地鐵與輕軌設計第2.2節(jié)線路設計

1、第二節(jié) 線路設計一、基本規(guī)定二、選線三、線路平面設計四、線路縱斷面設計一、基本規(guī)定線路設計一般分為四個階段，即可行性研究階段、總體設計階段、初步設計階段和施工設計階段。地鐵和輕軌線路按其在運營中的作用，可分為正線、輔助線和車場線。 地下鐵道線路在城市中心地區(qū)宜設在地下，條件允許時可設在高架橋和地面上。地下鐵道的地下線路的平面位置和埋設深度。地下鐵道每條線路均應按獨立運營進行設計，線路之間以及線路與其他交通線路之間的交叉處，應為立體交叉。二、選線選線包括設計線路走向、線路路由、車站分布、輔助線分布、線路交叉形式、路線敷設方式等的選擇。選線分為經(jīng)濟選線和技術選線。經(jīng)濟選線經(jīng)濟選線就是選擇行車線路的

2、起始點和經(jīng)過點。 線路起始點往往選擇在換乘量大的處所。在城市中心區(qū)，軌道交通宜設置在地下。線路應盡量經(jīng)過大的客流集散點,見圖2-8。在市郊集合部和郊區(qū)，應以高架橋和地面線路為主。圖2-8 上海地鐵一號線示意圖地鐵與輕軌不論地下、高架或地面線，左線和右線一般平行并列于同一街道范圍內(nèi)。左右線的組合方式形式多樣，常見地下線的組合形式如圖2-9所示。等高并列平行等高平行并列上下重疊 水平分離 上下水平均分離圖2-9 左右線路位置關系(尺寸單位：m)圖2-10 高架輕軌線路及車站橫斷面(尺寸單位：m)圖2-11 地面軌道交通線路橫斷面(尺寸單位：m)地面線路一般也是并列、平行、等高。地面線路，應結合街道

3、規(guī)劃，可以放在車道中心，也可設置在一側，應全線通盤考慮，不可隨意換位。圖2-12 上海明珠輕軌高架橋區(qū)間線路橫斷面高架線路在左右線一般采用同一橋墩，故左右線一般均為并列、平行、等高。技術選線技術選線是按照行車線路、結合有關設計規(guī)范，平面和縱剖面設計要求，確定不同坐標處線路位置。一般遵循先定點，后連線，點線結合。車站的疏密與人口密度的高低以及線路的長短有關。地下鐵道規(guī)范中規(guī)定“車站間的距離應根據(jù)實際需要確定，市區(qū)宜為1km左右，郊區(qū)不宜大于2km”。我國已建成的地鐵車站平均間距如表2-6所示。城市名稱線別線路運營長度(km)車站個數(shù)平均站間距離(m)北京1號線西段16.87121 534北京環(huán)線

4、23.01181 278北京復八線13.511(地下9個、地面2個)958上海地鐵1號線(一期)16.1131 200上海地鐵2號線(一期)13.5101 277上海明珠輕軌線24.97519(高架16個、地面3個)1 370廣州地鐵1號線18.47161 086廣州地鐵2號線23.21201 105天津一期工程7.471 100 我國已經(jīng)建成地鐵平均站間距離 表2-6輔助線的分布輔助線路按其使用性質可以分為折返線、存車線、渡線、聯(lián)絡線、車輛段(車場)出入線。輔助線是為保證正常運營，合理調(diào)度列車而設置的線路，最高運行速度限制在35km/h。折返線 為供運營列車往返運行時調(diào)頭轉線及夜間存車而設置

5、的線路。圖2-13 折返線形式聯(lián)絡線 是為溝通兩條單獨運營線路而設置的連接線，為兩線車輛過線服務。圖2-14 聯(lián)絡線圖車輛段出入線是正線與車輛段間的連接線，是車輛段與正線之間的聯(lián)絡通道。圖2-15 車輛段出入線輔助線的分布原則：每條線路的起始點或每期工程的起止點必須設置折返線或渡線。在靠近車輛段端一般設渡線，利用正線折返。小客流截面的區(qū)段上應設置區(qū)段折返線。每隔35個車站應設置存車線，供故障列車臨時存放或檢修。三、線路平面設計理想的軌道交通線路平面上應是由直線和很少數(shù)量的曲線組成，而且每一條曲線采用盡可能大的半徑，在曲線和直線之間有緩和的過渡曲線。在城市中，兩個車站不可能都用一條直線連接，線路

6、中有時要避開障礙物，曲線是不可避免的，如圖2-16 ，曲線半徑應按照規(guī)范或公式計算選取。1.地鐵線路曲線平面設計最小曲線半徑：是修建地下鐵道的主要技術標準之一，它與地鐵線路的性質、車輛性質、行車速度、地形地物條件等有關。最小曲線半徑選定的合理與否，對地下鐵道線路的工程造價、運行速度、養(yǎng)護維修都將產(chǎn)生重大影響。圖2-16 地下鐵道曲線連接示意圖式中：Rmin滿足欠超高要求的最小曲線半徑 (m)； V設計速度(km/h)； hmax最大超高(120mm) ； hgy允許欠高(hgy=61.2mm)。 理論公式(2-13) 曲線半徑選擇線路平面最小線路半徑，按地下鐵道設計規(guī)范（GB501572003

7、）規(guī)定，如表2-7。線路一般情況(m)困難情況(m)A型車B型車A型車B型車正線v80km/h35030030025080km/h100km/h550500450400聯(lián)絡線、出入線250200150車場線150110110 最小曲線半徑 表2-7 緩和曲線計算為了保證列車運行的平順，滿足曲率過渡、軌距加寬和超高過渡的要求，保證乘客舒適安全，在正線上當曲線半徑等于或小于2000m時，圓曲線與直線間應根據(jù)曲率半徑和行車速度設置緩和曲線。v L 10095908580757065605550454030303 0003025202 50035302520202 0004035302520201 5

8、0055504535302520201 2007060504035302520201 00085706050453530252520800858075655545403530252070085807570605045353025202065085807570605545403530202015040403525緩和曲線長度 表2-8 l 1009590858075706560555045403030600807570706055454035302020550757070655545403520202050070706560504535202020204507065605550402520202

9、040065606055452520202035060606050302520202030060606035302520202506060403530202020060404035252015040403525 v續(xù)上表式中：l以超高順坡率求計算緩和曲線最小長度(m)； H圓曲線實設超高(mm)。 超高順坡率超高順坡率不宜大于2，困難地段不應大于3，則緩和曲線最小長度為：(2-14)式中：v設計速度（km/h）； f為允許的超高時變率。目前國內(nèi)地鐵設計尚缺乏這方面的資料，通常取f=40mm/s。以f=40mm/s，H=120mm代入，得到：限制超高時變率要求為保證乘客的舒適，緩和曲線長度l2(

10、m)為：(2-15)(2-16)為保證乘客的舒適度，取=0.3m/s，代入得到：式中：離心加速度（m/s2）； v為設計速度（m/s）； l3按離心加速度增長率限制確定緩和曲線長。限制離心加速度時變率 為了保證乘客進入曲線段舒適，必須限制離心加速度的增長率：(2-17)(2-18)說明：道岔附帶曲線可不設緩和曲線和超高，但曲線半徑不得小于道岔曲線半徑。 地下鐵道線路不宜采用復曲線。 在困難的地段有充分技術依據(jù)時才可采用復曲線。 當兩圓曲率差大于1/2500，應按計算設置緩和曲線。 高架輕軌線半徑選擇線路平面要與規(guī)劃道路平面保持一致，曲線半徑參照表2-8選用。正線上最小半徑一般不小于200m（控

11、制速度55km/h）,困難條件下不小于100m（限速40km/h）特殊困難條件下個別半徑小于60m（限速30km/h）。場線上最小半徑30m，但應盡可能使用較大半徑。聯(lián)絡線可比正線標準再降低一級使用，但最小半徑不應小于60m。 平面連接 正線與聯(lián)絡線上曲線半徑小于1500m時，直線與圓曲線間，要設緩和曲線。場線上由于運行速度低，可不設緩和曲線和超高。當曲線半徑小于150m時，按3的變更率設過渡段，其長度不短于表2-9所列數(shù)據(jù)。R3040506080100過渡段543211 過渡線長度(m) 表2-8兩曲線間夾直線，一般情況下不短于50m，困難情況下不 短于25m。場線上兩曲線夾直線不短于12.

12、5m（均不含過渡段）。圓曲線最小長度為12.5m，以不小于最大轉向架中心銷距11.0m，進整為標準軌長的一半。曲線函數(shù)計算公式 緩和曲線示意圖見圖2-17。圖2-17 緩和曲線示意圖式中：R半徑； a偏角。圓曲線函數(shù)計算公式(2-19)(2-20)緩和曲線函數(shù)計算公式 式中： l為緩和曲線長度曲線加寬和緩和曲線函數(shù)表，見表2-8。四、線路縱斷面設計軌道交通線路按地面標高差異分為地面線、高架線、地下線。地下鐵道車站設線路縱剖面的最高處，車站兩端為下坡，稱為節(jié)能縱坡。車站主體結構采用明挖法施工，區(qū)間隧道采用盾構法或其他暗挖法施工，方便設計成節(jié)能縱坡。坡度選擇 最大縱坡 我國地下鐵道正線規(guī)范規(guī)定最大

13、坡度宜采30，困難地段可采用35，輔助線的最大坡度宜采用40，但均不包括各種坡度的折減值。高架輕軌線按我國輕軌樣車技術條件規(guī)定正線的限制坡度定為60。車站縱坡地下鐵道車站站臺計算長度段坡度宜采用2，困難條件下不大于3。地面和高架橋的車站站臺段線路設置在平道，在困難地段可設在不大于3的坡道。最小縱坡隧道內(nèi)線路坡度一般不小于3。車場線設在不大于1.5的坡道上。為了便于道岔的養(yǎng)護與維修，道岔應鋪設在不大于5的坡度上，在困難的條件下可設在不大于10的坡度上。隧道內(nèi)折返線和存車線一般選取20。豎曲線為了緩和變坡度的急劇變化，使列車通過變坡點時產(chǎn)生的附加加速度不超過允許值，相鄰坡度差大于或等于2時，應設豎曲線。列車通過變坡點時產(chǎn)生附加加速度av (m/s2)，豎曲線半徑RV(m)和行車速度V(km/h)之間關系為： (2-21)我國地鐵規(guī)范上正線取值一般av=0.1m/s2，困難條件下av=0.17m/s2?？紤]區(qū)間正線的運行速度一般為80km/h，站端為60km/h.。將上述數(shù)據(jù)代入公式(3-21)，如表2-10。線路類別一般情況困難情況正線區(qū)間5 0003 000車站端部3 0002 000聯(lián)絡線、出入線2 000車場線2 000 豎曲線半徑 表2-10對輕軌線路，設計行車速度V=3060km/h，豎向離心加速度aV=0.30.6m/s2，計算結果如表2-11。序號v(km/h