城市軌道交通線路

1、城市軌道交通線路第一頁，共95頁。問 題 導(dǎo) 入 線路是城市軌道交通的重要組成部分，是城市軌道交通的重要特征。線路在城市軌道交通中起著什么作用呢？線路是如何進(jìn)行設(shè)計(jì)施工的呢？線路又是由哪些具體設(shè)備和設(shè)施構(gòu)成的呢？第二頁，共95頁。第二章 線路 第一節(jié) 線路概述 第二節(jié) 線路設(shè)計(jì) 第三節(jié) 路基、橋梁與隧道 第四節(jié) 軌道第一節(jié) 線路概述線路的上部結(jié)構(gòu)線路的下部基礎(chǔ)線路的空間位置第三頁，共95頁。線路的選線決定線路在城市的走向（1）主要客流方向與客流的主要集散地（2）地質(zhì)地貌及地下管網(wǎng)設(shè)施（3）城市建設(shè)與城市公共交通規(guī)劃 城市軌道交通設(shè)備第一節(jié) 線路概述第四頁，共95頁。線路種類：按照空間位置不同分

2、類按照運(yùn)營作用不同分類 城市軌道交通設(shè)備第一節(jié) 線路概述第五頁，共95頁。按照空間位置不同可分為：地下線地面線高架線 城市軌道交通設(shè)備第六頁，共95頁。地下線：線路設(shè)置于隧道中。優(yōu)點(diǎn)是與地面交通完全分離，且不占城市地面和地上空間，基本上不受氣候影響。不足是需要較大投資、較高的施工技術(shù)、較先進(jìn)的管理、完善的環(huán)控、防災(zāi)措施。地面線：線路設(shè)置于地面。優(yōu)點(diǎn)是造價低，施工方便，運(yùn)營成本低，線路調(diào)整與維護(hù)較易。其不足是運(yùn)營速度難以提高，占地較多，影響城市道路交通，容易受氣候影響，城市環(huán)境難以改善，有一定的負(fù)效應(yīng)。高架線：線路設(shè)置于高架工程上。與地面交通無干擾，造價介于地下和地面之間，施工、維護(hù)、管理、環(huán)控

3、、防災(zāi)等方面都較地下線方便。但要占用城市用地，并有光照、景觀、噪聲等負(fù)效應(yīng)，也受氣候影響。第七頁，共95頁。三種類型線路特點(diǎn)比較表 序號項(xiàng)目特點(diǎn)地面高架地下1土建難度2相關(guān)設(shè)備復(fù)雜程度3投資4自然環(huán)境對運(yùn)營影響5對城市土地的阻隔作用6對城市環(huán)境的影響第八頁，共95頁。三種類型線路特點(diǎn)比較表 序號項(xiàng)目特點(diǎn)地面高架地下1土建難度小較小大2相關(guān)設(shè)備復(fù)雜程度簡單較簡單復(fù)雜3投資小較大大4自然環(huán)境對運(yùn)營影響較大大小5對城市土地的阻隔作用強(qiáng)較弱無6對城市環(huán)境的影響較大大小第九頁，共95頁。按照運(yùn)營作用不同可分為：正線輔助線車場線 城市軌道交通設(shè)備第十頁，共95頁。正線指貫穿全線各車站、區(qū)間，供列車高速運(yùn)行

4、的線路正線質(zhì)量的好壞，將直接影響列車運(yùn)行的安全與穩(wěn)定城市軌道交通均采用列車上下分行的右側(cè)行車制，其正線有兩條上行正線和下行正線正線 城市軌道交通設(shè)備第十一頁，共95頁。輔助線是為保證正線運(yùn)營而配置的線路，是為列車提供折返、停放、檢查、轉(zhuǎn)線及出入段等作業(yè)的線路 根據(jù)作業(yè)需要的不同，輔助線又可分為：折返線渡線聯(lián)絡(luò)線出入線停車線安全線輔助線 城市軌道交通設(shè)備第十二頁，共95頁。（1）折返線為列車調(diào)頭折返而設(shè)置的線路，主要設(shè)置在線路兩端的終到站和折返站輔助線第十三頁，共95頁。（2）渡線 渡線可滿足改變列車進(jìn)路的需要，也可改變列車運(yùn)行方向中間站利用渡線進(jìn)行區(qū)間列車折返時，需占用正線進(jìn)行作業(yè) 輔助線第十

5、四頁，共95頁。右圖列車怎樣實(shí)現(xiàn)折返？第十五頁，共95頁。（3）聯(lián)絡(luò)線在城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)中，同種制式的線路實(shí)現(xiàn)列車過軌運(yùn)行，一般通過線與線之間的聯(lián)絡(luò)線實(shí)現(xiàn)，聯(lián)絡(luò)線的位置由線網(wǎng)規(guī)劃確定 。輔助線A線B線A與B線聯(lián)絡(luò)線第十六頁，共95頁。（4）出入線從車場到運(yùn)營正線之間的連接線 （5）停車線停車線一般設(shè)置在終點(diǎn)站或區(qū)間車站，專門用于列車停放使用，并可進(jìn)行少量檢修作業(yè) 輔助線第十七頁，共95頁。（6）安全線為防止在車輛段出入線、折返線等行駛的列車未經(jīng)允許進(jìn)入正線，與正線列車發(fā)生沖突事故，在無其他列車運(yùn)行隔開設(shè)備的情況下，應(yīng)設(shè)安全線，以保證列車安全、正常的運(yùn)行。 輔助線第十八頁，共95頁。車輛段、停車

6、場等都是由許多線路相互連接而組成的，這些相互連接而組成車場的線路就是車場線。車場因其功能的不同又分為：存車線：車場內(nèi)專門用于停放列車的線路檢修線：專門用于檢修列車的線路等等車場線 城市軌道交通設(shè)備第十九頁，共95頁。第二十頁，共95頁。“Y”形 第二十一頁，共95頁。第二章 線路 第一節(jié) 線路概述 第二節(jié) 線路設(shè)計(jì) 第三節(jié) 路基、橋梁與隧道 第四節(jié) 軌道第二節(jié) 線路設(shè)計(jì) 第二十二頁，共95頁。 城市軌道交通設(shè)備一、線路的平縱橫斷面基本概念線路在空間的位置是用它的中心線來表示的。線路中心線在水平面的投影叫做線路平面。線路中心線在垂直面的投影叫做線路縱斷面。垂直于線路中心線的橫切面叫做線路橫斷面。

7、第二十三頁，共95頁。 城市軌道交通設(shè)備二、線路平面城市軌道交通的線路平面是由直線和曲線組成的。曲線可分為圓曲線和緩和曲線兩種。第二十四頁，共95頁。曲線對列車運(yùn)行的影響（1）曲線產(chǎn)生的附加阻力（2）列車通過曲線時速度的限制第二十五頁，共95頁。緩和曲線由于直線與圓曲線間存在曲率半徑的突變，圓曲線半徑越大，這種突變程度就越小。當(dāng)圓曲線半徑超過2000m時，這種突變對軌道交通行車影響很小。而當(dāng)正線上曲線半徑不大于2000m時，則要在圓曲線與直線間加設(shè)緩和曲線。實(shí)現(xiàn)曲率半徑的逐漸過渡，減少列車在突變點(diǎn)處的輪軌沖擊。緩和曲線常用的是三次拋物線型。第二十六頁，共95頁。平面圖第二十七頁，共95頁。 城

8、市軌道交通設(shè)備三、線路縱斷面城市軌道交通的線路縱斷面是由平道、坡道和設(shè)在變坡點(diǎn)的豎曲線組成的。坡道的特征用坡度和坡段長度來表示。在地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：正線的最大坡度不宜大于30，困難地段可采用35%，聯(lián)絡(luò)線、出入段的最大坡度不宜大于40%。第二十八頁，共95頁。豎曲線我國城市軌道交通線路一般采用圓形豎曲線。第二十九頁，共95頁。 城市軌道交通設(shè)備四、線路橫斷面線路橫斷面主要反映線路的路基、橋梁、隧道截面形狀及列車安全運(yùn)行的空間截面要求，雙線及多線地段的線路間距。第三十頁，共95頁。限 界限界：為確保列車在線路上的運(yùn)行安全，防止列車撞擊臨近線路的建筑物和設(shè)備，而對車輛和接近線路的建筑物、設(shè)備所規(guī)定

9、不允許超越的輪廓尺寸線。車輛限界：車輛輪廓限界。設(shè)備限界：為保證軌道交通系統(tǒng)的列車等移動設(shè)備在運(yùn)營過程中的安全所需要的限界。設(shè)備限界要在車輛限界的基礎(chǔ)上，考慮軌道出現(xiàn)狀態(tài)不良而引起的車輛偏移和傾斜；此外，還要考慮適當(dāng)?shù)陌踩A(yù)留量。建筑限界：是指在行車隧道和高架橋等結(jié)構(gòu)物的最小橫斷面所形成的有效內(nèi)輪廓線基礎(chǔ)上，再考慮其施工誤差、測量誤差、結(jié)構(gòu)變形等因素，為滿足固定設(shè)備和管線安裝的需要而必須的限界。第三十一頁，共95頁。第三十二頁，共95頁。 城市軌道交通設(shè)備線間距相鄰線路中心線間的距離，稱為線間距。線間距應(yīng)保證行車和各項(xiàng)作業(yè)的安全，滿足設(shè)置各項(xiàng)設(shè)備的需要。第三十三頁，共95頁。第二章 線路 第一

10、節(jié) 線路概述 第二節(jié) 線路設(shè)計(jì) 第三節(jié) 路基、橋梁與隧道 第四節(jié) 軌道第三節(jié) 路基、橋梁與隧道 線路的上部結(jié)構(gòu)線路的下部基礎(chǔ)線路的空間位置第三十四頁，共95頁。 城市軌道交通設(shè)備在線路的修建過程中，總是在路基、橋梁和隧道修筑之后才鋪設(shè)軌道。為了減少占地以及不與其他交通發(fā)生干擾，城市軌道交通線路在市區(qū)多采用橋梁及隧道下部建筑形式來修建，而在郊區(qū)為了減少工程量降低工程造價則多采用路基的形式來修建。第三十五頁，共95頁。 城市軌道交通設(shè)備一、路基路基是軌道的基礎(chǔ)路基常見的形式為路堤和路塹路堤式路基采用取土填筑辦法，按規(guī)定斷面尺寸夯實(shí)形成路塹式路基是在原地面上挖方形成的第三十六頁，共95頁。 城市軌道

11、交通設(shè)備二、橋梁橋梁的作用：跨域障礙物實(shí)現(xiàn)立體交通美化城市第三十七頁，共95頁。第三十八頁，共95頁。寶山路站附近第三十九頁，共95頁。 城市軌道交通設(shè)備橋梁（一）橋梁的組成基本結(jié)構(gòu)：橋面、橋跨結(jié)構(gòu)、支座系統(tǒng)、墩臺、基礎(chǔ) 第四十頁，共95頁。 城市軌道交通設(shè)備橋梁（二）城市軌道高架橋1.梁的形狀城市軌道線路中的橋梁結(jié)構(gòu)主要為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁式橋。其梁式橋的形狀主要有槽型梁、脊梁、板梁、箱梁和T梁等。第四十一頁，共95頁。 城市軌道交通設(shè)備橋梁（二）城市軌道高架橋1.梁的形狀（1）槽型梁結(jié)構(gòu)槽型梁為下承式橋梁，其基本結(jié)構(gòu)包括車道板、主梁、端橫梁。第四十二頁，共95頁。 城市軌道交通設(shè)備橋梁（二

12、）城市軌道高架橋1.梁的形狀（2）脊梁式結(jié)構(gòu)下承式下承式脊梁結(jié)構(gòu)包括脊梁、大挑背翼板、端加勁邊梁（擋板）。第四十三頁，共95頁。 城市軌道交通設(shè)備橋梁（二）城市軌道高架橋1.梁的形狀（3）板梁式結(jié)構(gòu)第四十四頁，共95頁。 城市軌道交通設(shè)備橋梁（二）城市軌道高架橋1.梁的形狀（4）箱梁結(jié)構(gòu)第四十五頁，共95頁。 城市軌道交通設(shè)備橋梁（二）城市軌道高架橋1.梁的形狀（5）T形梁結(jié)構(gòu)第四十六頁，共95頁。 城市軌道交通設(shè)備橋梁（二）城市軌道高架橋2.墩臺形式：1.倒梯形橋墩2.T形橋墩3.單柱型墩4.雙柱形橋墩5.Y形橋墩軌道高架結(jié)構(gòu)與公路橋相比，跨度比較窄，荷載比較大，多用實(shí)體敦。第四十七頁，共9

13、5頁。 城市軌道交通設(shè)備三、隧道第四十八頁，共95頁。 城市軌道交通設(shè)備三、隧道隧道的作用：穿越山嶺，穿越江河、湖泊甚至海峽建立立體交通第四十九頁，共95頁。 城市軌道交通設(shè)備一般常用的結(jié)構(gòu)類型和施工方法有明挖法、盾構(gòu)法和礦山法三種。 施工方法第五十頁，共95頁。 城市軌道交通設(shè)備（一）施工方法明挖法 明挖放坡分配第五十一頁，共95頁。適用于埋深較淺的線路。明挖修建的隧道通常采用矩形截面。根據(jù)運(yùn)營需要可做成單跨、雙跨或多跨結(jié)構(gòu)，單層、雙層或多層結(jié)構(gòu)。為減少明挖施工對城市的干擾，必要時可采用樁、梁、板等構(gòu)件，將施工基槽部分或全部覆蓋。 城市軌道交通設(shè)備（一）施工方法明挖法 第五十二頁，共95頁。

14、在松軟含水地層，或地下線路等設(shè)施埋深達(dá)到10m或更深時，可以采用盾構(gòu)法。盾構(gòu)既是一種施工機(jī)具，也是一種強(qiáng)有力的臨時支撐結(jié)構(gòu)。盾構(gòu)外形上看是一個大的鋼管機(jī)，較隧道部分略大。 城市軌道交通設(shè)備（二）施工方法盾構(gòu)法 第五十三頁，共95頁。復(fù)合式盾構(gòu)機(jī)第五十四頁，共95頁。盾構(gòu)方法在日本的最早采用是20世紀(jì)40年代，廣泛應(yīng)用則是在60年代。它包括三部分：前部的切口環(huán)、中部的支撐環(huán)以及后部的盾尾。大多數(shù)盾構(gòu)的形狀為圓形，也有橢圓形、半圓形、馬蹄形及箱形等其他形式。 城市軌道交通設(shè)備（二）施工方法盾構(gòu)法 第五十五頁，共95頁。盾構(gòu)施工方法由以下幾個步驟組成：第一，在置放盾構(gòu)機(jī)的地方打一個垂直井，再用混泥土

15、墻進(jìn)行加固；第二，將盾構(gòu)機(jī)安裝到井底，并裝配相應(yīng)的千斤頂；第三，用千斤頂之力驅(qū)動井底部的盾構(gòu)機(jī)往水平方向前進(jìn)，形成隧道；第四，將開挖好的隧道邊墻用事先制作好的混泥土襯砌加固，地壓較高時可以采用澆鑄的鋼制襯砌加固來代替混泥土襯砌。第五十六頁，共95頁。盾構(gòu)法施工概貌第五十七頁，共95頁。盾構(gòu)法優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：盾構(gòu)法具有施工速度快、振動小、噪音低等優(yōu)點(diǎn)，且對隧道上方地面的副作用很少。在松軟含水地層中及城市地下管線密布，施工條件困難地段采用盾構(gòu)法施工，其優(yōu)點(diǎn)尤為明顯。缺點(diǎn)：盾構(gòu)法的缺點(diǎn)是對斷面尺寸多變的區(qū)段適應(yīng)能力差。新型盾構(gòu)購置費(fèi)昂貴，對施工區(qū)段短的工程不太經(jīng)濟(jì)。第五十八頁，共95頁。礦山法分傳統(tǒng)礦

16、山法和新礦山法。傳統(tǒng)礦山法施工工藝落后，安全性較差，近年來有逐步被新礦山法取代的趨勢。新礦山法又可稱為新奧法或淺埋暗挖法。礦山法施工的隧道一般采用拱形結(jié)構(gòu)，其基本斷面型式為單拱、雙拱和多跨連拱。隧道襯砌的作用是加固圍巖并與圍巖一起組成一個有足夠安全度的隧道結(jié)構(gòu)體系，共同承受可能出現(xiàn)的各種荷載，防止地表下沉。 城市軌道交通設(shè)備（三）施工方法礦山法 第五十九頁，共95頁。新奧法工藝流程第六十頁，共95頁。第六十一頁，共95頁。第二章 線路 第一節(jié) 線路概述 第二節(jié) 線路設(shè)計(jì) 第三節(jié) 路基、橋梁與隧道 第四節(jié) 軌道第四節(jié) 軌道線路的上部結(jié)構(gòu)線路的下部基礎(chǔ)線路的空間位置第六十二頁，共95頁。 城市軌道

17、交通設(shè)備一、軌道的含義及作用軌道是整體的工程結(jié)構(gòu)，被稱為線路的上部結(jié)構(gòu)作用：(1)引導(dǎo)列車安全快速平穩(wěn)地沿著路線延伸的方向運(yùn)行(2)把列車的重力及列車在運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的沖擊力均勻地傳遞給路基或橋隧建構(gòu)物第六十三頁，共95頁。二、軌道的組成軌道一般由鋼軌、軌枕、道床、聯(lián)結(jié)零件、防爬設(shè)備和道岔組成。 城市軌道交通設(shè)備第六十四頁，共95頁。 城市軌道交通設(shè)備軌道組成之一：鋼軌1.鋼軌的概念鋼軌是支撐列車并引導(dǎo)車輪運(yùn)行的軌道部件。常用的鋼軌是寬底式鋼軌，其截面形式為工字型。鋼軌斷面結(jié)構(gòu)圖第六十五頁，共95頁。2.鋼軌的分類（1）從鋼軌的質(zhì)量和強(qiáng)度上分，城市軌道交通所使用的鋼軌有如下五種(鋼軌的強(qiáng)度以

18、kg/m表示，數(shù)值越大表明其所能承受的重量亦越大)：38kg/m、43kg/m、50kg/m、60kg/m和75kg/m。在我國城市軌道交通線路上主要使用的鋼軌類型為：正線60kg/m或50kg/m，車場線50kg/m或43kg/m。（2）我國鋼軌的標(biāo)準(zhǔn)長度有25m和12.5m兩種。 城市軌道交通設(shè)備軌道組成之一：鋼軌第六十六頁，共95頁。3.鋼軌的連接安裝(1)傳統(tǒng)的連接安裝法傳統(tǒng)的連接安裝法是把一節(jié)的鋼軌固定在軌枕之上，各節(jié)鋼軌之間的接頭(稱為鋼軌接頭，亦稱接縫)，通常使用魚尾板和螺栓接合。(2)較新的連接安裝法該法是持續(xù)焊接鋼軌，使原本一節(jié)一節(jié)的鋼軌經(jīng)焊接后成為無縫鋼軌或長鋼軌。鋼軌接頭

19、圖伸縮接頭 城市軌道交通設(shè)備軌道組成之一：鋼軌第六十七頁，共95頁。 城市軌道交通設(shè)備軌道組成之二：軌枕1.軌枕的概念軌枕是固定鋼軌、支撐鋼軌并承受由鋼軌傳來的壓力的軌道部件。軌枕第六十八頁，共95頁。2.軌枕的種類（1）按材質(zhì)分為木枕和鋼筋混凝土軌枕（2）軌枕按構(gòu)造可分為 1)橫向與縱向軌枕2)短軌與長軌枕第六十九頁，共95頁。(3)軌枕按鋪設(shè)位置分為三種：普通軌枕、道岔區(qū)岔枕和橋枕我國線路上普遍使用軌枕長度為2.5m，道岔用的軌枕和橋梁用的軌枕其長度為2.6m4.85m等多種規(guī)格。岔枕2.軌枕的種類橋枕第七十頁，共95頁。 城市軌道交通設(shè)備軌道組成之三：道床主要作用：（1）支撐軌枕、固定軌

20、枕，并把從軌枕傳來的壓力均勻地傳遞給路基；（2）可以緩和列車運(yùn)行中的沖擊力，從而具有一定的減震作用。道床斷面圖1.道床的概念與作用道床是鋪設(shè)在路基之上的道砟層。第七十一頁，共95頁。(1)碎石道床碎石道床又稱為有碴道床碎石道床有彈性、有利于排水。碎石道床斷面圖2.道床的種類 城市軌道交通設(shè)備軌道組成之三：道床第七十二頁，共95頁。無枕式整體道床斷面圖(2)整體道床整體道床又稱混凝土整體道床，也稱無碴道床，是現(xiàn)代城市軌道交通中常用的道床形式。2.道床的種類軌枕式整體道床斷面圖整體道床整潔美觀、堅(jiān)固耐用、維修量少。但是由于是整體澆筑因而彈性較差。 城市軌道交通設(shè)備軌道組成之三：道床第七十三頁，共9

21、5頁。聯(lián)結(jié)零件的概念與分類聯(lián)結(jié)零件是用于固定鋼軌、聯(lián)結(jié)鋼軌的部件可分為接頭聯(lián)結(jié)零件和扣件兩種 城市軌道交通設(shè)備軌道組成之四：聯(lián)結(jié)零件第七十四頁，共95頁。鋼軌接頭圖(1)接頭聯(lián)結(jié)零件接頭聯(lián)結(jié)零件是用來實(shí)現(xiàn)鋼軌與鋼軌聯(lián)結(jié)的部件 城市軌道交通設(shè)備軌道組成之四：聯(lián)結(jié)零件第七十五頁，共95頁。 城市軌道交通設(shè)備軌道組成之四：聯(lián)結(jié)零件(2)扣件 扣件又稱為中間聯(lián)結(jié)零件，將鋼軌牢牢地固定在軌枕之上，防止鋼軌相對軌枕有縱向或橫向的移動。 鋼筋混凝土軌枕的扣件可以分為：扣板式、彈片式和彈條式三種。第七十六頁，共95頁。彈條式扣件結(jié)構(gòu)第七十七頁，共95頁。1.防爬設(shè)備的組成與作用列車在線路上運(yùn)行和制動時車輪會對

22、鋼軌產(chǎn)生一個縱向的作用力，該作用力會引起鋼軌甚至軌枕的縱向移動，稱為軌道爬行。防爬設(shè)備就是為了防止產(chǎn)生軌道爬行。防爬器與防爬支撐 城市軌道交通設(shè)備軌道組成之五：防爬設(shè)備第七十八頁，共95頁。 城市軌道交通設(shè)備軌道組成之六：道岔1.道岔的概念道岔是車輛從一股軌道轉(zhuǎn)向或越過另一軌道的設(shè)備。 第七十九頁，共95頁。 城市軌道交通設(shè)備軌道組成之六：道岔2.道岔的種類單開道岔、對稱道岔、三開道岔、交分道岔、交叉設(shè)備第八十頁，共95頁。2.道岔的種類1)單開道岔單開道岔第八十一頁，共95頁。對稱道岔2.道岔的種類2)對稱道岔第八十二頁，共95頁。三開道岔2.道岔的種類3) 三開道岔第八十三頁，共95頁。交分道岔2.道岔的種類4) 交分道岔第八十四頁，共95頁。交叉設(shè)備2.道岔的種類5)交叉設(shè)備第八十五頁，共95頁。 城市軌道交通設(shè)備軌道組成之六：道岔3.道岔的構(gòu)成圖道岔構(gòu)成第八十六頁，共95頁。第八十七頁，共95頁。(1)電動扳動電動扳動是依靠電動機(jī)的動力來推動轉(zhuǎn)轍拉桿，從而扳動尖軌的扳動方式。(2)手動扳動手動扳動是利用人力借杠桿去扳動尖軌的扳動方式。4.道岔的扳動方式 城市軌道交通設(shè)備軌道組成之六：道岔第八十八頁，共95頁。以普通轉(zhuǎn)轍器為例，靠著曲基本軌的是直尖軌；靠著直基本軌