軌道交通線路模型

1、一 軌道交通線路模型1.軌道交通線路的分類1.1.按線路與地面的關(guān)系分類按線路與地面的關(guān)系分為地下線、地面線、高架線 。地下線 一般選擇在城市中心繁華地區(qū)，是對城市環(huán)境影響最小的一種線路敷設(shè)方式。地面線是造價最低的一種敷設(shè)方式，一般敷設(shè)在有條件的城市道路或郊區(qū)。高架線介于地面和地下之間的一種線路，既保持了專用道的形式，占地較少，又對城市交通干擾較小。1.2.按線路在運營中的作用分類正線、輔助線、車場線 (1).正線 正線是指供載客列車運行的線路，貫穿所有車站和區(qū)間。城市軌道交通正線是獨立運行的線路，一般按雙線設(shè)計，采用右側(cè)行車制。大多數(shù)線路為全封閉，與其他交通線路相交處，一般采用立體交叉。圖1

2、-1 正線 (2).輔助線 輔助線是指為空載列車進行折返、停放、檢查、轉(zhuǎn)線及出入段作業(yè)所運行的線路，包括折返線、渡線、停車線、車輛段出入線和聯(lián)絡(luò)線等。1) 折返線 全線客流分布不均勻時，可組織區(qū)段運行，即在盡端站與中間站或中間站與中間站之間進行列車折返調(diào)頭，在這些地方需要為列車設(shè)置折返線。圖1-2 折返線2)、渡線 渡線是指在上下行正線之間（或其他平行線路之間）設(shè)置的連接線，通過一組聯(lián)動道岔達到轉(zhuǎn)線的目的。渡線有單渡線和交叉渡線之分。圖1-3渡線3)、停車線 停車線一般設(shè)置在端點站，專門用于停車，也可進行少量檢修作業(yè)。圖1-4停車線4)、車輛段出入線 車輛段，在軌道交通沿線適當?shù)奈恢迷O(shè)置，保證

3、運行列車的停放和檢修。車輛段與正線連接的線路為車輛段出入線。圖1-5 車輛段出入線5)、聯(lián)絡(luò)線 在整個城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)中，要使同種制式線路可以實現(xiàn)列車過軌運行，這種過渡一般需要通過線與線之間的聯(lián)絡(luò)線來實現(xiàn)。圖1-6聯(lián)絡(luò)線1.3.車場線 車場線是指在車輛基地內(nèi)的各種作業(yè)線包括檢修線、試驗線、洗車線、出入庫線.選線包括選擇設(shè)計線路的走向、路由、車站分布、輔助線分布、交叉形式和鋪設(shè)方式等。選線分為經(jīng)濟選線和技術(shù)選線。 2. 車站是軌道交通線路車站是軌道交通線路是電氣設(shè)備、信號設(shè)備、控制設(shè)備等集中的場所，也是運營、管理人員工作的場所。車站一般由車站主體（站臺、站廳、設(shè)備用房、管理用房等）、出入口及通道

4、、通風道及通風亭等附屬建筑物組成。2.1 .按車站與地面的相對位置分類分為:地下站、地面站、高架站圖2-1車站示意圖圖2-2地面站圖2-3地下站圖2-4高架站2.2.按運營性質(zhì)分類分為：中間站、區(qū)域站、換乘站、終點站、樞紐站、聯(lián)運站。 中間站:一般只供乘客乘降用，有的中間站設(shè)有折返設(shè)備可供列車折返和進行列車運行調(diào)整，以便在相鄰區(qū)段上組織密度不同的行車和恢復(fù)正常的列車運行秩序，軌道交通路網(wǎng)中的車站大多屬于中間站。區(qū)域站:為將客流量差距較大的線路段劃分出來而設(shè)置折返設(shè)備的車站。換乘站：除供乘客乘降之用外，還供乘客由一條線路的列車換乘到另一條線路的列車上去，換乘站設(shè)在不同線路的交叉地點。終點站：線路

5、兩瑞的車站，除供乘客上、下車外，還能供列車折返、停留和檢修用。 樞紐站:除供旅客上、下車用之用外，一條線路的中間站，另一條 線路的起點站。聯(lián)運站:除供旅客上、下車用之用外，聯(lián)系兩種或兩種以上交通工具的車站。圖2-5站臺形式2.3.按站臺型式分類a島式站臺站臺位于上、下行行車線路之間，這種站臺布置形式稱為島式站臺。具有島式站臺的車站稱為島式站臺車站（簡稱島式車站）。圖2-6 島式站臺b側(cè)式站臺站臺位于上、下行車線路的兩側(cè)，這種站臺布置形式稱為側(cè)式站臺。具有側(cè)式站臺的車站稱為側(cè)式站臺車站（簡稱側(cè)式車站）。圖2-7側(cè)式站臺c島、側(cè)混合式站臺島、側(cè)混合式站臺是將島式站臺及側(cè)式站臺同設(shè)在一個車站內(nèi)，具有

6、這種站臺形式的車站稱為島、側(cè)混合式站臺車站（簡稱島、側(cè)混合式車）。圖2-8 島、側(cè)混合式站臺圖2-9車站按站臺形式分類示意圖2.4按結(jié)構(gòu)橫斷面型式分類 矩形斷面、拱形斷面、圓形斷面和其他類型斷面圖2-10矩形斷面示意圖圖2-11圓形斷面2.5.車站按其設(shè)備容量分類 車站按其設(shè)備容量即小時集散乘客能力的不同可分為一等站、二等站和三等站。一等站:客流量大、地處大型客流集散點以及地理位置十分重要的車站二等站:客流量較大、地處市中心或較大的居住區(qū)的車站三等站:客流量較小、地處郊區(qū)的各站3.區(qū)間 為了保證行車安全和必要的線路通過能力，城市軌道交通每隔一定距離（1公里左右）需要設(shè)置一個車站，車站把每一條鐵

7、路線劃分成若干個長度不同的段落，每一段落則稱為區(qū)間，而車站就成為相鄰區(qū)間之間的分界點，因此，區(qū)間和分界點是組成地鐵線路的兩個基本環(huán)節(jié)。圖3-1區(qū)間3.1.區(qū)間也有不同的分類車站與車站之間的區(qū)間稱為站間區(qū)間，車站與線路所之間的區(qū)間稱為所間區(qū)間。圖3-2所間區(qū)間3.2.自動閉塞區(qū)間 同方向相鄰兩架通過色燈信號機柱中心線之間或進站(出站)信號機柱與通過色燈信號機柱中心線之間的一段線路空間，稱為閉塞分區(qū)圖3-3自動閉塞區(qū)間4.軌道的基本組成 軌道是鐵路的主要技術(shù)裝備之一，是行車的基礎(chǔ)。軌道是由鋼軌、軌枕、道床、道岔、聯(lián)結(jié)零件及防爬設(shè)備組成。它的的作用是引導(dǎo)機車車倆運行，直接承受由車輪傳來的荷載，并把它

8、傳布給路基 或橋隧建筑物。軌道必須堅固穩(wěn)定，并具有正確的幾何形位，以確保機車車輛的安全運行。軌道包括鋼軌、軌枕、聯(lián)結(jié)零件、道岔、防爬設(shè)備和道岔等4.1.鋼軌是軌道的主要部件用于引導(dǎo)機車車輛行駛，并將所承受的荷載傳布于軌枕、道床及路基。同時，為車輪的滾動提供阻力最小的接觸面。以每米長度的重量表示，現(xiàn)行標準鋼軌類型有：70 kg/m；60 kg/m；50 kg/m等鋼軌的標準長度為25 m、12.5 m兩種。圖4-1 鋼軌結(jié)構(gòu)4.2.軌枕是軌道結(jié)構(gòu)的重要部件一般橫向鋪設(shè)在鋼軌下的道床上，承受來在鋼軌的壓力，使之傳布于道床。同時，利用扣件有效地保持兩股鋼軌的相對位置。軌枕主要有木枕和混凝土枕兩類。圖

9、4-2 軌枕結(jié)構(gòu)4.3.聯(lián)結(jié)零件是聯(lián)結(jié)鋼軌或聯(lián)結(jié)鋼軌和軌枕的部件前者稱接頭聯(lián)結(jié)零件,后者稱中間聯(lián)結(jié)零件（或扣件）。其作用是有效地保證鋼軌與鋼軌或鋼軌與軌枕間的可靠聯(lián)結(jié),盡可能地保持鋼軌的連續(xù)性與整體性。阻止鋼軌相對于軌枕的縱橫向移支，確保軌距正常，并在機車車輛的動力作用下，充分發(fā)揮緩沖減振性能，延緩線路殘余變形的積累。圖4-3聯(lián)結(jié)零件4.4.道床是軌枕的基礎(chǔ)在其上以規(guī)定的間隔布置一定數(shù)量的軌枕，用以增加軌道的彈性和縱、橫向移動的阻力，并便于排水和校正軌道的平面和縱斷面。主要材料有碎石和篩選卵石等。圖4-4 道床4.5.因列車運行時縱向的作用使鋼軌甚至帶動軌枕產(chǎn)生縱向移動，這種現(xiàn)象叫線路爬行。軌

10、道爬行經(jīng)常出現(xiàn)在單線線路的重車方向、復(fù)線線路的行車方向以及長大下坡道和進站前的制動距離內(nèi)。防爬設(shè)備能有效地防止鋼軌與軌枕之間發(fā)生縱向的相對移動，制止鋼軌爬行。 圖4-5防爬設(shè)備5.線路平面線路平面:路線中心線在水平面上的投影，叫做線路的平面，它表明線路的曲、直變化狀態(tài)和走向。5.1.線路的平面由直線、圓曲線以及連接直線與圓曲線的緩和曲線組成圖5-1線路的平面的組成l （1 ) 圓曲線的主點（控制點）：l zy：直圓點，即直線與圓曲線的分界點；l qz：曲中點，即圓曲線的中點；l yz：圓直點，即圓曲線與直線的分界點。l jd兩直線方向l 的交點,也是一個l 重要的點(不屬于l 線路上）。圖5-

11、2圓曲線l (2 )、圓曲線要素l t切線長,即交點至直圓點或圓直點的直線長度(jd zy,jdyz之距離)；l l曲線長,即圓曲線的長度(zyqzyz圓弧的長度）；l e0外矢距,即交點至曲中點的距離(jd至qz之距離)；l 轉(zhuǎn)向角,即直線方向轉(zhuǎn)變的水平角；l r圓曲線半徑。l t、l、e0、r 總稱為圓曲線要素。5.2緩和曲線在直線與圓曲線之間插入的一段線路，其作用是在緩和曲線范圍內(nèi)，其半徑有無限大逐漸變到它所銜接的圓曲線半徑（或相反），從而使車輛產(chǎn)生的離心力逐漸增大（或減小），有利于行車平穩(wěn)。線路縱斷面定義線路中心線展直后在鉛垂面上的投影，叫線路的縱斷面，它表明線路的坡度變化。線路縱斷面

12、由平道、坡道及設(shè)于邊坡點處的豎曲線組成。鐵路線路縱斷面組成要素為了適應(yīng)地面的起伏，線路上除了平道外，還修成不同的坡道。因此平道與坡道就成了線路縱斷面的組成要素。6.道岔道岔為鐵路軌道兩線交叉處使車輛能安全又順利轉(zhuǎn)入他軌的線路連接設(shè)備，在線路交叉頻繁的車站被大量使用。每一組道岔由轉(zhuǎn)轍器、岔心、兩根護軌和岔枕組成，由長柄以杠桿原理撥動兩根活動軌道，使車輛輪緣依開通方向駛?cè)腩A(yù)定進路。道岔是一種使機車車輛從一股道道轉(zhuǎn)入另一股道的線路連接設(shè)備，通常在車站站、編組站站大量鋪設(shè)。有了道岔，可以充分發(fā)揮線路的通過能力。即使是單線鐵路，鋪設(shè)道岔，修筑一段大于列車長度的叉線，就可以對開列車。6.1普通單開道岔組成

13、：轉(zhuǎn)轍器、轍叉及護軌、連接部分。圖6-1普通單開道岔1）轉(zhuǎn)轍器部分：基本軌、尖軌和轉(zhuǎn)轍機械。2）轍叉及護軌部分：轍叉心、翼軌和護軌。3）連接部分：直軌、曲線軌。4）有害空間：從兩翼軌最窄處到轍叉心實際尖端之間，存在一個軌線中斷的空隙。 圖6-2有害空間由于道岔具有數(shù)量多、構(gòu)造復(fù)雜、使用壽命短、限制列車速度、行車安全性低、養(yǎng)護維修投入大等特點，與曲線、接頭并稱為軌道的三大薄弱環(huán)節(jié)。它的基本形式有三種：即線路的連接、交叉、連接與交叉的組合。常用的線路連接有各種類型的單式道岔和復(fù)式道岔；交叉有直交叉和菱形交叉；連接與交叉的組合有交分道岔和交叉渡線等。 道岔是個大家族，最常見的是普通單開道岔。它由轉(zhuǎn)轍

14、器、連接部分、轍叉及護軌三個單元組成。轉(zhuǎn)轍器包括基本軌、尖軌和轉(zhuǎn)轍機械。當機車車輛要從a股道轉(zhuǎn)入b股道時，操縱轉(zhuǎn)轍機械使尖軌移動位置，尖軌1密貼基本軌1，尖軌2脫離基本軌2，這樣就開通了b股道，關(guān)閉了a股道，機車車輛進入連接部分沿著導(dǎo)曲線軌過渡到轍叉和護軌單元。這個單元包括固定轍叉心、翼軌及護軌，作用是保護車輪安全通過兩股軌線的交叉之處。車輪在通過轍叉時，從兩根翼軌的最窄處到轍叉心的最尖端之間有一段空隙，這就是道岔的有害空間。車輪通過此處時，有可能因走錯轍叉槽而引起脫軌。設(shè)置護軌的目的也就在此，它要強制引導(dǎo)車輪的運行方向。盡管如此，這個有害空間存在限制了列車通過道岔的速度，對開行高速列車十分不

15、利。解決道岔有害空間的根本之道，當然是消滅有害空間。既然普通道岔做不到，就必須研制特殊道岔活動心軌道岔。活動心軌最主要的特點是轍叉心軌可以板動。當我們要開通某一方向股道時，活動心軌的轍叉心軌就與開通方向一致的翼軌密貼，與另一翼軌分開，這樣一來，普通道岔的有害空間就不存在了。實踐證明，消滅了道岔有害空間，行車更加平穩(wěn)，過岔速度限制較小，因而特別適合運量大，需要開行高速列車的線路使用。6.2.既然有單開道岔，就有雙開道岔、三開道岔以及多開道岔（復(fù)式交分道岔）開道岔為y形，即與道岔相銜接的兩股道向兩側(cè)分岔。雙開道岔：道岔銜接兩條線路各自向兩側(cè)分岔。雙開道岔為y形，即與道岔相銜接的兩股道向兩側(cè)分岔。圖

16、6-3雙開道岔三開道岔：可以同時銜接三條線路。三開道岔如同形，同時銜接三股道，由兩組轉(zhuǎn)轍機械操縱兩套尖軌。圖6-4 三開道岔復(fù)式交分道岔像x形，實際上相當于四組單開道岔和一副菱形交叉的組合圖6-5 復(fù)式交分道岔除此而外，還有一種交叉設(shè)備，通常使用的叫做菱形交叉。它由兩組銳角轍叉和兩組鈍角轍叉組成，但沒有轉(zhuǎn)轍器，所以股道之間不能轉(zhuǎn)線。如果將復(fù)式交分道岔的x形的上面兩點和下面兩點分別連接起來，就是交叉渡線。它不僅能開通較多的方向，而且占地不多，所以經(jīng)常在車站采用。6.3道岔號數(shù) 一般在圖紙上，都采用中心線形式表示道岔。 圖6-6道岔號數(shù)道岔因其轍叉角的大小不同，有不同的道岔號（ ），道岔號習慣用轍

17、叉角（）的余切值表示圖6-7道岔號數(shù)計算示意圖轍叉號碼n越大，轍叉角a越小，導(dǎo)曲線半徑r0越大，側(cè)向過岔允許速度越高。但n越大，則道岔全長lq越長，占地長度也越長，工程費用相應(yīng)增加。 圖6-8 常用道岔有關(guān)指標 不過，事物總有它的兩面性，道岔號數(shù)越大，道岔越長，造價自然就高，占地也要多得多。因此，采用什么號數(shù)的道岔要因地制宜，因線而異，不可一概而論。7.信號分類7.1視覺信號和聽覺信號視覺信號是以信號燈的顏色、顯示數(shù)目及燈光狀態(tài)等表達的信號，如地面信號機、手信號旗、信號牌等。（1）鳴笛的作用是發(fā)出警告或要求協(xié)助，長聲為三秒，短聲為一秒，音響間隔為一秒。（2）為避免對站內(nèi)乘客及鐵路沿途的居民造成

18、滋擾，列車在正線上運行時只可在必要時鳴笛； 7.2固定信號和移動信號固定信號是固定設(shè)置在規(guī)定位置的信號裝置，如地面信號機等。7.3地面信號和車載信號地面信號是設(shè)置在線路附近供駕駛員辨識的信號。7.4顏色及其表示意義（1）設(shè)置原則 設(shè)置于列車運行方向右側(cè)城市軌道交通采用右側(cè)行車制，不論在正線還是車輛段，地面信號機應(yīng)設(shè)置于列車運行方向的右側(cè)，地面信號機地下部分一般安裝在隧道壁上。（2）信號機限界設(shè)備限界是用以限制設(shè)備安裝的輪廓線，信號機不得侵入設(shè)備限界。7.5正線信號機及表示器（1）防護信號機在正線道岔岔前和岔后適當?shù)攸c設(shè)置防護信號機，如附錄c中的a站、e站、f站等所示。（2）阻擋信號機在線路盡頭處設(shè)置阻擋信號機，表示列車停車位置。（3）通過信號機采用atc系統(tǒng)的城市軌道交通，自動閉塞通過信號機已經(jīng)失去主體信號的作用，一般在區(qū)間不設(shè)置通過信號機。（4）進、出站信號機車站可根據(jù)需要設(shè)置進、出站信號機，或僅設(shè)置出站信號機。（5）發(fā)車表示器(倒計時發(fā)車牌)車站可在正向出站方向站臺一側(cè)，列車停車位置前方適當?shù)攸c設(shè)置發(fā)車表示器，向駕駛員表示能否關(guān)閉車門及發(fā)車的時間。7.6車輛段信號機圖7-1車輛段信號機示意圖圖7-2車輛段信號機燈光圖7-3車輛段信號機現(xiàn)場圖7.7常用色燈信號機透鏡式色燈信號機圖7-4常用色燈信號機結(jié)構(gòu)（1）可靠性高發(fā)光盤是用上百只發(fā)光二極管和數(shù)十條支路組成，使用中即使個