《鐵道信號自動(dòng)控制技能訓(xùn)練》課件-第二章城市軌道交通線路1

第二章城市軌道交通線路第一節(jié)城市軌道交通線路概述

城市軌道交通線路是城市軌道列車運(yùn)行的道路設(shè)施，是城市軌道交通系統(tǒng)的基本組成部分。線路的設(shè)計(jì)必須滿足行車安全、線路平順與養(yǎng)護(hù)方便等要求，并保證一定的舒適度及符合有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。城市軌道交通線路一般由路基、橋隧、軌道組成一個(gè)整體工程的結(jié)構(gòu)。第一節(jié)城市軌道交通線路概述城市軌道交通線路特點(diǎn)1.城市軌道交通線路一經(jīng)建成，無論其是在地下、地面還是在地面以上，位置的改變都十分困難，建成后的改建會(huì)引起周圍建筑、道路等很大的拆遷工程，并破壞多年來逐漸形成的環(huán)境協(xié)調(diào)。因此，線路設(shè)計(jì)要作長期的考慮。2.城市軌道交通線路一般為雙線，通常每條線路設(shè)有一個(gè)車輛段和一個(gè)停車場。線路車站沒有經(jīng)常性的調(diào)車作業(yè)，為節(jié)省用地，一般車站不設(shè)到發(fā)線，車輛集中停放在車輛段或停車場。3.市內(nèi)客運(yùn)的運(yùn)距短，且全面地分布在整個(gè)城市區(qū)域內(nèi)，為保證線路的客流吸引力，通常站距設(shè)置為1~2km，因此，站點(diǎn)設(shè)置密，停車頻繁。4.由于線路各站點(diǎn)的吸引范圍小，城市客流可容忍的等待時(shí)間較短，這要求發(fā)車間隔時(shí)間不能太長，一般不長于10分鐘，短時(shí)間里聚集的客流量有限，因而列車編組長度通常為4~8節(jié)車廂，較城際列車編組短。一、城市軌道交通線路分類（一）按線路與地面位置的關(guān)系分（二）按線路在運(yùn)營中的作用分（一）按線路與地面位置的關(guān)系分城市軌道交通線路按其與地面位置的關(guān)系可分為地下線路、地面線路及高架線路。

⒈地下線路

地下線路常用于地下鐵道系統(tǒng)，線路置于地下隧道中。其優(yōu)點(diǎn)是與地面交通完全分離，且不占城市地面與空間，不受氣候影響。其缺點(diǎn)是需要較大的一次性投資，較高的施工技術(shù)，較先進(jìn)的管理，完善的環(huán)控、防災(zāi)措施與設(shè)備；建設(shè)過程會(huì)影響地面交通，運(yùn)營成本較高，改造調(diào)整與線路維護(hù)均較困難。根據(jù)線路與城市道路的關(guān)系，城市軌道交通地下線路的平面位置主要有線路位于道路規(guī)劃紅線范圍內(nèi)和線路位于道路規(guī)劃紅線范圍外兩種情況。道路紅線是指道路用地的邊界線。下圖中A、B、C分別代表城市軌道交通地下線路的幾種位置。

A位：城市軌道交通線路位于道路中心，對兩側(cè)建筑物影響小，地下管網(wǎng)拆遷較少，有利于減少曲線數(shù)量，線路裁彎取直，并能適應(yīng)較窄的道路紅線寬度。但若采用明挖法施工便破壞了現(xiàn)有道路路面，對城市交通干擾大，不如B位。B位：線路位于規(guī)劃的慢車道和人行道下方，施工時(shí)能減少對城市交通的干擾和對機(jī)動(dòng)車道路面的破壞，但它靠建筑物較近，市政管線較多且線路不易順直，需結(jié)合站位的設(shè)置統(tǒng)一考慮。地下線路(2)線路位于道路規(guī)劃紅線范圍以外

城市軌道交通的地下線路也有位于道路規(guī)劃紅線范圍以外的情況，如圖2-1中的C位。

C位：線路位于道路規(guī)劃紅線以外，是在特殊情況下采用的一種線路位置，如果線路從既有多層、高層房屋建筑下面通過，不但施工復(fù)雜、難度大，并且造價(jià)高昂，選線時(shí)要盡量避免。如果線路位于待拆的已有建筑物下方，對現(xiàn)有道路及交通基本上無破壞和干擾，地下管網(wǎng)也極少。城市軌道交通地下線路位于道路范圍之外，可以縮短線路長度、減少拆遷、降低工程造價(jià)。但必須具備如下條件。①沿線區(qū)域地質(zhì)條件好，基巖埋深很淺，隧道可以用礦山法在建筑物下方施工。②沿線區(qū)域?yàn)槌鞘蟹墙ǔ蓞^(qū)或廣場、公園、綠地(耕地)等。③沿線區(qū)域?yàn)槔系慕址桓脑靺^(qū)，可以與城市軌道交通同步規(guī)劃設(shè)計(jì)，并能按合理施工順序進(jìn)行施工。

2.地面線路

地面線路的優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)最低，施工簡便，運(yùn)營成本低，線路調(diào)整與維護(hù)方便；缺點(diǎn)是運(yùn)營速度難以提高(有部分信號控制的平面交叉點(diǎn))，占地面積較多，破壞城市道路路面，使城市道路交叉口復(fù)雜化，容易受氣候影響(如雨水、霧、臺(tái)風(fēng)等)，乘車環(huán)境難改善，有一定的污染等負(fù)效應(yīng)(如噪聲、景觀等)。

在城市道路上設(shè)地面線，一般有兩種位置，一種是位于道路中心帶上，另一種是位于快車道一側(cè)，如圖所示。地面線設(shè)置示意圖

城市軌道交通地面線位于道路中心帶上，帶寬一般為20m左右。當(dāng)城市快速路或主干道的中間有分隔帶時(shí)，地面線設(shè)于該分隔帶上，不阻隔兩側(cè)建筑物內(nèi)的車輛按右行方向出入，不需設(shè)置輔路，有利于城市景觀及減少城市軌道交通噪聲的干擾。其不足處是乘客需通過地道或天橋進(jìn)入城市軌道交通站臺(tái)。城市軌道交通地面線位于快車道一側(cè)，帶寬一般為20m左右。當(dāng)城市道路無中間分隔帶時(shí)，該位置可以減少道路改移量，其缺點(diǎn)是在快車道另一側(cè)需要建輔路，增加道路交通管理復(fù)雜性。城市軌道交通地面線應(yīng)盡量采用專用道的形式，兩側(cè)設(shè)置護(hù)欄，防止行人、車輛進(jìn)入，以保證列車快速安全運(yùn)行。線路通過市區(qū)繁忙路口時(shí)，要求采取立體交叉，在次要路口，行車密度低時(shí)，可考慮設(shè)平交道口，交通信號燈給予優(yōu)先通行。當(dāng)?shù)缆贩秶鉃榻?、河、湖、海岸攤地，以及不能用于居住建筑的山坡地等，可考慮將城市軌道交通線路布置于這些地帶上，但要充分考慮路基的穩(wěn)固與安全。⒊高架線路

高架線路是城市軌道交通中一種重要的線路敷設(shè)方式，既保持了專用道的形式，又占地較少，對城市交通干擾也較小。高架區(qū)段中的高架橋是永久性的城市建筑，結(jié)構(gòu)壽命要求為100年。高架線在城市中穿越時(shí)一般沿道路設(shè)置，一般應(yīng)結(jié)合規(guī)劃道路的橫斷面考慮，設(shè)于道路中心或快慢車行道分隔帶上，如圖所示。

線路設(shè)在高架工程結(jié)構(gòu)物上，與地面交通無干擾，造價(jià)介于地下線路與地面線路之間，施工、維護(hù)、管理、環(huán)控、防災(zāi)諸方面都較地下線路方便；但要占用一定的城市用地并有光照、景觀、噪聲等負(fù)效應(yīng)，也受氣候變化的影響。高架線路雖然造價(jià)適中，與地面交通無干擾，但有三方面缺點(diǎn)：一是對市區(qū)景觀有影響，可能破壞市容；二是運(yùn)營時(shí)產(chǎn)生的噪聲等污染對周圍環(huán)境有不良影響；三是對沿線居民的隱私權(quán)有所侵犯，易引起某些糾紛。高架線路平面位置選擇較地下線嚴(yán)格，受城市建筑約束大，一般要與城市主路平行設(shè)置。高架線路設(shè)置于快慢車分隔帶上，可充分利用道路隔離帶，減少高架橋墩柱對道路寬度的占用和改建，線路高架橋墩柱位置要與道路車行道配合，一般宜將橋墩柱置于分隔帶上。在無中間分隔帶的道路上敷設(shè)時(shí)，改建道路工程量大。高架線路除可設(shè)置于快慢車分隔帶上，還可設(shè)置于慢車道、人行道上方及建筑區(qū)內(nèi)，但它僅適用于廣場、公園、綠地及江、河、湖、海岸線等空曠地段，以及地鐵高架線與舊房改造同步規(guī)劃建設(shè)。在同一城市，可采用上述三種不同的空間布置方式。較為理想的是在市中心人口、建筑密集，土地價(jià)值較高的區(qū)域，采用地下方式設(shè)置城市軌道交通線路，也可適當(dāng)布置為高架方式；而在城市邊緣區(qū)或郊區(qū)，則宜采用地面獨(dú)立路基或一般路面路基。（二）按線路在運(yùn)營中的作用分

城市軌道交通系統(tǒng)線路的整體布置基本模式如圖所示。按線路在運(yùn)營中的作用可分為正線、輔助線和車場線。圖2-5立體交叉的線路布置圖1．正線正線是指連接所有車站貫穿運(yùn)營線路始、終點(diǎn)，供車輛載客運(yùn)營的線路。城市軌道交通正線是獨(dú)立運(yùn)行的線路，大多數(shù)線路為全封閉，一般按雙線設(shè)計(jì)，采用上下行分行，實(shí)行右側(cè)行車制，以便與地面交通的行車規(guī)則吻合。正線行車速度高，密度大，且要保證行車安全和乘坐舒適，因此，線路標(biāo)準(zhǔn)要求高。線路與其他交通線路相交處，一般采用立體交叉。在特殊條件下(如運(yùn)營初期)，兩條線路或交通方式的運(yùn)量均較小時(shí)，經(jīng)過計(jì)算，通過能力滿足要求時(shí)，也可考慮采用平面交叉。南向北、西向東、環(huán)形外側(cè)定位上行。2.輔助線

輔助線是指為列車進(jìn)行折返、停放、檢查、轉(zhuǎn)線及出入段作業(yè)所設(shè)置的線路。輔助線包括車輛段出入線、停車場出入線、車站配線(存車線、渡線、折返線)及兩線路之間的聯(lián)絡(luò)線。輔助線是城市軌道交通系統(tǒng)的重要組成部分，直接關(guān)系到系統(tǒng)運(yùn)營組織的效率。例如，列車在正線上運(yùn)行時(shí)，倘若突然出現(xiàn)故障，而上下行線路沒有岔道時(shí)，列車既不能改變方向，也不能超越，便有可能造成全線癱瘓。為了運(yùn)營時(shí)段意外事故發(fā)生后能迅速進(jìn)行搶修，每相隔2—3個(gè)車站應(yīng)選擇一處設(shè)置渡線和臨時(shí)停車線等輔助線，用于特殊情況下應(yīng)急使用。

（1）折返線

折返線是在線路兩端終點(diǎn)站，或者準(zhǔn)備開行折返列車的區(qū)間站，供運(yùn)營列車往返運(yùn)行時(shí)調(diào)頭而設(shè)置的線路。城市軌道交通線路一般都較長，全線的客流分布不太均勻，這時(shí)可組織區(qū)段運(yùn)行。區(qū)段運(yùn)行是指列車根據(jù)運(yùn)行調(diào)度的要求，在盡端站與中間站或中間站與中間站之間進(jìn)行列車折返調(diào)頭，故在這些地方需要設(shè)置折返線，折返線的形式應(yīng)能滿足折返能力的要求。折返線除了供運(yùn)營列車往返運(yùn)行時(shí)的調(diào)頭轉(zhuǎn)線使用外，有些也可以作為夜間存車使用。

折返線形式很多，根據(jù)不同的折返方法可分為：①環(huán)形折返線（俗稱燈泡線）：將端點(diǎn)折返作業(yè)轉(zhuǎn)化為沿一個(gè)環(huán)形單線區(qū)段運(yùn)行的作業(yè)。一般適用于線路較短、線路延伸可能性較小且該端點(diǎn)站又往往在地面的情況。

②盡端折返線：可分為單線折返、雙線折返與多線折返等不同布置方法。利用盡端折返，彌補(bǔ)了環(huán)線折返的不足，使端點(diǎn)站既可有效組織折返，又可備有停車線供故障停車、檢修、夜間停車等作業(yè)使用。浦東機(jī)場的折返線，標(biāo)準(zhǔn)的站后折返，兩根道，一根停放備車，一根用來折返，單線折返示意圖雙線折返示意圖多線折返示意圖(2)渡線渡線是指用道岔將線路上行線、下行線及折返線連接起來的線路。渡線有單渡線和交叉渡線兩種。渡線單獨(dú)設(shè)置時(shí)，用來臨時(shí)折返列車增加運(yùn)營列車調(diào)度的靈活性。渡線與其他輔助線合用時(shí)，能完成或增強(qiáng)其他輔助線的功能。站前交叉渡線站后單渡線區(qū)間站渡線折返

(3)臨時(shí)停車線

臨時(shí)停車線一般設(shè)置在端點(diǎn)站，專門用于停車，進(jìn)行少量檢修作業(yè)的盡端線。城市軌道交通線路運(yùn)輸量大，列車運(yùn)行間隔較密，在運(yùn)營過程中，列車可能會(huì)發(fā)生故障，為不影響后續(xù)列車運(yùn)行，一般在線路沿線每隔3~5個(gè)車站的站端加設(shè)渡線或臨時(shí)停車線。渡線的作用是使離開車輛段的故障列車能及時(shí)調(diào)頭返回車輛段，臨時(shí)停車線的作用則是臨時(shí)停放事故列車。(4)聯(lián)絡(luò)線聯(lián)絡(luò)線按其布置形式可分為單線聯(lián)絡(luò)線、雙線聯(lián)絡(luò)線和聯(lián)絡(luò)渡線。十字交叉單線聯(lián)絡(luò)線平面示意圖

(5)車輛段出入線

為保證運(yùn)行列車的停放和檢修，在城市軌道交通沿線適當(dāng)?shù)奈恢脩?yīng)設(shè)置車輛段。車輛段與正線連接的線路為車輛段出入線，是車輛段與正線之間的聯(lián)絡(luò)通道。出入線可以設(shè)計(jì)為雙線或單線，與城市道路或其他方式的交叉處可采用平交或立交，具體方案要根據(jù)遠(yuǎn)期線路通過能力來確定。下圖為車輛段出入線的3種典型形式。

⒊車場線車場線路平面示意圖車場線是車輛段內(nèi)廠區(qū)作業(yè)與停放列車的線路，如停車列檢線、檢修線等。第二節(jié)線路平面四、線路平面主要技術(shù)要素的選擇線路中心線在水平面上的投影成為線路平面。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。（一）、圓曲線:線路在轉(zhuǎn)向處所設(shè)的曲線，圓曲線基本組成要素有：曲線半徑R，曲線轉(zhuǎn)角α，曲線長L，切線長度T；

緩和曲線長度L0——直線與圓曲線之間的過渡線。

1、圓曲線半徑線路最小圓曲線半徑與線路性質(zhì)、車輛性能、行車速度、地形地物條件有關(guān)。是城市軌道交通的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一。第二節(jié)線路平面

影響最小圓曲線半徑的因素：（1）、列車運(yùn)行安全及乘客的舒適度（2）、鋼軌和車輪輪緣磨耗程度（3）、養(yǎng)護(hù)維修的工作量

2、圓曲線長度圓曲線長度不能太長，但也不能太短，最短不能小于車輛的全軸距。最大半徑3000m，最小半徑150m。第二節(jié)線路平面

（二）、緩和曲線線路平面圓曲線與直線之間應(yīng)根據(jù)曲線半徑、超高設(shè)置及設(shè)計(jì)速度等因素設(shè)置緩和曲線，用來消除曲率半徑的突變。緩和曲線最小20m緩和曲線一般為三次拋物線，其方程為

第二節(jié)線路平面（三）、夾直線夾直線是指夾在兩段曲線線路中間的直線線路。夾直線不能太短，否則很難保持直線方向，還會(huì)造成一輛車同時(shí)跨越兩條曲線，引起車輛左右搖擺，影響行車平穩(wěn)性。第二節(jié)線路平面（六）、道岔設(shè)計(jì)及其他規(guī)定道岔應(yīng)設(shè)在直線段，道岔基本軌端部至曲線端部不應(yīng)小于5m?？拷囌疚恢玫牡啦恚啦砘拒壎瞬恐淋囌菊九_(tái)端部的距離不應(yīng)小于5m。線路平面設(shè)計(jì)圖

用一定的比例尺，把線路中心線及其兩側(cè)的地面情況投影到水平面上，就是線路平面圖。線路平面圖和縱斷面圖是勘測設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營的重要文件。線路平面圖線路平面圖第三節(jié)線路縱斷面

線路中心線在垂直平面上投影稱為線路縱斷面。

由平道、坡道、豎曲線組成。軌道交通線路縱斷面的設(shè)計(jì)原則：地面線的縱斷面坡度應(yīng)與城市道路相當(dāng)；地下線的埋深受工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件限制，還與隧道施工方法、地面和地下建筑物的情況有關(guān)；高架線應(yīng)充分注意城市景觀，考慮列車的牽引能力，坡度盡量延長。從列車運(yùn)行節(jié)約能源出發(fā)，每個(gè)車站兩端都盡量設(shè)計(jì)為下坡道。線路縱斷面由平道、坡道及設(shè)于變坡點(diǎn)處的豎曲線組成?？v斷面及縱斷面圖1、變坡點(diǎn)、坡段、坡度、豎曲線坡度指以坡段終點(diǎn)對起點(diǎn)的高差與兩點(diǎn)之間水平距離的比值.

用i‰表示。第三節(jié)線路縱斷面一、線路縱斷面設(shè)計(jì)的主要技術(shù)要素（一）、坡度坡度是一段坡道兩端點(diǎn)的高差與水平距離的比。

1、最大縱坡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、出入線的最大坡度不宜大于40‰。

輕軌正線的限制坡度為60‰。第三節(jié)線路縱斷面

2、最小縱坡為排水需要，地下線最小縱坡與排水溝為同一坡度值，取不小于3‰的坡度。地面和高架線正線最小坡度在采取了排水措施后不受限制。第三節(jié)線路縱斷面3、車站縱坡地下車站站臺(tái)段線路應(yīng)設(shè)為單一坡度，最好為平坡?？紤]到排水，可設(shè)為2‰。地面和高架橋上的車站宜設(shè)在平坡上。每個(gè)車站宜布置在縱斷面的凸型位置上，并設(shè)置合理的進(jìn)出站坡度。第三節(jié)線路縱斷面

（二）、坡度長度一段坡度兩端變坡點(diǎn)之間的距離稱為坡度長度。線路坡度長度不宜小于遠(yuǎn)期列車計(jì)算長度。列車編組為8節(jié)車廂時(shí)，約為150m；列車編組為6節(jié)車廂時(shí)，約為115m；列車編組為4節(jié)車廂時(shí)，約為75m。第三節(jié)線路縱斷面

（三）、坡度連接為使列車平穩(wěn)運(yùn)行，防止車輪脫軌、車鉤脫鉤，在每個(gè)變坡點(diǎn)處應(yīng)設(shè)置一段豎曲線，將縱斷面平順地連接。