土木工程概论第6章轨道交通工程课件

轨道交通工程轨道交通工程轨道交通工程轨道交通工程第六章第六章 轨道交通工程轨道交通工程 主要内容 1 概述 2 中国早期铁路的发展 3 新中国铁路建设的成就 4 高速轨道交通及其主要技术创新 5 城市轨道交通工程 6 轨道交通工程的展望轨道交通工程第六章 轨道交通工程1定义 铁路工程：即指铁路上的各种土木工程设施，同时也指修建铁路各阶段(勘测设计、施工、养护、改建)所运用的技术。铁路的组成 铁路由线路、路基和线路上部建筑线路、路基和线路上部建筑三部分组成。属于铁路工程设施的还有桥梁、隧道、排水系统、车站设施、机务设备、桥梁、隧道、排水系统、车站设施、机务设备、电力供应电力供应等。修建铁路的阶段包括：勘测、设计、施工、养护、改建等及所运用技术勘测、设计、施工、养护、改建等及所运用技术和管理和管理的总称。概述概述概述概述定义概述2概述概述概述概述线路线路 概念：概念：是铁路横断面中心线在铁路平面中的位置，以及沿铁路横断面中心线所作的纵断面状况。线路组成：线路组成：铁路线路由直直线和曲线线和曲线组成，曲线采用圆曲线，并在圆曲线和直线间插入缓和曲线，使作用在列车上的离心力平稳过渡。直线缓和曲线圆曲线概述线路 线路组成：铁路线路由直线和曲线组成，3概述概述概述概述 最小圆曲线半径：最小圆曲线半径：列车在曲线上行驶会受到离心力作用，离心力的大小同速度的平方成正比，与曲线半径成反比。不同等级的铁路均规定了最小圆曲线半径，列车在曲线上须限速行驶。列车在弯道上的行驶状态 直线行驶路基横断面 曲线行驶路基横断面 概述 最小圆曲线半径：列车在曲线上行驶会受到离4概述概述概述概述铁路等级和主要技术标准铁路等级和主要技术标准 关于限制坡度的概念：关于限制坡度的概念：铁路线路在某区段上限制货物列车重量的坡度，称作限制坡度。线路在纵断面上设置上坡、下坡、平道上坡、下坡、平道。限制坡度定得越小，则所能牵引的列车重量越大，线路的运输能力越大。圆圆概述铁路等级和主要技术标准 关于限制坡度的概念5概述概述概述概述路路 基基 概念：是铁路线路承受轨道和列车荷载的地面构筑物。基本形式：路堤、路堑、半路堤半路堑三种型式。路基顶面宽度的确定：由铁路等级、轨道类型、道床标准、路肩宽度、线路间距等因素确定。路堤、路堑、半路堤半路堑的概念与公路相同路堤路堑概述路 基 路基顶面宽度的确定：由铁路等级、轨6概述概述概述概述 线路上部建筑：包括钢轨、轨枕、道床、道岔。轨枕是钢轨的支座，并保持钢轨的方向和轨距。轨枕长度为2.5m道床：作用传力均匀，阻止轨道位移，缓和列车冲击作用，并便于排水钢轨：承受车重、引导车行方向。标准长度25、12.5m，标准轨距1435mm概述 线路上部建筑：包括钢轨、轨枕、道床、道岔7概述概述概述概述轨道类型轨道类型概述轨道类型8概述概述概述概述道道 岔岔 道岔是铁路线路、线路间连接和交叉设备的总称。作用是控制线路转向或越过与其相交的另一条线路。大都设在车站区。最常用、最简单的线路连接设备是普通单式道岔。道岔透视图铁道线上的道岔概述道 岔道岔透视图铁道线上的道岔9 铁路的典型断面见下图：概述概述概述概述概述10概述概述概述概述铁路工程设计的主要内容铁路工程设计的主要内容 （1）在经济上论证所设计线路在交通运输系统中的地位、作用和经济效益，说明其可行性；（2）根据铁路的技术等级、勘测的地形地物在技术上选择线路；（3）设计路基、线路上部建筑、桥梁、涵洞、隧道等工程；（4）进行车站、机务、给水、供电、信号等项目的设计。概述铁路工程设计的主要内容 11概述概述概述概述铁路选线、定线铁路选线、定线（1）基本走向：基本走向：根据国家政治、经济和国防的需要，结合线路经过地区的自然条件、资源分布、工农业发展等情况，规划线路的基本走向。（2）空间位置：空间位置：根据沿线的地形、地质、水文等自然条件和村镇、交通、农田、水利设施来设计线路的空间位置。（3）布置线路上的各种建筑物：布置线路上的各种建筑物：如车站、桥梁、隧道、涵洞、路基、挡墙等，总体上互相配合、全局经济合理。青藏铁路平面定线概述铁路选线、定线（3）布置线路上的各种建筑物：如车站、桥梁12概述概述概述概述进行全线线路的平面和纵断面设计进行全线线路的平面和纵断面设计 铁路工程是一项耗费巨大的工程，勘测和设计工作中的任何错误和疏忽都会造成巨大损失。内昆铁路内昆铁路 宝兰电气化铁路宝兰电气化铁路秦沈客运专线月牙河特大桥秦沈客运专线月牙河特大桥概述进行全线线路的平面和纵断面设计内昆铁路 13轨道交通的起源轨道交通的起源 16世纪欧洲是轨道交通萌芽，制造了木质轨道木质轨道，由人力或蓄力拉着矿车沿木轨行走。1803年，世界上首条公共铁路首条公共铁路在伦敦开通，铁路上的有轨车由马牵拉，该铁路仅用于运输货物仅用于运输货物。1814年英格兰人史蒂芬逊制造了第一台蒸汽机车，并于1830年修通了从利物浦到曼切斯特总长为64km的世界上第一条铁路客货混运干线。第一条铁路客货混运干线。1879年，德国人西门子设计制造了一辆小型电力机车电力机车。概述概述概述概述轨道交通的起源概述14“铁路时代铁路时代”的到来的到来 从1825年至1879年是铁路在世界上蓬勃发展的时期。1913年世界铁路网的总长度发展到1,100,000km。概述概述概述概述“铁路时代”的到来概述15中国早期铁路的发展中国早期铁路的发展中国早期铁路的发展中国早期铁路的发展中国早期铁路的发展中国早期铁路的发展1、吴淞铁路、吴淞铁路 吴淞铁路吴淞铁路是中国第一条办理营业的铁路第一条办理营业的铁路，是帝国主义分子用欺骗手段，非法修建的，通车后16个月就拆除了。全长约145公里，1876年7月1日正式通车营业。轨距为0762米的窄轨，钢轨每米重13公斤，列车速度为每小时2432公里。中国早期铁路的发展中国早期铁路的发展16中国早期铁路的发展中国早期铁路的发展中国早期铁路的发展中国早期铁路的发展2、唐胥铁路开创第一、唐胥铁路开创第一 1881年6月9日，中国第一条铁路中国第一条铁路唐山至胥各庄铁路唐山至胥各庄铁路动工兴建，11月工程告竣。唐胥铁路全长11公里，轨距为1.435米，每米轨重15公斤，共耗银11万两。由于这段铁路用骡马牵引货车，所以被世人称为“马车铁路马车铁路”。中国早期铁路的发展2、唐胥铁路开创第一 17中国早期铁路的发展中国早期铁路的发展中国早期铁路的发展中国早期铁路的发展3、关东铁路、关东铁路 1891年，开始修建第一条国有第一条国有的关东铁路关东铁路，从唐山的古冶至沈阳，全长193.3km，其中难度最大的滦河大桥最终由詹天佑采用气压沉箱法获得成功。4、台湾铁路、台湾铁路 1887年台湾铁路台湾铁路修建，从基隆经台北至新竹，全长106.7km，轨距1067mm;位于基隆南面的狮球岭隧道长261m，于1885年春开工，1890年夏建成，是我国最早的铁路隧道我国最早的铁路隧道。5、滇越铁路、滇越铁路 滇越铁路滇越铁路中国段是清末铁路中工程最为艰巨的一条最为艰巨的一条，从中国云南省昆明至河口，长469.8km。中国早期铁路的发展3、关东铁路18中国早期铁路的发展中国早期铁路的发展中国早期铁路的发展中国早期铁路的发展6、京张铁路、京张铁路我国自行建设的第一条铁路我国自行建设的第一条铁路 1905年10月，京张铁路京张铁路动工，从北京丰台区到河北张家口。詹天佑任总工程师，1909年9月，京张铁路竣工，全长201.2km，单线，标准轨距，采用了轨重43km/m的钢轨，是中国第一条不借外国技术、完中国第一条不借外国技术、完全由中国工程技术人员自建的铁路全由中国工程技术人员自建的铁路。现称京包铁路，由北京到包头铁路线的首段。7、“中华民国中华民国”时期的铁路建设时期的铁路建设 从1912年至1949年9月，民国时期共建成铁路17100km。中国早期铁路的发展6、京张铁路我国自行建设的第一条铁路19新中国铁路建设的成就新中国铁路建设的成就新中国铁路建设的成就新中国铁路建设的成就新中国铁路建设的成就新中国铁路建设的成就1、新中国第一路、新中国第一路成渝铁路成渝铁路 1950年6月15日，成渝铁路成渝铁路开工，成渝铁路西起成都，东抵重庆，全长505公里。新中国铁路建设的成就新中国铁路建设的成就20新中国铁路建设的成就新中国铁路建设的成就新中国铁路建设的成就新中国铁路建设的成就2、我国第一条电气化铁路、我国第一条电气化铁路宝成铁路宝成铁路 宝成铁路宝成铁路北起陕西省宝鸡，全长669公里，是沟沟通西北与西南的第一条铁路干线通西北与西南的第一条铁路干线，也是突破“蜀道难”的第一条铁路。宝成铁路宝鸡至凤州段，是中国的第一条电气化宝成铁路宝鸡至凤州段，是中国的第一条电气化铁路，铁路，于1960年6月建成，1961年8月15日正式交付运营。宝成铁路是新中国第一条工程艰巨的铁路，全线共完成路基土石方7116万立方米；隧道304座，总延长844公里；桥梁1001座，总延长281公里；桥隧总长约占线路长度的17，正线铺轨66771公里。新中国铁路建设的成就2、我国第一条电气化铁路宝成铁路 21新中国铁路建设的成就新中国铁路建设的成就新中国铁路建设的成就新中国铁路建设的成就3、蜀道不再难、蜀道不再难成昆铁路成昆铁路 成昆铁路成昆铁路(成都昆明)全长l091公里，是西南与西北相互联系和资源外运的重要通路。成昆铁路工程的艰巨浩大，举世罕见。全线共完成正线铺轨1083.3公里，路基土石方9688万立方米；隧道427座，总延长344.7公里，其中长度在3公里以上的共有9座；桥梁991座，总延长106.1公里，其中有中国目前钢桁桥梁中跨度最大的金沙江大桥（主跨达192米），有孔跨54米的一线天石拱桥。新中国铁路建设的成就3、蜀道不再难成昆铁路 22新中国铁路建设的成就新中国铁路建设的成就新中国铁路建设的成就新中国铁路建设的成就4、中国铁路步入高速化的起点、中国铁路步入高速化的起点秦沈客运专线秦沈客运专线 秦沈客运专线秦沈客运专线全长405公里，从秦皇岛直达沈阳，。客运专线是一条以客运为主的双线电气化快速铁路，列车速度即可达到160km/h以上，设计速度为200km/h，基础设施预留提速至250km/h（甚至更高）的条件。该线于1999年8月16日全面开工，2003年10月12日开通运营。秦沈客运专线是中国铁路步入高速化的起点，它是中国自己研究、设计、施工的时速200公里的第第一条快速铁路客运专线一条快速铁路客运专线。它的建设和投入运营，将带动中国铁路综合技术水平的大幅度提高，并将进一步加快中国铁路客运高速化的进程。新中国铁路建设的成就4、中国铁路步入高速化的起点秦沈客运23新中国铁路建设的成就新中国铁路建设的成就新中国铁路建设的成就新中国铁路建设的成就 1997年4月1日零时，中国铁路第一次大面积提速第一次大面积提速开始实施，这次提速的列车，在京广、京沪、京哈三大干线上实现了最高运行速度140km/h。1988年10月1日零时，中国铁路第二次大面积提速第二次大面积提速开始实施，提速后，快速列车最高运行速度达到了160km/h，非提速段快速列车最高运行速度达到了120km/h。京九、浙赣、候月、宝中、南昆线和兰新线列车速度也有了一定幅度提高；广深线利用摆式列车，最高运行速度达到了200km/h。新中国铁路建设的成就 1997年4月1日零时，24新中国铁路建设的成就新中国铁路建设的成就新中国铁路建设的成就新中国铁路建设的成就 2000年10月21日零时，以西部地区为重点的第三次大面积提速第三次大面积提速在陇海、兰新、京九、浙赣线顺利实施。2001年10月21日零时，中国铁路第四次大面积提速第四次大面积提速开始实施。铁路提速延展里程达到13000km，提速网络覆盖全国大部分省区。2004年4月18日零时起，全国铁路实施第五次大面积提速第五次大面积提速，京沪、京广、京哈等几大干线的部分地段线路设计速度达到200km/h，提速网络总里程达到16500km；增开了北京至上海、杭州、南京、哈尔滨、武汉、西安、长沙等19对沿途不停、一站到达的直达特快旅客列车。新中国铁路建设的成就 2000年10月21日零25新中国铁路建设的成就新中国铁路建设的成就新中国铁路建设的成就新中国铁路建设的成就 2007年4月18日，全国铁路第六次提速第六次提速实行，京哈、京沪、京广、陇海、兰新、胶济、武九、浙赣等线路列车速度达到200km/h。2014年12月10日铁路提速，时速120按128公里；160按168；200按208时速运行。新建250客运专线将按设计时速运行（时速238公里），时速350专线提高到338公里时速运行。新中国铁路建设的成就 2007年4月18日，全26新中国铁路建设的成就新中国铁路建设的成就新中国铁路建设的成就新中国铁路建设的成就5、世界上海拔最高的铁路、世界上海拔最高的铁路青藏铁路青藏铁路 青藏铁路青藏铁路由青海省省会西宁至西藏自治区首府拉萨，全长1956公里。2001年开工修建的格尔木至拉萨段（简称格拉段），是目前世界上海拔最高、线路最长目前世界上海拔最高、线路最长的高原铁路。的高原铁路。自青海省格尔木市起，铁路沿青藏公路南行，经纳赤台、沱沱河，翻越唐古拉山（该段最高点海拔5072米），再经西藏自治区安多、那曲、当雄、羊八井，至拉萨市，全长1142公里。建设工期设计为6年，计划于2007年7月1日投入运营。最终在2006年7月1日，青藏铁路正式通车运营。2014年8月15日，青藏铁路延伸线拉日（拉萨至日喀则）铁路开通运营。新中国铁路建设的成就5、世界上海拔最高的铁路青藏铁路 27高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速铁路的概念高速铁路的概念铁路速度的分档：常速：时速100120 km；中速：时速120160 km；快速或准高速：时速160200 km；高速：时速200400 km；特高速：时速400 km 以上。2014年1月1日起实施的铁路安全管理条例（附则）规定：高速铁路是指设计开行时速250公里以上（含预留），并且初期运营时速200公里以上的客运列车专线铁路（简称客运专线或客专）。这个定义有两个要点，设计时速250公里以上及客运专线。台湾高铁高速轨道交通及其主要技术创新高速铁路的概念 28高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新1、世界高速铁路的发展、世界高速铁路的发展 高速铁路起码具有三点优势三点优势：一是高速铁路速度快省时间，安全系数高，乘坐间空大，舒适又方便，价格又适宜，迎合了现代社会出行的需求；二是高速铁路运输系统是铁路大面积吸纳现代高科技成果进行技术创新的产物；三是高速铁路不仅运输能力特别大，有年运输量可达亿人次以上的优势，又有减少环境污染的优势，因而特别适宜于大运量的城市间、城市群和城郊的高频率运输。高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新29高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新日本高速铁路日本高速铁路 日本是世界上第一个建成实用高速铁路的国家第一个建成实用高速铁路的国家。1964年10月1日东海道新干线正式开通营业，高速列车运行速度达到210km/h。这条专门用于客运的电气化、标准轨距的双线铁路，代表了当时世界第一流的高速铁路技术水平，标志着世界高速铁路由试验阶段跨入了商业运营阶段。1975年山阳新干线通车营业，列车最高时速270公里；1985年东北新干线通车营业，列车最高时速240公里；1982年上越新干线通车营业，列车最高时速240公里；1997年长野新干线通车营业，列车最高时速260公里。高速轨道交通及其主要技术创新日本高速铁路 30高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新法国高速铁路法国高速铁路 1971年，法国政府批准修建巴黎至里昂线，全长417公里，其中新建高速铁路线389公里，1976年10月正式开工，1983年9月全线建成通车，最高运行时速270公里。1989年和1990，法国又建成巴黎至勒芒、巴黎至图尔的大西洋线，列车最高时速达到300公里。1993年，法国第三条高速铁路北欧线开通运营，由巴黎经里尔，穿过英吉利海峡隧道通往伦敦，并与欧洲北部比利时的布鲁塞尔、德国的科隆、荷兰的阿姆斯特丹相连，是一条重要的国际通是一条重要的国际通道。道。高速轨道交通及其主要技术创新法国高速铁路 131高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新德国高速铁路德国高速铁路 德国的高速铁路技术储备不亚于法国，1988年他们电力牵引的行车试验速度突破每小时400公里大关，达到406.9公里。德国的实用性高速铁路直到20世纪90年代初才开始修建。德国的高速铁路，一条是1991年建成通车的曼海姆至斯图加特线；一条是1992年建成的汉诺威至维尔茨堡线。高速铁路上开行的ICE城际高速列车，时速250公里。1993年以来，ICE高速列车已进入柏林，把德国首都纳入ICE高速运输系统。ICE也穿过德国与瑞士的边界，实现了苏黎士至法兰克福等线路的国际直通运输。高速轨道交通及其主要技术创新德国高速铁路 德国32高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新我国高速铁路的发展我国高速铁路的发展 1994年12月22日，我国第一条准高速铁路准高速铁路 广深高速铁路广深高速铁路建成通车，时速为160km。高速轨道交通及其主要技术创新我国高速铁路的发展33高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新 北京至天津的城际高速铁路08年8月1日正式开通运营。京津城铁长120km，列车最高运营速度达350km/h，北京到天津直达运行时间在30分钟以内。我国首条城际高铁京津城际高铁高速轨道交通及其主要技术创新 北京至天津的城际34高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新 我国目前有京沪高铁、武广客运专线等多条高速铁路，时速高达350km。截止到2015年，中国高速铁路运营里程达到1.9万公里，居世界第一，“四纵”干线基本成型。中国高速铁路运营里程约占世界高铁运营里程的50%，稳居世界高铁里程榜首。高速轨道交通及其主要技术创新 我国目前有京沪高35高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新36高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速铁路使用的无砟轨道道床高速铁路使用的无砟轨道道床高速铁路使用的无砟轨道道床高速铁路使用的无砟轨道道床双块式轨枕生产线双块式轨枕生产线无砟轨道道床安装无砟轨道道床安装无砟轨道道床板砼浇筑无砟轨道道床板砼浇筑无砟轨道道床精调无砟轨道道床精调高速轨道交通及其主要技术创新高速铁路使用的无砟轨道道床双块式37高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新跨度跨度跨度跨度32m32m、重重重重900t900t的预应力砼箱梁制安的预应力砼箱梁制安的预应力砼箱梁制安的预应力砼箱梁制安 吊 梁 运 梁 喂 梁 落 梁箱梁装车 箱梁运输 高速轨道交通及其主要技术创新跨度32m、重900t的预应力砼38高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新中国高速铁路的新篇章中国高速铁路的新篇章上海虹桥站夜景图武广客运专线的新长沙站北京南站高速轨道交通及其主要技术创新中国高速铁路的新篇章上海虹桥站夜39高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速铁路的关键技术问题高速铁路的关键技术问题 线路标准提高：铁路曲线是决定列车速度的关键之一。最小曲线半径、缓和曲线、外轨超高等线路平面标准，坡度值和竖曲线等线路纵断面标准，以及线路构造、道岔等标准都要提高。轨道的平顺性：轨道的不平是导致车辆振动、产生轮轨附加振动的根源，严格控制轨道的几何形状，提高列车行驶的平顺性和舒适性。牵引动力：这关系到新型动力装置与传动装置、新的牵引方式、受电技术、制动技术等高速牵引动力技术问题。信号控制系统：高速铁路的信号与控制系统包括列车自动防护系统、卫星定位系统、车载智能控制系统、列车调度决策支持系统及列车自动监测与诊断系统等。高速轨道交通及其主要技术创新高速铁路的关键技术问题40高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新磁悬浮铁路磁悬浮铁路 磁悬浮列车是利用电磁学中磁极间产生吸引力、排斥力的作用原理，以直线电动机为推动力的新型交通工具。磁悬浮列车运行时悬浮于轨道上面，保持一定的间隙，因而没有轮轨摩擦及粘着极限速度等问题。磁悬浮列车主要由悬浮系统、推进系统和导向系统三大部分组成。高速轨道交通及其主要技术创新磁悬浮铁路磁悬浮列车主要由悬浮系41高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新 磁浮列车它是依靠磁体的吸引力或排斥力浮在轨道上运行的列车，因此，人们习惯把它纳入陆上有轨交通系统有轨交通系统。磁浮列车正因为浮在空中，没有轮轨接触，它的优越性就充分显示出来了：第一，高速度；第二，低振动、低噪声；第三，少维修；第四，安全可靠；第五，无污染。高速轨道交通及其主要技术创新 磁浮列车它是依靠42高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新 目前世界上的磁浮列车大致为两种：一种以德国为代表一种以德国为代表，利用磁体吸引力的电磁悬浮；一种以日本为代表一种以日本为代表，利用磁体排斥力的电动悬浮。相吸式相吸式是把电磁铁安装在车体上，通电后产生电磁力与导轨道相吸引而使列车悬浮，再用直线电动机牵引列车前进。相斥式相斥式则是在列车上安装超导磁体，轨道上安装悬浮线圈，超导磁体与地面线圈之间感应产生强大磁力使列车悬浮，再用直线电动机牵引列车前进。德国磁浮列车德国磁浮列车 日本磁浮列车日本磁浮列车 高速轨道交通及其主要技术创新 目前世界上的磁浮列43高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新德国磁浮列车技术德国磁浮列车技术 德国是世界上最早研究磁浮列车的国家，不采用超导磁体而应用常规电磁技术，也就是电磁悬浮。1979年，德国修建了一个既有高架也有地面路轨的长达31.5公里哑铃式的磁浮试验回路，列车空载最高时速达到450公里，载客时速420公里，平均时速度也有300公里。历经大风大雪的考验，安全运行了15年，累计67万公里的里程，也经历过长达1000公里以上连续运行的多次考验。高速轨道交通及其主要技术创新德国磁浮列车技术44高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新上海磁浮列车上海磁浮列车 上海成为第一个品尝磁浮铁路这个“螃蟹”的城市。2001年3月1日，中国第一条磁浮列车示范运营线工程在上海浦东新中国第一条磁浮列车示范运营线工程在上海浦东新区动工兴建。区动工兴建。上海磁浮快速列车干线，西起上海地铁2号线的龙阳站，东至浦东国际机场，正线长约30公里，上下行折返运行，全线设两个车站。设计最大时速达430公里，单向行驶时间为8分钟。按设计水平，9节车厢可坐乘客959人，每小时发车12列，按每天运行18小时计，年客运量可达1.5亿人次。2002年12月31日上海磁浮列车示范运营线建成通车。高速轨道交通及其主要技术创新上海磁浮列车45高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新日本磁浮列车研制日本磁浮列车研制 日本磁浮铁路采用超导磁浮，也就是电动悬浮。1980年3月，日本设计出新的MLU-001型磁浮车，1982年9月2日，在宫崎县实验线进行了磁浮列车的载人运行试验。实验车由两节编组，有3人乘坐，共行驶5.9公里，最高时速达到262公里。2000年山梨实验线磁浮列车更是创造最高时速552公里的世界新纪录。实验列车由5节车厢组成,乘客13人,总负荷为10吨重,两次行驶实验都跑出了每小时 552公里的速度。高速轨道交通及其主要技术创新日本磁浮列车研制46高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新中国磁浮列车研究中国磁浮列车研究 1982年国防科技大学在国内率先开始磁悬浮技术的研究。1989年，国防科技大学试制成长1.2米,宽和高各为0.5米,重量为110公斤的磁浮车实验模型，速度为每小时36公里。1994年，西南交通大学又成功地进行了4个座位、自重4吨、悬浮高度为8毫米、时速为30公里的磁浮列车试验。2001年1月3日，世界第一辆载人高温超导磁悬浮实验车世界第一辆载人高温超导磁悬浮实验车在成都西南交通大学研制成功。该车采用国产高温超导块材，底部3毫米厚的车载薄底液氮低温容器连续工作时间大于6小时，悬浮净高23毫米，加速度米/秒，悬浮总重量530公斤，可载5人。高速轨道交通及其主要技术创新中国磁浮列车研究 47高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新高速轨道交通及其主要技术创新磁悬浮列车技术不足磁悬浮列车技术不足（1）由于磁悬浮系统是以电磁力完成悬浮、导向和驱动功能的,断电后磁悬浮的安全保障，尤其是列车停电后的制动问题仍然是要解决的问题。其高速稳定性和可靠性还需很长时间的运行考验。（2）常导磁悬浮技术的悬浮高度较低，因此对线路的平整度、路基下沉量及道岔结构方面的要求较超导技术更高。（3）超导磁悬浮技术由于涡流效应悬浮能耗较常导技术更大，冷却系统重，强磁场对人体与环境都有影响。高速轨道交通及其主要技术创新磁悬浮列车技术不足48城市轨道交通工程城市轨道交通工程城市轨道交通工程城市轨道交通工程城市轨道交通工程城市轨道交通工程 城市轨道交通分为地铁和轻轨两种制式，地铁和轻轨都可以建在地下、地面或高架。地铁和轻轨都选用轨距为1435mm的国际标准双轨作为列车轨道，与国铁列车的轨道规格相同，并没有所谓的钢轨重量轻重之分。城市轨道交通工程城市轨道交通工程49城市轨道交通工程城市轨道交通工程城市轨道交通工程城市轨道交通工程上海地铁地铁的概念 地铁，即地下铁路。是以地下运行为主的城市铁路捷运系统,为配合修筑的环境，地铁也会有地面化的路段存在，因此地铁涵盖了都会地区各种地下与地面上的高密度有轨交通运输系统。城市轨道交通工程上海地铁地铁的概念50城市轨道交通工程城市轨道交通工程城市轨道交通工程城市轨道交通工程地铁的优缺点 优点：节省土地、减少噪音、减少干扰、节约能源；缺点：前期时间长，建造成本高，建设周期长，对地震、水灾、火灾和恐怖主义的抵御能力弱。北京地铁城市轨道交通工程地铁的优缺点北京地铁51城市轨道交通工程城市轨道交通工程城市轨道交通工程城市轨道交通工程城市轻轨概念 城市轻轨城市客运有轨交通的又一种形式，大多采用浅埋隧道或高架桥的方式，它比公共汽车速度快、效率高、省能源、无空气污染。轻轨比地铁造价更低、见效更快。武汉轻轨 大连轻轨城市轨道交通工程城市轻轨概念武汉轻轨52城市轨道交通工程城市轨道交通工程城市轨道交通工程城市轨道交通工程地铁和轻轨的区别地铁和轻轨的区别 国际标准：城市轨道交通列车分为A、B、C三种型号，分别对应3m、2.8m、2.6m的列车宽度。凡是选用A、B型列车的称为地铁，采用58节编组列车；选用C型列车的称为轻轨，采用24节编组列车。B、C型列车的造价和技术含量要小于A型车，列车的车型和编组决定了车轴重量和站台长度。我国规范：轴重相对较轻，单向输送能力在13万人次的轨道交通系统称为轻轨；每小时客运量38万人次的轨道交通系统称为地铁。上海轨道交通3号线采用6节A型列车，90%的线路高架，按照车型分类标准属于地铁；上海轨道交通6号线采用4节C型列车，70%的线路都在隧道内，但按照车型分类标准仍属轻轨。城市轨道交通工程地铁和轻轨的区别 我国规范：轴53城市轨道交通工程城市轨道交通工程城市轨道交通工程城市轨道交通工程单轨铁路的概念单轨铁路的概念 单轨铁路只使用一条轨道，而非传统铁路的两条平衡路轨。单轨铁路的路轨一般以钢筋砼制造，比普通钢轨寛很多。单轨铁路由电动机推进，一般使用轮胎而不使用钢制的车轮。轮胎会在路轨的上面及两旁转动，推动列车及维持平衡。跨座式单轨列车 种类：种类：主要分成两类。悬挂式单轨铁路的列车悬挂在轨道之下。另一种较为常见的是跨座式单轨铁路，列车跨座在路轨之上，两旁盖过路轨。城市轨道交通工程单轨铁路的概念跨座式单轨列车 54城市轨道交通工程城市轨道交通工程城市轨道交通工程城市轨道交通工程城市轨道交通工程城市轨道交通工程1、城市轨道交通的起源、城市轨道交通的起源 1855年有轨马车成为现代城市轨道交通的雏形现代城市轨道交通的雏形。1863年世界上第一条快速轨道交通线第一条快速轨道交通线于伦敦诞生，线路和车站均设在地下，称为地下铁道，总长6km，动力是蒸汽机车。1890年，第一条电气化地铁开通第一条电气化地铁开通，地铁进入电力牵引时代。城市轨道交通工程城市轨道交通工程55城市轨道交通工程城市轨道交通工程城市轨道交通工程城市轨道交通工程2、城市轨道交通类型及其发展、城市轨道交通类型及其发展 地铁地铁是现代城市快速轨道交通的先驱；轻轨轻轨是现代城市快速轨道交通的新发展。轻轨是指采用轻型轨道的城市交通系统；已形成类型有钢轮钢轨系统、线性电机牵引系统和橡胶轮系统；与地铁结构形式一样，可有地下、地面或高架线路。城市轨道交通工程2、城市轨道交通类型及其发展56城市轨道交通工程城市轨道交通工程城市轨道交通工程城市轨道交通工程3、我国城市轨道交通建设及技术发展、我国城市轨道交通建设及技术发展 北京地铁于1965年7月1日开始修建一期工程，1971年正式通车；截止2014年底，我国已建成投入运营的城市轨道交通总里程已超过3000km。在建设技术方面，大量地采用明挖法，并在此基础上发展了盖挖法、浅埋暗挖法、盾构法等对地面交通影响较小的施工方法。城市轨道交通工程3、我国城市轨道交通建设及技术发展57城市轨道交通工程城市轨道交通工程城市轨道交通工程城市轨道交通工程天津轻轨天津轻轨城市轨道交通工程天津轻轨58城市轨道交通工程城市轨道交通工程城市轨道交通工程城市轨道交通工程德国乌伯塔的悬挂式单轨铁路 悬挂式单轨列车是乌伯塔市的地标建筑，全长13.3km，1901年建成开放，日载客量超过 7 万人，乘坐列车可以欣赏乌伯河的水景与沿岸风光。城市轨道交通工程德国乌伯塔的悬挂式单轨铁路 59城市轨道交通工程城市轨道交通工程城市轨道交通工程城市轨道交通工程日本是单轨铁路发展较成熟的国家，有6个城市建有单轨铁路。左边两张图片为千叶市、右边图片是神奈川市的悬挂式单轨铁路。城市轨道交通工程日本是单轨铁路发展较成熟的国家，有6个城市建60城市轨道交通工程城市轨道交通工程城市轨道交通工程城市轨道交通工程跨座式单轨铁路跨座式单轨铁路跨座式单轨铁路跨座式单轨铁路马来西亚吉隆坡美国 内华达东京迪斯尼乐园城市轨道交通工程跨座式单轨铁路马来西亚吉隆坡美国 内华达东京61城市轨道交通工程城市轨道交通工程城市轨道交通工程城市轨道交通工程中国第一条单轨铁路中国第一条单轨铁路中国第一条单轨铁路中国第一条单轨铁路-重庆轨道交通二号线重庆轨道交通二号线重庆轨道交通二号线重庆轨道交通二号线轻轨从大楼中穿过轻轨从大楼中穿过城市轨道交通工程中国第一条单轨铁路-重庆轨道交通二号线轻轨62轨道交通工程的展望轨道交通工程的展望轨道交通工程的展望轨道交通工程的展望 轨道交通工程的展望道交通工程的展望 轨道交通工程总体上朝高度化、多样化、高效化、舒适化和节能化方面发展。就轨道交通的土建工程而言，高度化带来两大问题：（1）需要高精度的施工生产技术；（2）由于高速化引发的交通工具和基础设施之间系统动力问题和高精度的变形控制问题，将需要新的设计理论。轨道交通的高效化轨道交通的高效化是轨道交通运输效果的综合体现，除了车体车体的不断发展，车站功能车站功能的不断提高之外，大型枢纽大型枢纽的建设是今后若干年内所需要重点解决的复杂技术问题之一。轨道交通工程的展望 轨道交通工程的展望63