[工学]城市轨道交通线路工程课件.ppt

1、第四章 城市轨道交通线路工程第一节第一节 线路选线线路选线第二节第二节 线路平面线路平面第三节第三节 线路纵断面线路纵断面第四节第四节 限界限界城市轨道交通线路设计的任务 在线网规划和预可行性研究的基础上，在线网规划和预可行性研究的基础上，对拟建的城市轨道交通线路走向及其平面对拟建的城市轨道交通线路走向及其平面和纵断面位置，通过不同的设计阶段，逐和纵断面位置，通过不同的设计阶段，逐步由浅入深地进行研究与设计，最终确定步由浅入深地进行研究与设计，最终确定城市轨道交通线路在城市三维空间的准确城市轨道交通线路在城市三维空间的准确位置。位置。城市轨道交通线路设计的任务基本要求 保证行车安全、平顺，并且

2、使整个工保证行车安全、平顺，并且使整个工程在技术上可行，经济上合理。程在技术上可行，经济上合理。城市轨道交通线路设计的各个阶段一、可行性研究阶段一、可行性研究阶段二、总体设计阶段二、总体设计阶段三、初步设计阶段三、初步设计阶段四、施工图设计阶段四、施工图设计阶段城市轨道交通线路设计的特点 与城市之间的大铁路相比，城市轨道交通与城市之间的大铁路相比，城市轨道交通载重量较小载重量较小，车速不高，列车短，行车密，车速不高，列车短，行车密度大，停站频繁，故其线路设计有以下的度大，停站频繁，故其线路设计有以下的特点：特点：1、线路设计要作长期的考虑、线路设计要作长期的考虑 2、线路允许的设计坡度较大、线

3、路允许的设计坡度较大 3、线路一般为双线，一般车站只有两股、线路一般为双线，一般车站只有两股道道 4、车站站距较短、车站站距较短 5、车站长度较短、车站长度较短第一节 线路选线一、线路走向一、线路走向 决定线路走向的原则：决定线路走向的原则：1、线路要沿预测的主要客流方向布设、线路要沿预测的主要客流方向布设 2、线路力求通过或靠近大型客流集散点、线路力求通过或靠近大型客流集散点 3、线路走向要考虑城市的地质条件、历、线路走向要考虑城市的地质条件、历史文物保护及现有建筑物史文物保护及现有建筑物 4、要考虑与远期规划线路交叉点的衔接、要考虑与远期规划线路交叉点的衔接 5、线路走向要考虑车辆段、停车

4、场及联、线路走向要考虑车辆段、停车场及联络线的布置络线的布置第一节 线路选线二、线路敷设形式二、线路敷设形式 1、地下线、地下线 2、高架线、高架线 3、地面线、地面线 4、敞开式线路、敞开式线路第一节 线路选线第一节 线路选线三、车站站距三、车站站距 车站间的距离应根据现状及规划的城市车站间的距离应根据现状及规划的城市道路布局和客流实际需要确定，一般在城道路布局和客流实际需要确定，一般在城市中心区宜为市中心区宜为1Km左右，在城市外围区应左右，在城市外围区应根据具体情况适当加大车站间的距离。根据具体情况适当加大车站间的距离。车站间距与工程造价、运营费用、乘客车站间距与工程造价、运营费用、乘客

5、出行时间等因素有关。出行时间等因素有关。第一节 线路选线四、辅助线的分布四、辅助线的分布 （一）、折返线、存车线、渡线（一）、折返线、存车线、渡线 （二）、联络线（二）、联络线 （三）、车场出入线（三）、车场出入线第二节 线路平面轨道交通线路平面设计：轨道交通线路平面设计：在确定线路走向和路由的情况下，对线在确定线路走向和路由的情况下，对线路的平面位置及各技术要素进行计算，最路的平面位置及各技术要素进行计算，最终确定线路在平面图上的准确位置终确定线路在平面图上的准确位置第二节 线路平面一、线路平面位置的选择一、线路平面位置的选择 （一）、地下线的平面位置的选择（一）、地下线的平面位置的选择 （

6、二）、高架线的平面位置的选择（二）、高架线的平面位置的选择 （三）、地面线的平面位置的选择（三）、地面线的平面位置的选择二、线路平面位置方案比选二、线路平面位置方案比选 应就线路条件、房屋拆迁、管线拆迁、改应就线路条件、房屋拆迁、管线拆迁、改移道路及交通便道面积、地铁主体结构施移道路及交通便道面积、地铁主体结构施工方法等方面对平面位置方案进行比选。工方法等方面对平面位置方案进行比选。第二节 线路平面三、车辆段及配线三、车辆段及配线 （一）、车辆段的主要任务（一）、车辆段的主要任务 （二）、车辆段的选址原则（二）、车辆段的选址原则 （三）、站场布置形式（三）、站场布置形式第二节 线路平面四、线路

7、平面主要技术要素的选择四、线路平面主要技术要素的选择 城市轨道交通的线路平面是由直线和曲城市轨道交通的线路平面是由直线和曲线组成的。曲线可分为圆曲线和缓和曲线线组成的。曲线可分为圆曲线和缓和曲线两种。两种。（一）、圆曲线（一）、圆曲线 1、圆曲线半径、圆曲线半径 线路最小圆曲线半径与线路性质、车辆线路最小圆曲线半径与线路性质、车辆性能、行车速度、地形地物条件有关。是性能、行车速度、地形地物条件有关。是城市轨道交通的主要技术标准之一。城市轨道交通的主要技术标准之一。第二节 线路平面 影响最小圆曲线半径的因素：影响最小圆曲线半径的因素：（1）、列车运行安全及乘客的舒适度）、列车运行安全及乘客的舒适

8、度 （2）、钢轨和车轮轮缘磨耗程度）、钢轨和车轮轮缘磨耗程度 （3）、养护维修的工作量）、养护维修的工作量 2、圆曲线长度、圆曲线长度 圆曲线长度不能太长，但也不能太短，最圆曲线长度不能太长，但也不能太短，最 短不能小于车辆的全轴距。短不能小于车辆的全轴距。第二节 线路平面 （二）、缓和曲线（二）、缓和曲线 线路平面圆曲线与直线之间应根据曲线半径、超线路平面圆曲线与直线之间应根据曲线半径、超高设置及设计速度等因素设置缓和曲线，用来消除高设置及设计速度等因素设置缓和曲线，用来消除曲率半径的突变。曲率半径的突变。缓和曲线的长度见教材缓和曲线的长度见教材P85表表4-4。缓和曲线一般为三次抛物线，其

9、方程为缓和曲线一般为三次抛物线，其方程为 036Rlxy 第二节 线路平面（三）、夹直线（三）、夹直线 夹直线是指夹在两段曲线线路中间的直夹直线是指夹在两段曲线线路中间的直线线路。线线路。夹直线不能太短，否则很难保持直线方夹直线不能太短，否则很难保持直线方向，还会造成一辆车同时跨越两条曲线，向，还会造成一辆车同时跨越两条曲线，引起车辆左右摇摆，影响行车平稳性。引起车辆左右摇摆，影响行车平稳性。第二节 线路平面（四）、曲线轨距加宽（四）、曲线轨距加宽 车辆的轴距是固定的，为使车辆能顺利车辆的轴距是固定的，为使车辆能顺利地通过曲线，在半径很小的曲线上，轨距地通过曲线，在半径很小的曲线上，轨距要适当

10、地扩大，这种扩大，称为曲线轨距要适当地扩大，这种扩大，称为曲线轨距加宽。加宽。第二节 线路平面（五）、曲线超高（五）、曲线超高 车辆通过曲线时，会产生离心力，为了平衡这车辆通过曲线时，会产生离心力，为了平衡这个离心力，需使外侧的钢轨比内侧的钢轨高，这个离心力，需使外侧的钢轨比内侧的钢轨高，这种设置称为超高。种设置称为超高。线路曲线超高的计算公式为线路曲线超高的计算公式为RVhc28.11第二节 线路平面（六）、道岔设计及其他规定（六）、道岔设计及其他规定 道岔应设在直线段，道岔基本轨端部至道岔应设在直线段，道岔基本轨端部至曲线端部不应小于曲线端部不应小于5m。靠近车站位置的道岔，道岔基本轨端部

11、靠近车站位置的道岔，道岔基本轨端部至车站站台端部的距离不应小于至车站站台端部的距离不应小于5m。第二节 线路平面五、线路直线段的基本要求五、线路直线段的基本要求 （一）、轨距（一）、轨距 轨距为两股钢轨头部内侧与轨道中线相垂直轨距为两股钢轨头部内侧与轨道中线相垂直的距离。的距离。标准轨距为标准轨距为1435mm。窄轨轨距为窄轨轨距为1067mm、1000mm、762mm。第二节 线路平面 为使车辆顺利地在轨道上运行，轨距应该略大于为使车辆顺利地在轨道上运行，轨距应该略大于轮对的宽度，即有：轮对的宽度，即有：qS 式中：式中：S为轨距，为轨距，q为轮对宽度为轮对宽度第二节 线路平面 （二）、水平

12、（二）、水平 两股钢轨的顶面，在直线线路段应保持在两股钢轨的顶面，在直线线路段应保持在同一水平面上。同一水平面上。（三）、轨面纵向不平顺度（前后高低）（三）、轨面纵向不平顺度（前后高低）轨面纵向不平顺称为轨道的前后高低，其轨面纵向不平顺称为轨道的前后高低，其大小对降低轮轨之间的动力作用，减小对大小对降低轮轨之间的动力作用，减小对轨道的破坏十分重要。轨道的破坏十分重要。第二节 线路平面 （四）、方向（四）、方向 方向又称轨向，是指轨道中线位置应与方向又称轨向，是指轨道中线位置应与它的设计位置相一致。它的设计位置相一致。轨道方向良好与否，对行车安全及行车轨道方向良好与否，对行车安全及行车平稳性具有

13、特别重要的意义。平稳性具有特别重要的意义。轨道的各种允许的几何误差，见教材轨道的各种允许的几何误差，见教材P88表表4-6.第二节 线路平面 （五）、轨道内倾度（轨底坡）（五）、轨道内倾度（轨底坡）轨道内倾度（轨底坡）是指钢轨底面对轨道内倾度（轨底坡）是指钢轨底面对轨枕顶面的倾斜度。轨枕顶面的倾斜度。因为车轮的踏面的主要部分为因为车轮的踏面的主要部分为1:20的锥的锥面，为了使车轮压力集中在钢轨的中轴线面，为了使车轮压力集中在钢轨的中轴线上，减小载荷偏心距，降低轨腰应力，故上，减小载荷偏心距，降低轨腰应力，故设置轨底坡，使轨道适当地向内倾斜。设置轨底坡，使轨道适当地向内倾斜。轨底坡不应大于轨底

14、坡不应大于1:12 或小于或小于1:60。第三节 线路纵断面 轨道交通线路纵断面的设计原则：轨道交通线路纵断面的设计原则：地面线的纵断面坡度应与城市道路相当；地面线的纵断面坡度应与城市道路相当；地下线的埋深受工程地质、水文地质条件地下线的埋深受工程地质、水文地质条件限制，还与隧道施工方法、地面和地下建筑限制，还与隧道施工方法、地面和地下建筑物的情况有关；物的情况有关；高架线应充分注意城市景观，考虑列车的高架线应充分注意城市景观，考虑列车的牵引能力，坡度尽量延长。牵引能力，坡度尽量延长。从列车运行节约能源出发，每个车站两端从列车运行节约能源出发，每个车站两端都尽量设计为下坡道。都尽量设计为下坡道

15、。第三节 线路纵断面一、线路纵断面设计的主要技术要素一、线路纵断面设计的主要技术要素 （一）、坡度（一）、坡度 1、最大纵坡、最大纵坡 正线的最大坡度不宜大于正线的最大坡度不宜大于30，困难地困难地段可采用段可采用35，联络线、出入线的最大坡联络线、出入线的最大坡度不宜大于度不宜大于40。轻轨正线的限制坡度为轻轨正线的限制坡度为60。第三节 线路纵断面 2 2、最小纵坡、最小纵坡 为排水需要，地下线最小纵坡与排水沟为排水需要，地下线最小纵坡与排水沟为同一坡度值，取不小于为同一坡度值，取不小于33的坡度。的坡度。地面和高架线正线最小坡度在采取地面和高架线正线最小坡度在采取了排水措施后不受限制了排

16、水措施后不受限制。第三节 线路纵断面 3 3、车站纵坡、车站纵坡 地下车站站台段线路应设为单一坡度，地下车站站台段线路应设为单一坡度，最好为平坡。考虑到排水，可设为最好为平坡。考虑到排水，可设为22。地面和高架桥上的车站宜设在平坡上。地面和高架桥上的车站宜设在平坡上。每个车站宜布置在纵断面的凸型位置上，每个车站宜布置在纵断面的凸型位置上，并设置合理的进出站坡度。并设置合理的进出站坡度。第三节 线路纵断面（二）、坡度长度（二）、坡度长度 一段坡度两端变坡点之间的距离称为坡度一段坡度两端变坡点之间的距离称为坡度长度。长度。线路坡度长度不宜小于远期列车计算长度。线路坡度长度不宜小于远期列车计算长度。

17、列车编组为列车编组为8节车厢时，约为节车厢时，约为150m；列车编组为列车编组为6节车厢时，约为节车厢时，约为115m；列车编组为列车编组为4节车厢时，约为节车厢时，约为75m。第三节 线路纵断面 （三）、坡度连接（三）、坡度连接 为使列车平稳运行，防止车轮脱轨、车钩为使列车平稳运行，防止车轮脱轨、车钩脱钩，在每个变坡点处应设置一段竖曲线，脱钩，在每个变坡点处应设置一段竖曲线，将纵断面平顺地连接。将纵断面平顺地连接。我国城市轨道交通线路采用圆形竖曲线，我国城市轨道交通线路采用圆形竖曲线，其半径见教材其半径见教材P91表表4-8。第三节 线路纵断面 二、线路纵断面设计还应考虑的问题二、线路纵断面

18、设计还应考虑的问题 地下区间的线路除以上要素外，纵断面地下区间的线路除以上要素外，纵断面设计还应综合考虑隧道类型、拟采用的施设计还应综合考虑隧道类型、拟采用的施工方法及线路运营特点等因素。工方法及线路运营特点等因素。第四节 限界 限界是指列车沿固定的轨道运行时所限界是指列车沿固定的轨道运行时所需要的空间尺寸。需要的空间尺寸。限界分为车辆限界、设备限界和建筑限界分为车辆限界、设备限界和建筑限界。限界。第四节 限界一、车辆限界一、车辆限界 车辆限界是指车辆在正常运行状态下形车辆限界是指车辆在正常运行状态下形成的最大动态包络线。成的最大动态包络线。受电弓限界或受流器限界是车辆限界的受电弓限界或受流器

19、限界是车辆限界的组成部分。组成部分。第四节 限界二、设备限界二、设备限界 设备限界是指车辆限界外围加上一定的设备限界是指车辆限界外围加上一定的安全量的界线，所有设备和管线在任何情安全量的界线，所有设备和管线在任何情况下均不得侵入到界线之内。况下均不得侵入到界线之内。第四节 限界三、建筑限界三、建筑限界 建筑限界是指由行车隧道和高架桥等结建筑限界是指由行车隧道和高架桥等结构物的最小横断面所形成的有效内轮廓线。构物的最小横断面所形成的有效内轮廓线。所有结构物的任何突出部分均不得侵入其所有结构物的任何突出部分均不得侵入其内。内。以上三种限界都是按车辆在平直线路上以上三种限界都是按车辆在平直线路上运行制定的，对于曲线和道岔线路段，要运行制定的，对于曲线和道岔线路段，要分别考虑适当的加高和加宽量。分别考虑适当的加高和加宽量。