磁浮軌道交通課件

任務(wù)磁浮軌道交通城市軌道交通任務(wù)城市軌道交通1任務(wù)磁浮軌道交通1.磁浮軌道交通概述磁浮技術(shù)的研究源于德國，1922年德國工程師赫爾曼·肯佩爾提出了電磁浮原理，1934年他申請了磁浮列車的專利，1953年完成了科學(xué)報告《電子懸浮導(dǎo)向的電力驅(qū)動鐵路機車車輛》。20世紀70年代以后，世界工業(yè)化國家經(jīng)濟實力不斷增強，為提高交通運輸能力以適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展的需要，德國、日本、美國、加拿大、法國、英國等國家相繼開始對磁浮運輸系統(tǒng)進行開發(fā)，并取得了令人矚目的進展。任務(wù)磁浮軌道交通1.磁浮軌道交通概述磁浮技2任務(wù)磁浮軌道交通1.磁浮軌道交通概述磁浮軌道交通也稱磁浮鐵路，是根據(jù)電磁學(xué)原理，利用電磁鐵產(chǎn)生的電磁力使車輛懸浮并推動其前進的現(xiàn)代交通工具，如圖15所示。由于它運行時懸浮于軌道之上，因此沒有輪軌摩擦，可以突破輪軌黏著極限速度的限制。圖15磁浮軌道交通（a）上海高速磁浮軌道交通（b）長沙中低速磁浮軌道交通任務(wù)磁浮軌道交通1.磁浮軌道交通概述磁浮軌道3任務(wù)磁浮軌道交通1.磁浮軌道交通概述（5）運行成本低（6）項目建設(shè)成本低（7）安全性高（8）環(huán)保性能高（9）能耗低（1）運行速度高（2）載客量大（3）轉(zhuǎn)彎半徑?。?）爬坡能力強與其他類型城市軌道交通相比，磁浮軌道交通的優(yōu)缺點如下。1.優(yōu)點任務(wù)磁浮軌道交通1.磁浮軌道交通概述（5）運行成本低（6）4任務(wù)磁浮軌道交通1.磁浮軌道交通概述2.缺點（1）磁浮列車的車廂不能通過轉(zhuǎn)轍機變軌，不像傳統(tǒng)輪軌列車那樣，可以在不需要移動軌道與基礎(chǔ)的條件下通過信號操縱道岔轉(zhuǎn)轍裝備就能進入另外一條線路。（2）由于磁浮系統(tǒng)是憑借電磁力進行懸浮、導(dǎo)向和驅(qū)動的，一旦斷電，磁浮列車可能發(fā)生嚴重的人員安全事故，現(xiàn)今斷電后磁浮列車的安全保障問題仍然沒有得到完全解決。（3）電離強磁場對人的健康與電子產(chǎn)品的運行都會產(chǎn)生不良影響。（4）磁浮軌道交通設(shè)計難度大，相關(guān)的設(shè)備（如車輛、道岔）尚未應(yīng)用成熟，相關(guān)配套標(biāo)準(zhǔn)少，對施工精度要求高。任務(wù)磁浮軌道交通1.磁浮軌道交通概述2.缺點5任務(wù)磁浮軌道交通2.磁浮軌道交通分類1.按照運行速度分類按列車的最高運行速度，磁浮軌道交通可以分為低速（常速）、中速、高速和超高速磁浮軌道交通。目前一般不嚴格按照此標(biāo)準(zhǔn)進行區(qū)分。一般將低速和中速磁浮統(tǒng)稱為中低速磁浮，而將高速和超高速磁浮統(tǒng)稱為高速磁浮，其特點如表1所示。任務(wù)磁浮軌道交通2.磁浮軌道交通分類1.按照運行速度分類6任務(wù)磁浮軌道交通2.磁浮軌道交通分類表1中低速磁浮軌道交通與高速磁浮軌道交通特點對比高速磁浮軌道交通相比中低速磁浮軌道交通工藝技術(shù)更為復(fù)雜，懸浮能耗較大，對人體有一定的磁場影響，造價相對更高，僅適用于需要高速運行的區(qū)間。中低速磁浮是中國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)，也是城市軌道交通中最先進的技術(shù)。它具有環(huán)保、安全性高、爬坡能力強、轉(zhuǎn)彎半徑小、建設(shè)成本低等優(yōu)點，適用于城市市區(qū)、近距離城市間和旅游景區(qū)的交通連接，可替代輕軌和地鐵，更接近于商業(yè)運行的經(jīng)濟性、實用性的目標(biāo)。任務(wù)磁浮軌道交通2.磁浮軌道交通分類表1中低速磁浮軌道交通7任務(wù)磁浮軌道交通2.磁浮軌道交通分類2.其他分類方式（1）按照是否使用超導(dǎo)材料分類。按直線電機線圈繞組是否使用超導(dǎo)材料，磁浮可以分為超導(dǎo)磁浮和常導(dǎo)磁浮。（2）按照定子長度（或牽引方式）分類。按直線電機的定子長度的不同，磁浮可以分為長定子直線同步電機牽引的磁?。ㄟm合高速運行）和短定子直線異步電機驅(qū)動的磁?。ㄟm合低速運行）。（3）按照導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)形式分類。磁浮軌道交通所使用的導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)有多種形式，常用的有T形、U形、一字形和F形導(dǎo)軌磁浮。任務(wù)磁浮軌道交通2.磁浮軌道交通分類2.其他分類方式8任務(wù)磁浮軌道交通3.磁浮軌道線的基本原理在磁浮軌道線上運行的列車，是利用電磁系統(tǒng)產(chǎn)生的吸引力或排斥力將車輛托起，使整個列車懸浮在導(dǎo)軌上，利用電磁力進行導(dǎo)向，利用直線電機將電能直接轉(zhuǎn)換成推進力來推動列車前進的。磁浮軌道線的基本原理如圖16所示。圖16磁浮軌道線的基本原理任務(wù)磁浮軌道交通3.磁浮軌道線的基本原理在磁浮軌道線上運行9任務(wù)磁浮軌道交通3.磁浮軌道線的基本原理磁浮列車主要由懸浮系統(tǒng)、推進系統(tǒng)和導(dǎo)向系統(tǒng)三大部分組成。盡管可以使用與磁力無關(guān)的推進系統(tǒng)，但在目前的絕大部分設(shè)計中，這三部分的功能均由磁力來完成。以中低速磁浮列車為例，列車采用環(huán)抱軌道形式，列車軌道梁兩側(cè)為懸空的倒U形鐵磁性軌道，軌道上鋪設(shè)了鋁質(zhì)的反應(yīng)極板。倒U形軌道上反應(yīng)板的正上方是安裝在車體上的直線電機定子,在倒U形軌道的正下方是固定在車體上的電磁鐵（起懸浮、導(dǎo)向作用）。中低速磁浮列車懸浮結(jié)構(gòu)示意如圖17所示。任務(wù)磁浮軌道交通3.磁浮軌道線的基本原理磁浮列車主要由懸浮10任務(wù)磁浮軌道交通3.磁浮軌道線的基本原理圖17中低速磁浮列車懸浮結(jié)構(gòu)示意車體上的懸浮導(dǎo)向電磁鐵通電時就會與鐵磁性軌道之間產(chǎn)生引力，使得車體向上抬起脫離軌道。列車的牽引電機是短定子直線電機，電機初級也就是定子，是安裝在車體上的，牽引功率的轉(zhuǎn)換和控制是在車上實現(xiàn)的。車體上安裝直線電機定子，其正下方的軌道上安裝有感應(yīng)板，當(dāng)定子通過三相電流后產(chǎn)生一個移動的磁場，這個磁場在感應(yīng)板上感應(yīng)出電流和產(chǎn)生磁場，兩個磁場相互作用就產(chǎn)生了推力。列車的導(dǎo)向是自動的，不需要導(dǎo)向電磁鐵的主動控制，這是由于安裝在車體上的電磁鐵鐵芯和鐵磁性倒U形軌道是正對的，如果兩者有一定的錯位，兩者間的磁力線就會產(chǎn)生一個反方向的橫向力，使列車回到中心線。任務(wù)磁浮軌道交通3.磁浮軌道線的基本原理圖17中低速磁浮列11任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計下文以中低速磁浮軌道為例進行介紹。中低速磁浮軌道結(jié)構(gòu)形式主要有兩大類型：鋼軌枕型式的中低速磁浮軌道結(jié)構(gòu)和中低速磁浮整體道床軌道結(jié)構(gòu)。（1）鋼軌枕型式的中低速磁浮軌道結(jié)構(gòu)。鋼軌枕型式的中低速磁浮軌道結(jié)構(gòu)（見圖18）自上而下主要由感應(yīng)板、F型鋼、H形鋼軌枕、扣件系統(tǒng)、聯(lián)結(jié)件及緊固件、承軌臺等部分組成。圖18鋼軌枕型式的中低速磁浮軌道結(jié)構(gòu)任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計下12任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計（2）中低速磁浮整體道床軌道結(jié)構(gòu)。中低速磁浮整體道床軌道結(jié)構(gòu)有無軌枕直連式和整體道床式結(jié)構(gòu)兩種，如圖19和圖20所示。圖19無軌枕直連式中低速磁浮整體道床軌道結(jié)構(gòu)任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計（13任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計圖20整體道床式中低速磁浮整體道床軌道結(jié)構(gòu)無軌枕直連式中低速磁浮軌道結(jié)構(gòu)直接將軌道功能部件安裝在軌道梁的頂部兩側(cè)，采用了與德國常導(dǎo)高速磁浮TR系統(tǒng)和我國上海高速磁浮線一致的軌道功能區(qū)設(shè)計思路，軌道功能部件主要由感應(yīng)板、倒U形懸浮軌組成，采用預(yù)埋或螺栓連接方式直接固定在軌道梁上。任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計圖20整體道床式14任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計1.F形導(dǎo)軌F形導(dǎo)軌是一種承受磁浮列車懸浮力、導(dǎo)向力及牽引力的基礎(chǔ)構(gòu)件，由F型鋼和感應(yīng)板組成。F形導(dǎo)軌的標(biāo)準(zhǔn)長度根據(jù)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類型及跨度確定。（1）F型鋼。F型鋼是承受磁浮列車懸浮力、導(dǎo)向力及牽引力的基礎(chǔ)構(gòu)件之一，是軌道結(jié)構(gòu)的重要部件，如圖21所示。圖21F型鋼1—緊定桿；2—中心模塊；3—限位套；4—水平支架；5—豎直支架；6—耐磨鑲塊；7—外頂角；8—外極腹板；9—內(nèi)極腹板；10—翼板任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計1.F形導(dǎo)軌圖215任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計（2）感應(yīng)板。感應(yīng)板是安裝在F型鋼上的由非磁性導(dǎo)電材料制作的車輛牽引用直線感應(yīng)電機次級。2.鋼軌枕鋼軌枕是用來連接F型鋼，使F型鋼與梁體之間保持相對位置固定并傳遞荷載的基礎(chǔ)構(gòu)件。對于中低速磁浮軌道，目前鋼軌枕主要有H形鋼軌枕（見圖22）和矩形鋼軌枕（見圖23）兩種形式。H形鋼軌枕一般采用耐候鋼或碳素結(jié)構(gòu)鋼的熱軋H型鋼，矩形鋼軌枕一般采用耐候鋼或碳素結(jié)構(gòu)鋼的冷拔異型鋼管。任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計（16任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計圖22H形鋼軌枕任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計圖22H形鋼軌枕17任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計圖23矩形鋼軌枕任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計圖23矩形鋼軌枕18任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計3.軌排軌排是具有支撐磁浮列車，承受列車懸浮力、導(dǎo)向力及牽引力功能的磁浮線路基本單元，一般由F形導(dǎo)軌、H形鋼軌枕、軌排接頭、連接件及緊固件等組成。軌排與承軌臺之間采用扣件進行連接。軌排應(yīng)結(jié)合線路平縱斷面資料、軌道梁的跨度、梁端位移等因素綜合布置，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)長度，減少非標(biāo)軌排的使用數(shù)量。相鄰軌排之間采用不同類型的軌排接頭進行連接。軌排不能跨越梁縫。任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計3.軌排19任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計4.軌排接頭（1）伸縮縫。軌排之間設(shè)置伸縮縫，以適應(yīng)工作條件下的溫度變形。軌排間預(yù)留伸縮縫的大小，應(yīng)滿足鎖定后軌排有足夠的空間來釋放溫度應(yīng)力，使鎖定后的軌排在達到歷史最高溫度時伸縮縫不為零，以確保軌排間不頂緊受力，在達到歷史最低溫度時，軌排間伸縮縫不超過構(gòu)造軌縫，以確保列車平穩(wěn)行車。對于有縫線路，除道岔范圍內(nèi)的軌縫值外，一般預(yù)留軌縫值為20mm。鋪軌施工時，軌排的預(yù)留軌縫值應(yīng)根據(jù)軌排實際長度和鋼軌溫度，在設(shè)計預(yù)留軌縫的基礎(chǔ)上進行修正計算。任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計4.軌排接頭20任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計4.軌排接頭（2）軌排接頭。軌排與軌排之間應(yīng)設(shè)置伸縮接頭，軌排接頭的類型應(yīng)根據(jù)橋梁長度和形式、軌排長度、橋梁溫度與F形導(dǎo)軌溫度計算確定，應(yīng)滿足鎖定后的軌排在縱向阻力的控制下有足夠的空間來釋放溫度應(yīng)力。軌排接頭可分為Ⅰ型接頭、Ⅱ型接頭和Ⅲ型接頭，以適應(yīng)軌排的不同伸縮量要求。軌排接頭的端部采用螺栓和接地連接線進行連接。任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計4.軌排接頭21任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計5.扣件扣件是軌排與下部基礎(chǔ)間的聯(lián)結(jié)部件，它將軌排直接固定于下部基礎(chǔ)之上，承受來自軌排的豎向力、橫向水平力和縱向水平力，并傳遞給道床，其性能直接影響軌道的安全性、平順性和乘客乘車舒適度。（1）扣件的性能。扣件性能應(yīng)滿足以下要求：①適用于鋼軌枕中低速磁浮軌道結(jié)構(gòu)。②扣壓力穩(wěn)定，能保持軌排的空間位置，并能提供足夠的扣壓力和防爬阻力。③具有適度的彈性。④具有一定的調(diào)整能力，能滿足施工及維修的要求。⑤扣件應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、養(yǎng)護維修工作量少。任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計5.扣件22任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計5.扣件（2）扣件類型。中低速磁浮軌道扣件根據(jù)結(jié)構(gòu)形式和特點的不同可分為兩種類型：彈性分開式扣件和彈性不分開式扣件。其中，株洲中低速磁浮試驗線采用的CFⅡ型中低速磁浮軌道扣件（見圖24）為彈性分開式扣件，唐山試驗線和北京S1線用扣件（見圖25）以及我國首條中低速磁浮運營線路——長沙磁浮軌道交通采用的TSYCF-Ⅱ型扣件（見圖26）為彈性不分開式扣件。任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計5.扣件23任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計圖24CFⅡ型中低速磁浮軌道扣件任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計圖24CFⅡ型24任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計圖25唐山試驗線和北京S1線用扣件1—錨固螺栓；2—平墊圈；3—彈簧墊圈；4—彈性墊板；5—調(diào)高墊板；6—鐵墊板；7—輔軌輔助螺栓；8—尼龍?zhí)坠苋蝿?wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計圖25唐山試驗線25任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計圖26TSYCFⅡ型中低速磁浮軌道扣件任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計圖26TSYCF26任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計6.承軌臺承軌臺處于下部基礎(chǔ)與軌排之間，它承接由軌排及扣件傳遞來的各種作用力，再將其傳遞至下部基礎(chǔ)。高架線地段采用橋梁基礎(chǔ)，地面線路地段采用承軌梁基礎(chǔ)，隧道內(nèi)可直接設(shè)在隧道仰拱回填層上或加設(shè)承軌梁基礎(chǔ)。任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計6.承軌臺27任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計7.道岔按照線路功能要求，在車站地段根據(jù)需要設(shè)置道岔（見圖27），以滿足列車運行、調(diào)車、折返的需要。道岔是線路的轉(zhuǎn)線設(shè)備，由主體結(jié)構(gòu)、驅(qū)動裝置、鎖定裝置和控制裝置等部分組成。常用道岔主要分為單開道岔（見圖28）、三開道岔（見圖29）和單渡線道岔（見圖30）三種。圖27磁浮軌道交通道岔任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計7.道岔圖27磁28任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計圖28單開道岔任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計圖28單開道岔29任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計圖29三開道岔任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計圖29三開道岔30任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計圖30單渡線道岔任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計圖30單渡線道岔31任務(wù)磁浮軌道交通5.磁浮軌道交通線路設(shè)計1.線路設(shè)計原則線路平面首先應(yīng)適應(yīng)城市規(guī)劃，其次應(yīng)滿足試驗功能需求，并充分考慮現(xiàn)有及規(guī)劃的地面建筑物、地下構(gòu)筑物、市政管線、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、施工方法、工程造價等諸多因素進行多方案比較，選出經(jīng)濟合理、技術(shù)可行的線路方案。線路的敷設(shè)方式在滿足試驗線功能的前提下，應(yīng)結(jié)合既有道路和規(guī)劃道路情況，綜合考慮線路對地下管線、高壓電力線、環(huán)境、景觀等多方面的影響及投資進行比選。任務(wù)磁浮軌道交通5.磁浮軌道交通線路設(shè)計1.線路設(shè)計原則32任務(wù)磁浮軌道交通5.磁浮軌道交通線路設(shè)計2.線路主要特點（1）轉(zhuǎn)彎半徑小。在曲線地段，為平衡側(cè)向自由加速度，不論是公路還是鐵路，均設(shè)置橫坡（超高）。（2）爬坡能力強。列車在坡道上運行時，除其他阻力外，會增加一個沿坡道向下的重力分力。任務(wù)磁浮軌道交通5.磁浮軌道交通線路設(shè)計2.線路主要特點33任務(wù)磁浮軌道交通5.磁浮軌道交通線路設(shè)計3.線路平面設(shè)計（1）曲線半徑。（2）最小曲線半徑。（3）橫坡。（4）緩和曲線。（5）圓曲線和夾直線最小長度。任務(wù)磁浮軌道交通5.磁浮軌道交通線路設(shè)計3.線路平面設(shè)計34任務(wù)磁浮軌道交通5.磁浮軌道交通線路設(shè)計4.線路縱斷面設(shè)計（1）坡度。中低速磁浮列車具有較強的爬坡能力，選線適應(yīng)性較強。（2）豎曲線。為緩和變坡點坡度的急劇變化，使列車通過變坡點時產(chǎn)生的附加加速度不超過允許值，在兩相鄰坡段的坡度代數(shù)差大于或等于2‰的變坡點處設(shè)置豎曲線，且豎曲線與平面緩和曲線不宜重疊。任務(wù)磁浮軌道交通5.磁浮軌道交通線路設(shè)計4.線路縱斷面設(shè)計35謝謝觀看！城市軌道交通謝謝觀看！城市軌道交通36任務(wù)磁浮軌道交通城市軌道交通任務(wù)城市軌道交通37任務(wù)磁浮軌道交通1.磁浮軌道交通概述磁浮技術(shù)的研究源于德國，1922年德國工程師赫爾曼·肯佩爾提出了電磁浮原理，1934年他申請了磁浮列車的專利，1953年完成了科學(xué)報告《電子懸浮導(dǎo)向的電力驅(qū)動鐵路機車車輛》。20世紀70年代以后，世界工業(yè)化國家經(jīng)濟實力不斷增強，為提高交通運輸能力以適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展的需要，德國、日本、美國、加拿大、法國、英國等國家相繼開始對磁浮運輸系統(tǒng)進行開發(fā)，并取得了令人矚目的進展。任務(wù)磁浮軌道交通1.磁浮軌道交通概述磁浮技38任務(wù)磁浮軌道交通1.磁浮軌道交通概述磁浮軌道交通也稱磁浮鐵路，是根據(jù)電磁學(xué)原理，利用電磁鐵產(chǎn)生的電磁力使車輛懸浮并推動其前進的現(xiàn)代交通工具，如圖15所示。由于它運行時懸浮于軌道之上，因此沒有輪軌摩擦，可以突破輪軌黏著極限速度的限制。圖15磁浮軌道交通（a）上海高速磁浮軌道交通（b）長沙中低速磁浮軌道交通任務(wù)磁浮軌道交通1.磁浮軌道交通概述磁浮軌道39任務(wù)磁浮軌道交通1.磁浮軌道交通概述（5）運行成本低（6）項目建設(shè)成本低（7）安全性高（8）環(huán)保性能高（9）能耗低（1）運行速度高（2）載客量大（3）轉(zhuǎn)彎半徑?。?）爬坡能力強與其他類型城市軌道交通相比，磁浮軌道交通的優(yōu)缺點如下。1.優(yōu)點任務(wù)磁浮軌道交通1.磁浮軌道交通概述（5）運行成本低（6）40任務(wù)磁浮軌道交通1.磁浮軌道交通概述2.缺點（1）磁浮列車的車廂不能通過轉(zhuǎn)轍機變軌，不像傳統(tǒng)輪軌列車那樣，可以在不需要移動軌道與基礎(chǔ)的條件下通過信號操縱道岔轉(zhuǎn)轍裝備就能進入另外一條線路。（2）由于磁浮系統(tǒng)是憑借電磁力進行懸浮、導(dǎo)向和驅(qū)動的，一旦斷電，磁浮列車可能發(fā)生嚴重的人員安全事故，現(xiàn)今斷電后磁浮列車的安全保障問題仍然沒有得到完全解決。（3）電離強磁場對人的健康與電子產(chǎn)品的運行都會產(chǎn)生不良影響。（4）磁浮軌道交通設(shè)計難度大，相關(guān)的設(shè)備（如車輛、道岔）尚未應(yīng)用成熟，相關(guān)配套標(biāo)準(zhǔn)少，對施工精度要求高。任務(wù)磁浮軌道交通1.磁浮軌道交通概述2.缺點41任務(wù)磁浮軌道交通2.磁浮軌道交通分類1.按照運行速度分類按列車的最高運行速度，磁浮軌道交通可以分為低速（常速）、中速、高速和超高速磁浮軌道交通。目前一般不嚴格按照此標(biāo)準(zhǔn)進行區(qū)分。一般將低速和中速磁浮統(tǒng)稱為中低速磁浮，而將高速和超高速磁浮統(tǒng)稱為高速磁浮，其特點如表1所示。任務(wù)磁浮軌道交通2.磁浮軌道交通分類1.按照運行速度分類42任務(wù)磁浮軌道交通2.磁浮軌道交通分類表1中低速磁浮軌道交通與高速磁浮軌道交通特點對比高速磁浮軌道交通相比中低速磁浮軌道交通工藝技術(shù)更為復(fù)雜，懸浮能耗較大，對人體有一定的磁場影響，造價相對更高，僅適用于需要高速運行的區(qū)間。中低速磁浮是中國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)，也是城市軌道交通中最先進的技術(shù)。它具有環(huán)保、安全性高、爬坡能力強、轉(zhuǎn)彎半徑小、建設(shè)成本低等優(yōu)點，適用于城市市區(qū)、近距離城市間和旅游景區(qū)的交通連接，可替代輕軌和地鐵，更接近于商業(yè)運行的經(jīng)濟性、實用性的目標(biāo)。任務(wù)磁浮軌道交通2.磁浮軌道交通分類表1中低速磁浮軌道交通43任務(wù)磁浮軌道交通2.磁浮軌道交通分類2.其他分類方式（1）按照是否使用超導(dǎo)材料分類。按直線電機線圈繞組是否使用超導(dǎo)材料，磁浮可以分為超導(dǎo)磁浮和常導(dǎo)磁浮。（2）按照定子長度（或牽引方式）分類。按直線電機的定子長度的不同，磁浮可以分為長定子直線同步電機牽引的磁?。ㄟm合高速運行）和短定子直線異步電機驅(qū)動的磁浮（適合低速運行）。（3）按照導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)形式分類。磁浮軌道交通所使用的導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)有多種形式，常用的有T形、U形、一字形和F形導(dǎo)軌磁浮。任務(wù)磁浮軌道交通2.磁浮軌道交通分類2.其他分類方式44任務(wù)磁浮軌道交通3.磁浮軌道線的基本原理在磁浮軌道線上運行的列車，是利用電磁系統(tǒng)產(chǎn)生的吸引力或排斥力將車輛托起，使整個列車懸浮在導(dǎo)軌上，利用電磁力進行導(dǎo)向，利用直線電機將電能直接轉(zhuǎn)換成推進力來推動列車前進的。磁浮軌道線的基本原理如圖16所示。圖16磁浮軌道線的基本原理任務(wù)磁浮軌道交通3.磁浮軌道線的基本原理在磁浮軌道線上運行45任務(wù)磁浮軌道交通3.磁浮軌道線的基本原理磁浮列車主要由懸浮系統(tǒng)、推進系統(tǒng)和導(dǎo)向系統(tǒng)三大部分組成。盡管可以使用與磁力無關(guān)的推進系統(tǒng)，但在目前的絕大部分設(shè)計中，這三部分的功能均由磁力來完成。以中低速磁浮列車為例，列車采用環(huán)抱軌道形式，列車軌道梁兩側(cè)為懸空的倒U形鐵磁性軌道，軌道上鋪設(shè)了鋁質(zhì)的反應(yīng)極板。倒U形軌道上反應(yīng)板的正上方是安裝在車體上的直線電機定子,在倒U形軌道的正下方是固定在車體上的電磁鐵（起懸浮、導(dǎo)向作用）。中低速磁浮列車懸浮結(jié)構(gòu)示意如圖17所示。任務(wù)磁浮軌道交通3.磁浮軌道線的基本原理磁浮列車主要由懸浮46任務(wù)磁浮軌道交通3.磁浮軌道線的基本原理圖17中低速磁浮列車懸浮結(jié)構(gòu)示意車體上的懸浮導(dǎo)向電磁鐵通電時就會與鐵磁性軌道之間產(chǎn)生引力，使得車體向上抬起脫離軌道。列車的牽引電機是短定子直線電機，電機初級也就是定子，是安裝在車體上的，牽引功率的轉(zhuǎn)換和控制是在車上實現(xiàn)的。車體上安裝直線電機定子，其正下方的軌道上安裝有感應(yīng)板，當(dāng)定子通過三相電流后產(chǎn)生一個移動的磁場，這個磁場在感應(yīng)板上感應(yīng)出電流和產(chǎn)生磁場，兩個磁場相互作用就產(chǎn)生了推力。列車的導(dǎo)向是自動的，不需要導(dǎo)向電磁鐵的主動控制，這是由于安裝在車體上的電磁鐵鐵芯和鐵磁性倒U形軌道是正對的，如果兩者有一定的錯位，兩者間的磁力線就會產(chǎn)生一個反方向的橫向力，使列車回到中心線。任務(wù)磁浮軌道交通3.磁浮軌道線的基本原理圖17中低速磁浮列47任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計下文以中低速磁浮軌道為例進行介紹。中低速磁浮軌道結(jié)構(gòu)形式主要有兩大類型：鋼軌枕型式的中低速磁浮軌道結(jié)構(gòu)和中低速磁浮整體道床軌道結(jié)構(gòu)。（1）鋼軌枕型式的中低速磁浮軌道結(jié)構(gòu)。鋼軌枕型式的中低速磁浮軌道結(jié)構(gòu)（見圖18）自上而下主要由感應(yīng)板、F型鋼、H形鋼軌枕、扣件系統(tǒng)、聯(lián)結(jié)件及緊固件、承軌臺等部分組成。圖18鋼軌枕型式的中低速磁浮軌道結(jié)構(gòu)任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計下48任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計（2）中低速磁浮整體道床軌道結(jié)構(gòu)。中低速磁浮整體道床軌道結(jié)構(gòu)有無軌枕直連式和整體道床式結(jié)構(gòu)兩種，如圖19和圖20所示。圖19無軌枕直連式中低速磁浮整體道床軌道結(jié)構(gòu)任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計（49任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計圖20整體道床式中低速磁浮整體道床軌道結(jié)構(gòu)無軌枕直連式中低速磁浮軌道結(jié)構(gòu)直接將軌道功能部件安裝在軌道梁的頂部兩側(cè)，采用了與德國常導(dǎo)高速磁浮TR系統(tǒng)和我國上海高速磁浮線一致的軌道功能區(qū)設(shè)計思路，軌道功能部件主要由感應(yīng)板、倒U形懸浮軌組成，采用預(yù)埋或螺栓連接方式直接固定在軌道梁上。任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計圖20整體道床式50任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計1.F形導(dǎo)軌F形導(dǎo)軌是一種承受磁浮列車懸浮力、導(dǎo)向力及牽引力的基礎(chǔ)構(gòu)件，由F型鋼和感應(yīng)板組成。F形導(dǎo)軌的標(biāo)準(zhǔn)長度根據(jù)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)類型及跨度確定。（1）F型鋼。F型鋼是承受磁浮列車懸浮力、導(dǎo)向力及牽引力的基礎(chǔ)構(gòu)件之一，是軌道結(jié)構(gòu)的重要部件，如圖21所示。圖21F型鋼1—緊定桿；2—中心模塊；3—限位套；4—水平支架；5—豎直支架；6—耐磨鑲塊；7—外頂角；8—外極腹板；9—內(nèi)極腹板；10—翼板任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計1.F形導(dǎo)軌圖251任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計（2）感應(yīng)板。感應(yīng)板是安裝在F型鋼上的由非磁性導(dǎo)電材料制作的車輛牽引用直線感應(yīng)電機次級。2.鋼軌枕鋼軌枕是用來連接F型鋼，使F型鋼與梁體之間保持相對位置固定并傳遞荷載的基礎(chǔ)構(gòu)件。對于中低速磁浮軌道，目前鋼軌枕主要有H形鋼軌枕（見圖22）和矩形鋼軌枕（見圖23）兩種形式。H形鋼軌枕一般采用耐候鋼或碳素結(jié)構(gòu)鋼的熱軋H型鋼，矩形鋼軌枕一般采用耐候鋼或碳素結(jié)構(gòu)鋼的冷拔異型鋼管。任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計（52任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計圖22H形鋼軌枕任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計圖22H形鋼軌枕53任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計圖23矩形鋼軌枕任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計圖23矩形鋼軌枕54任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計3.軌排軌排是具有支撐磁浮列車，承受列車懸浮力、導(dǎo)向力及牽引力功能的磁浮線路基本單元，一般由F形導(dǎo)軌、H形鋼軌枕、軌排接頭、連接件及緊固件等組成。軌排與承軌臺之間采用扣件進行連接。軌排應(yīng)結(jié)合線路平縱斷面資料、軌道梁的跨度、梁端位移等因素綜合布置，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)長度，減少非標(biāo)軌排的使用數(shù)量。相鄰軌排之間采用不同類型的軌排接頭進行連接。軌排不能跨越梁縫。任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計3.軌排55任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計4.軌排接頭（1）伸縮縫。軌排之間設(shè)置伸縮縫，以適應(yīng)工作條件下的溫度變形。軌排間預(yù)留伸縮縫的大小，應(yīng)滿足鎖定后軌排有足夠的空間來釋放溫度應(yīng)力，使鎖定后的軌排在達到歷史最高溫度時伸縮縫不為零，以確保軌排間不頂緊受力，在達到歷史最低溫度時，軌排間伸縮縫不超過構(gòu)造軌縫，以確保列車平穩(wěn)行車。對于有縫線路，除道岔范圍內(nèi)的軌縫值外，一般預(yù)留軌縫值為20mm。鋪軌施工時，軌排的預(yù)留軌縫值應(yīng)根據(jù)軌排實際長度和鋼軌溫度，在設(shè)計預(yù)留軌縫的基礎(chǔ)上進行修正計算。任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計4.軌排接頭56任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計4.軌排接頭（2）軌排接頭。軌排與軌排之間應(yīng)設(shè)置伸縮接頭，軌排接頭的類型應(yīng)根據(jù)橋梁長度和形式、軌排長度、橋梁溫度與F形導(dǎo)軌溫度計算確定，應(yīng)滿足鎖定后的軌排在縱向阻力的控制下有足夠的空間來釋放溫度應(yīng)力。軌排接頭可分為Ⅰ型接頭、Ⅱ型接頭和Ⅲ型接頭，以適應(yīng)軌排的不同伸縮量要求。軌排接頭的端部采用螺栓和接地連接線進行連接。任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計4.軌排接頭57任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計5.扣件扣件是軌排與下部基礎(chǔ)間的聯(lián)結(jié)部件，它將軌排直接固定于下部基礎(chǔ)之上，承受來自軌排的豎向力、橫向水平力和縱向水平力，并傳遞給道床，其性能直接影響軌道的安全性、平順性和乘客乘車舒適度。（1）扣件的性能。扣件性能應(yīng)滿足以下要求：①適用于鋼軌枕中低速磁浮軌道結(jié)構(gòu)。②扣壓力穩(wěn)定，能保持軌排的空間位置，并能提供足夠的扣壓力和防爬阻力。③具有適度的彈性。④具有一定的調(diào)整能力，能滿足施工及維修的要求。⑤扣件應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、養(yǎng)護維修工作量少。任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計5.扣件58任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計5.扣件（2）扣件類型。中低速磁浮軌道扣件根據(jù)結(jié)構(gòu)形式和特點的不同可分為兩種類型：彈性分開式扣件和彈性不分開式扣件。其中，株洲中低速磁浮試驗線采用的CFⅡ型中低速磁浮軌道扣件（見圖24）為彈性分開式扣件，唐山試驗線和北京S1線用扣件（見圖25）以及我國首條中低速磁浮運營線路——長沙磁浮軌道交通采用的TSYCF-Ⅱ型扣件（見圖26）為彈性不分開式扣件。任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計5.扣件59任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計圖24CFⅡ型中低速磁浮軌道扣件任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計圖24CFⅡ型60任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計圖25唐山試驗線和北京S1線用扣件1—錨固螺栓；2—平墊圈；3—彈簧墊圈；4—彈性墊板；5—調(diào)高墊板；6—鐵墊板；7—輔軌輔助螺栓；8—尼龍?zhí)坠苋蝿?wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計圖25唐山試驗線61任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計圖26TSYCFⅡ型中低速磁浮軌道扣件任務(wù)磁浮軌道交通4.磁浮軌道線軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計圖26TSYCF62任務(wù)磁浮軌道交通4.