作於外軌上。

  砸道機具備有先進的電腦儀器,可以精準地計算路線的超高值、水平值及高低值,可以矯正軌道,並用振動式的搗固器,將石碴完全夯實。

  由奧地利Plasser & Theurer所設計的專業砸道車(Railway Tamping Machine),具備有數位化的儀表,可以確認所需要搗固的位置及其力道。

  道碴餔設後,都必須由砸道機進行夯實,其夾爪會伸入道床下方約10~15公厘處,以振盪的方式將道碴壓實,使道床更加穩固。搗固機(Tamper)可以為手持式、機載式兩種,機載式可以安裝在怪手或推土機上,不過一般還是以特製的大型機器較為精準。

  道床經過夯實後,接著怪手再度進場,將新的道碴覆蓋在枕木上方。新出廠的道碴是放置在太空包中,由怪手吊掛至施工地點,工程人員在太空包下方割開一個開口,道碴即可撒出。

  電力段工程車進駐,開始進行電車線切換作業。新線的電車線(含接觸線、主吊線及副吊線),在切換前已經事先調整好張力,並暫時綑綁在附近的電桿上。

  台鐵的電車線基本架構包含了電桿、主吊線、副吊線及地線,在張力裝置區域還會多了滑車、重物(鋼塊或水泥塊)、支撐組及跨接裝置;中性區間沒有接觸線,而是絕緣的FRP材質使集電弓平穩滑行。電車線的構成只有主吊線、副吊線及接觸線者,為簡單式架空電車線系統。

  電車線的切換是比較危險的,因為工程人員必須在高處進行,而身上只有簡單的安全裝置。接觸線在正線上離軌面高度為4.75公尺,站內5.0公尺,平交道為5.4公尺;橋樑或隧道之電車線高度可減至4.42或4.58公尺(鐵道修建養護規則§55)。

  施工方式是先在附近的舊線電線桿上施作新電車線的臨時張力裝置(Overhead wire tensioning),以確保電車線尤其是接觸線在切換前後都能保有良好的張力,以防集電弓離線。由於新線的兩張力裝置間距不到800公尺,因此其上不掛重物。

  接著利用拉線夾,將新舊兩電車線固定。拉線夾可以緊緊將電車線夾住,而且保持電車線的張力,方便工程人員施工。

  張力調整完成後,將舊電車線剪除,接著再剪除新電車線多餘的部分。此部分完成後,新電車線將會與臨時張力裝置分離,因此部分工程人員就可以將此裝置拆除。

  最後,將新電車線移至新設的懸臂組固定,主吊線用熱縮套管加以壓接,接觸線則用特殊的扣夾接合。這個部分施工完成,才可以將拉線夾取下。

  完成銜接後的電車線,其中主吊掛線是以鋼絞線施工,以套管將新舊兩線相接合;至於接觸線,為了保持其張力,且能讓集電弓順利通過,必須使用夾具接合。

 

  電車線之接觸線為裸銅線,通電後將帶有25KV高壓電。接觸線的斷面不是正圓形的,其中心點上方邊角處各有兩個凹槽,可以將扣夾固定在此處,搭配上調整螺栓將之鎖緊,使接觸線不至於因集電弓的高速摩擦而斷落。

  裁剪下來的接觸線,暫時被放置在六塊厝的月台上。新出品的接觸線呈紅銅色,但使用一段時間後,就會受到氧化、集電弓的摩擦、...等因素的影響,顏色會逐漸變深。

  副吊線,用以連接主吊線及接觸線,由不鏽鋼絲所製作,上端纏繞在主吊線的塑料墊圈上,下方用螺帽固定扣夾。扣夾上有螺絲,可以將接觸線牢牢栓住。

  當新舊兩線的電車線完成銜接後,施工人員開始將新電車線的臨時張力解除,臨時張力裝置不久之後也會被拆除。

  離正式送電的時間愈來愈近了,工程人員著手將門架上的懸臂組拆除,懸臂組包括了斜管、頂管、礙子、固定臂、穩定臂、...等物件。

  架空電車線為了要讓集電弓能平順地滑行,減少離線率,接觸線必須儘量地保持水平。但接觸線可能會受到溫度的影響而伸長、縮短,因此需要自動張力調整裝置。在電車線長度800公尺以下,雙邊不掛重錘、800公尺以上、1000公尺以下,只掛單邊;1000公尺以上則兩邊都要掛重錘。至於隧道內若空間不足處,不掛設重錘,甚至使用導電鋼軌以取代接觸線。

  由於屏東線鐵路必須趕在凌晨05:30前完成施工及試運轉,因此工程人員的壓力隨著時間的推進而愈來愈大。此時傳來西正線已送電的消息,讓還在東正線施工的電工人員壓力又更大了。

  2015年8月23日早上05:00,由高雄方面發車的試運轉電力機車頭正式駛進六塊厝,駕駛室內擠滿了大批人員。

  凌晨05:25,最早的一班開往枋寮的區間車駛進六塊厝車站,此班列車將是第一列開入新線的南下載客列車。

  拍攝失敗的南下自強號列車,為切換後的第一班駛往南迴線的柴聯自強號列車,六塊厝雖然不停靠,但因路線尚未穩定,必須限速行駛。

  天亮後,整個路線切換工程就變得更加明朗化。高架化的新線及已被切斷、無法開行列車的舊線。此次切換後,由高雄市鳳山區之鳳松路平交道開始向南至屏東縣崁頂鄉之田寮路平交道間,將無任何鐵路平交道。

  經過一整個晚上的切換工程,一些大型的鐵路工程機械開始自行撤離,並北上迴送於各工務段的工程機械車庫。

  試運轉用的機車頭再次來到六塊厝車站,當天的行程是05:00由西正線開至六塊厝,再駛進屏東及潮州。回程由西正線開至九曲堂,再開進東正線進行送電後試運轉。

  切換點分成屏東車站南方及六塊厝車站兩處,為了加快迴送速度,工務段將北端點及南端點的砸道機串聯在一起,形成難得的四車聯掛。

 

  早發並開往終點站屏東的南下莒光號列車,亦是切換後第一班載客電化列車。之後將會在屏東車站短暫停留後,北上開往台北及七堵。

  路線完成切換後幾天,再度前往屏東車站,軌道拆除工程已經展開。至於月台的部分,也已經在10月中旬拆除了。


寫在後面
  屏東線鐵路屏東車站完成切換後,屏東至潮州車站將全面雙線、高架化,而原本擁有廣大站場的屏東車站、西勢車站及潮州車站,都縮小了許多。下方為在這波高架化工程且完工的各車站軌道配置圖,除了潮州車站外,其他車站都規劃為兩座月台,而歸來、麟洛及竹田站,更只有兩座側岸式月台。


參考資料:
[1]交通部高速鐵路工程局
[2]TRANSCOM'S
[3]ASTAMUSE
[4]鐵路修建養護規則

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