城市轨道交通线路ppt课件

第二章城市轨道交通线路 1 教学目标 1 了解 线路的分类 路基的基本形式 地下隧道的施工方法和高架结构梁型的基本形式 无缝线路的基础知识及轨道安全设备 附属设备 轨道标志 2 掌握 线路平面 纵断面的构成要素 轨道主要组成部件的结构 轨道结构的几何形位 第二章城市轨道交通线路 3 熟悉 限界的分类 规定 2 第一节概述 城市轨道交通线路是城市轨道交通车辆运行的基础 直接承受车辆轮对传来的压力 城市轨道交通线路是由路基 桥梁 隧道和轨道组成的一个整体工程 3 影响城市轨道交通线路走向的因素 1 线路的地位及作用 即考虑它的修建服务目的 2 客流分布与客流方向 线路的走向应与城市主要客流方向保持一致 起止点应该是线路客流的主要集散地 如机场车站等 中间站应设在主要道口及商业区 体育场等 第一节概述 4 3 城市建设与城市交通规划换乘站与枢纽站要与城市总体规划相一致 方便各种交通衔接 4 地质地貌及地下管网设施对线路的途中走向进行仔细勘察 全面考虑 认真选择 并作适当调整 5 城市轨道交通的施工与运营考虑可行性 线路力求顺直和大曲线半径合理铺设辅助线 第一节概述 5 一 线路的铺设方式 根据铺设方式分 地下线路 地面线路 高架线路 6 一 线路的铺设方式 1 地下线路 铺设在地下隧道中 1 与地面交通分离2 不占地面空间3 不受气候影响 优点 缺点 1 投资大 施工 管理 环控2 与消防要求高3 运营成本较高4 改造调整与线路维护较困难 7 一 线路的铺设方式 2 地面线路 一般采用独立路基方式 减少与地面道路交通的互相干扰 1 造价低2 施工简便3 运营成本低4 线路调整及维护方便 1 占地多2 影响城市交通及环境3 易受气候影响4 有一定的污染 优点 缺点 8 一 线路的铺设方式 3 高架线路 设在高架工程结构上 优点 缺点 1 与地面交通无干扰2 造价适中3 施工 维护 管理 环控 防灾等都较地下线方便 1 占用城市用地2 受气候影响3 有光照 景观 噪声等负面影响 9 三种类型线路特点比较表 10 二 线路的种类 根据在运营中的作用分 正线 配线 车场线 思考 列车运营需要哪些用途的线路 11 一 正线 干线 支线 定义 载客运营并贯通车站的线路 分为区间正线和车站正线 当线路分叉时 正线可细分为干线和支线 在正线上分岔以侧向运行的线路为支线 直向运行线路为干线 12 线路全封闭 一般为地下隧道 高架桥和有护拦的地面专用道的全封闭线路 立体交叉 城市轨道交通线路之间或城市轨道交通线路与其他交通方式的线路交叉处 一般采用立体交叉 采用上下行双线分行 一般符合右侧行车惯例 便于和地面交通的行车规则相一致 标准要求较高 独立运营的线路 列车的行驶速度快 密度大 且要保证行车的安全和舒适 因此线路的标准要求较高 一 正线 特点 何为上行 下行 13 东西向线路 由西向东开的方向是上行方向 由东向西开的方向是下行方向 城轨线路上 下行方向判断 上行线 下行线 西 东 14 南北向线路 由南向北开的方向是上行方向 由北向南开的方向是下行方向 城轨线路上 下行方向判断 上行线 南 北 下行线 15 环形线路 列车在外侧轨道线的运行方向为上行方向 逆时针运行方向 列车在内侧轨道线的运行方向为下行方向 顺时针运行方向 城轨线路上 下行方向判断 内 外 16 思考 1号线窦官站 周家寨站是上行还是下行 不能以局部判断要根据线路整体判断 17 铁路线路的上 下行判断与城市轨道交通线路的上下行判断方法一样么 铁路线路上 下行方向判断 思考 18 19 20 21 以北京为参照物1 上行方向 指列车沿该方向前行 将逐渐靠近北京的方向 面向上行方向行车的列车称为上行列车 上行列车的车次为偶数 2 下行方向 指列车沿该方向前行 将逐渐远离北京的方向 面向下行方向行车的列车称为下行列车 下行列车的车次为奇数 铁路线路上 下行方向判断 22 二 配线 定义 原称 辅助线 指凡在正线上分岔的 为配合列车转换线路或运行方向等某些运营功能服务的 并增加运行方式灵活性的线路 包括折返线 渡线 联络线 停车线 出入线 安全线等 配线一般不行驶载客车辆 简单理解 配线就是为保证正线正常运营 合理调度列车而配置的线路 23 1 折返线 二 配线 指线路两端终点站或中间站 设置的供列车折返调头的线路 作用 列车调头 列车如何调头 24 火车列车在折返区域运行时不是一个机车拉到底 比如 一辆列车由A经B到C 另一辆列车由D经B到E A处的机车从A拉到B就换下 拉下趟从B回A D处的机车从D拉到B就换下 拉下趟从B回D 同样 C E的机车也只是在C B和E B之间运行 由于每辆机车拉一段就返回 就有必要在B处设一个为机车服务的单位 这就是机务折返段 二 配线 补充知识 火车调头 25 对于城市轨道交通而言 列车在进行编组时 车头和车尾各设一个驾驶室 列车可双向运行 不用再在折返站更换车头 或进行连挂操作 二 配线 补充知识 城轨车辆调头 26 环形折返线 灯泡线 尽端折返线 按折返方式 1 折返线 二 配线 27 环行折返线是将尽端折返作业转化为沿一个环行单线区段运行的作业 将折返过程转化成了区间运行 环形折返线 灯泡线 28 优点 消除了折返过程 保证了线路的最大通过能力 有利于提高运营效率 缺点 占地面积大 轮轨磨耗大 无法停放和检修列车 难以延长线路 一般适用于线路较短且延长可能性小和端点站在地面的情况 29 可分为单线折返 双线折返和多线折返的方式 尽端折返线 c 多线折返线 a 单线折返线 b 双线折返线 30 优点 便于在端点站有效组织列车折返 同时又可备有停车线供故障停车 检修及夜间停车等作业使用 方便线路的延伸 尽端折返线 缺点 车站工程量相对较大 当采用站后折返方式时 折返作业周期比较长 且只适应于一端列车折返作业 适用于地下结构的端点站和线路较长或有可能延伸及土地不宜多占用的情况 31 2 渡线 二 配线 指设置在正线线路左右线之间 为车辆过渡运行的线路 或在平行换乘站内 为相邻正线线路之间联络的线路 作用 连接 在上下行正线之间 或其他平行线路之间设置的连接线 32 在车站前或后设置渡线 用以完成折返作业按照渡线的设置位置可分为三种形式 站前渡线折返站后渡线折返区间站渡线折返 33 34 指列车经由站前渡线折返 优点 列车空行少 折返时间短 乘客能同时上下车 可缩短停站时间 减少费用 缺点 存在一定的进路交叉 对行车安全有一定威胁 客流量大时 可能引起站台客流秩序的混乱 站前折返线 35 指列车经由站后折返线折返 站后尽端折返线 站后渡线折返 环行线折返 优点 可避免进路交叉 安全性能好 站后列车进出站速度较高 有利于提高旅行速度 缺点 列车折返时间较长 站后折返线 36 2 渡线 二 配线 优点 利用渡线折返 工程量少 投资少 缺点 占用正线作业 列车进出站与折返作业有严重干扰 使通行能力下降 安全存隐患 运行速度快 发车频率高 运量较大的线路不宜采用 VS 37 比较 尽端折返线和渡线的区别 38 39 40 3 联络线 二 配线 指为沟通两条单独运营线路而设置的连接线 为两条线路的列车提供过线服务 A线 B线 A与B的联络线 联络线一般有较大的坡道和较小的曲线半径 列车运行速度不可能很高 通过联络线的跨线列车 一般以不载客车辆为主 41 4 停车线 供列车停放使用的线路 临时停车线 配线 存车线 车场线 二 配线 用于停放列车 进行少量检修作业的线路 一般设置在端点站 在车辆基地则有众多的专用停车线 提供夜间列车停止运营后的停放 需要进行检修作业的停车线应设有地沟 42 5 出入库线 二 配线 出入库线是正线与车辆基地 车辆段 停车场 之间的连接线 专供列车进出车辆基地 一般分为入库线和出库线 43 6 安全线 二 配线 指对某些配线的尽端线 或在正线上的接轨点 根据列车运行条件设置在设计停车点以外 具有必要的安全距离的线路 以避免停车不准确发生冒进的安全问题 停车信号机安全线出入线警冲标正线 44 三 车场线 在车辆基地内部用于停运后列车入库 检修 试车及调车等作业的线路 统称为车场线 主要有 1 停车线 供夜间停止运营列车停放的线路 2 检修线 车辆在各种不同修程时停放的专用线路 有检修坑和维修平台 3 试车线 对检修完毕的车辆进行状态检测的线路 标准与正线一致 4 调车线 用于进行列车进出 连接 摘挂与解体的作业线 5 回转线 提供地铁列车调头转向的线路 6 洗车线 用于清洗车辆的作业线 安装有洗车设备的线路 用于车辆自动清洗 45 综合维修基地 46 47 第二节线路的平面和纵断面 思考 如何描述轨道交通线路在空间上的位置 48 第二节线路的平面和纵断面 轨道交通线路在空间上的位置是用它的线路中心线表示的 由线路平面和线路纵断面组成 O 49 第二节线路的平面和纵断面 50 一 线路平面 轨道交通线路中心线在水平面上的投影 称为线路平面 反映线路的曲直变化 定义 线路平面 51 一 线路平面 线路平面由直线 圆曲线以及连接直线与圆曲线的缓和曲线组成 组成 52 一 线路平面 1 圆曲线 线路在转向处所设的曲线通常为圆曲线 其基本要素有 1 曲线半径R2 曲线偏角 3 切线长T4 曲线长L 53 一 线路平面 1 R的选用 圆曲线半径的大小 反映了曲线弯曲度的大小 曲线半径小好还是大好 思考 54 一 线路平面 1 R的选用 曲线半径小 工程费用少 但弯曲度大 运行速度受限 曲线半径大 行车速度可以越快 但工程费用越高 55 一 线路平面 1 R的选用 根据车辆类型 地形条件 运行速度 环境要求等综合因素确定 实际工作中 最大半径一般不超过3000m 地铁设计规范 3000m 2500m 2000m 1500m 1200m 1000m 800m 700m 650m 600m 550m 500m 450m 400m 350m 300m 250m 200m 150m 400m以下的小半径曲线具有限制车速 养护困难 钢轨侧面磨耗严重及噪声大等缺点 应尽量少用 56 一 线路平面 1 R的选用 表2 1圆曲线最小曲线半径单位m 57 一 线路平面 2 圆曲线长度 圆曲线长度短 对改善条件 减少行车阻力和养护维修有利 但当圆曲线长度小于一节车辆的全轴距时 车辆将同时跨越在三种不同的线形上 会危及行车安全 降低列车的稳定性和乘客的舒适度 58 一 线路平面 2 圆曲线长度 地铁设计规范 规定圆曲线最小长度单位 m 59 一 线路平面 2 缓和曲线 60 直线 圆曲线 圆曲线 1 设置缓和曲线的原因 一 线路平面 61 缓和曲线 直线 圆曲线 为了保证列车安全和乘客舒适 使列车安全 平顺地由直线运行到圆曲线 或由圆曲线运行到直线 避免向心力的突然产生或消除 而在直线与圆曲线之间设置一个曲率半径逐渐变化的曲线称为缓和曲线 一 线路平面 一般城轨交通的缓和曲线长度不少于20m 62 缓和曲线半径从 R 或R 运行中列车的离心力逐渐 或 缓和曲线轨距加宽逐渐 或 缓和曲线外轨超高逐渐 或 缓和曲线 直线 圆曲线 一 线路平面 2 缓和曲线的特点 63 一 线路平面 3 夹直线 夹在两个相邻曲线之间的直线 称为夹直线 64 一 线路平面 3 夹直线 夹直线设计要求 正线 联络线及出入库线上一般情况 0 5 车速特殊条件 A型车25m B型车20m道岔缩短渡线 夹直线可缩短为10m 65 一 线路平面 4 曲线附加阻力 曲线段内轨与外轨长度不相等 列车在通过曲线时 会发生外侧车轮滚动 内侧车轮滑动的情况 同时 因离心力产生的外侧车轮紧压外轨 使其磨耗增大 两者之差称为曲线附加阻力 轨道车辆在曲线上运行时的阻力大于同样条件下直线上运行的阻力 其增大部分叫曲线附加阻力 简称曲线阻力 66 一 线路平面 4 曲线附加阻力 曲线阻力与曲线半径成反比 即曲线半径越大 曲线阻力越小 对运营有利 但曲线半径越小 线路适应地形 避让障碍物的能力越强 67 一 线路平面 5 线路平面图 用一定的比例尺和规定的符号 把线路中心线及其两侧的地形地物投影到水平面上绘出的图 称为线路平面图 68 一 线路平面 5 线路平面图 在线路平面图上 应标明 线路里程标百米标曲线要素起 终点里程 69 二 线路纵断面 线路中心线在垂直平面上的投影 称为线路纵断面 反映线路的坡度变化 定义 70 线路纵断面由平道 坡道以及设在变坡点处的竖曲线组成 组成 二 线路纵断面 71 坡度指以坡段终点对起点的高差与两点之间水平距离的比值 用i 表示 坡道坡度示意图 Q 72 两相邻坡段的坡度代数差 2 时 应设竖曲线连接 竖曲线半径应符合规定 二 线路纵断面 注意 1 车站站台有效长度内 道岔范围内不得设置竖曲线 2 竖曲线与缓和曲线或超高坡段在有砟道床地段不得重叠 73 列车通过坡道时因坡度存在而产生的附加阻力 坡道附加阻力 二 线路纵断面 坡道坡度及坡道附加阻力示意图 Q 74 坡道坡度及坡道附加阻力示意图 2 坡道附加阻力 Q 坡道阻力是机车 车辆的重力沿轨道下坡方向的分力 数值上 i N KN 单位坡度阻力与i成正比 二 线路纵断面 单位坡道阻力 75 最大坡度在满足排水及标高控制要求的前提下 尽可能平缓 其允许设计的最大坡度值 最大坡度的选定 正线的最大坡度宜采用30 联络线 出入线的最大坡度宜采用40 最大坡度 76 线路纵断面图是用一定的比例尺 水平方向为1 10000 垂直方向为1 1000 和规定的符号 把平面图上的线路中心线展直后投影到铅垂面上 并注有线路平面和纵断面有关资料的图 5 线路纵断面图 线路纵断面图 77 第三节路基与线路结构工程 78 路基是铺设轨道的基础 是轨道交通的重要组成部分 通常把垂直于线路中心线的路基横截面称为路基横断面 简称路基断面 一 路基 足够的强度 稳定性 耐久性 79 按照路基所处的地势情况与横断面的形状 路基可以分为两种基本形式 一 路基 一 路基的基本形式 路基形式 路堤 路堑 80 1 路堤 路肩设计标高高于天然地面时 用填筑方式构成的路基 一 路基 一 路基的基本形式 81 2 路堑 路肩设计标高低于天然地面时 通过开挖方式形成的路基 一 路基 一 路基的基本形式 82 路基设计标高与地面标高相同 轨道直接铺设在经过处理的天然地面上 半路堤断面简图 不填不挖路基断面简图 4 半路堤在山岳地区 通过部分填筑而形成的路基 3 不填不挖路基 一 路基 83 5 半路堑在山岳地区 通过部分挖掘而形成的路基 半路堑断面简图 一 路基 6 半路堤半路堑经过填 挖两部分构成的路基 半路堤半路堑断面简图 84 一 路基的断面形式 85 路基面形状应设计为三角形路拱 应由路基中心线向两侧设4 的人字排水坡 一 路基 二 路基面 86 1 路肩高程要求 路肩高程应高出线路通过地段的最高地下水位 最高地面积水水位 并应加毛细水强烈上升高度和有害冻胀深度或蒸发强烈影响深度 再加0 5m 一 路基 二 路基面 路肩 路基顶面两侧无道床覆盖的部分 87 2 路基面宽度路基面宽度应根据线路数目 线间距 轨道结构尺寸 曲线加宽 路肩宽度 是否有接触网立柱等计算确定 一 路基 二 路基面 路基面宽度 指从路基一侧的路肩边缘到另一侧路肩边缘之间的距离 当路肩埋有设备时 路堤和路堑的路肩宽度不得小于0 6m 无埋设设备的路肩宽度不得小于0 4m 88 路堤边坡坡度 应根据填料或土质的力学性质 轨道 列车载荷及地基地质条件确定 一 路基 三 边坡 路基上路肩边缘以外的斜坡 当路堤高度 8m时 边坡坡度应 1 1 5路堤坡脚外应设宽度不小于1m的护道 89 路堑边坡高度不宜超过20m 路堑设计高度超过20m时 应采用隧道或明洞 对于强风化 岩体破碎的石质路堑 特殊岩土和土质路堑的边坡 应采取支挡防护措施 一 路基 三 边坡 90 采用明峒 支挡防护 一 路基 91 92 一 路基 四 路基的排水和防护措施 路基承重 要求 坚实 稳固 水的危害 浸泡侵蚀 土质变软 凹陷 塌方 93 1 路基排水 一 路基 四 路基的排水和防护措施 地面排水设施 汇集地表雨水 引到路基以外 例如 排水沟 截水沟等 94 1 路基排水 一 路基 四 路基的排水和防护措施 地下排水设施 截断 疏导地下水 排出路基 95 路基边坡坡面防护 增强路基边坡的抗风化能力 例如 植被防护 砌石防护等 路基边坡冲刷防护 用于滨河 河滩 水库地段防护 例如 植被防护 抛石防护等 一 路基 四 路基的排水和防护措施 2 路基的防护 96 97 二 线路结构工程 城市轨道交通一般采用地下隧道的形式 根据城市条件的不同 也可采取高架桥的形式 线路结构工程 地下隧道 高架结构 高架车站结构 98 二 线路结构工程 一 地下隧道 城市轨道交通隧道指的是修建在地下或水下 连接地铁车站并铺设轨道供车辆通行的建筑设施 施工方法 明挖法 特殊施工方法 盖挖法 暗挖法 99 1 明挖法指由地面挖开的基坑中修筑地下结构的方法 二 线路结构工程 衬砌结构一般为整体式现浇钢筋混凝土框架结构或装配式钢筋混凝土框架结构 100 二 线路结构工程 101 1 明挖法 二 线路结构工程 102 1 作业技术简单2 施工覆盖面大 速度快3 工程造价较低4 易保证工程质量 二 线路结构工程 优点 施工过程对周边交通环境影响较大 缺点 适用于场地开阔 建筑物少 交通及环境允许的地区 103 2 盖挖法指由地面向下开挖至一定深度后 将顶部封闭 恢复地面 而整个下部工程施工在封闭的空间内进行的施工方法 二 线路结构工程 104 二 线路结构工程 105 二 线路结构工程 106 对周边交通 环境的影响限制在一定的时间和空间范围内 相对于明挖法一定的优越性 二 线路结构工程 特点 盖挖顺作法 盖挖逆作法 107 修筑临时路面及支撑 自上而下挖土方至设计标高 自下而上修筑结构 二 线路结构工程 盖挖顺作法 108 修筑临时路面及支撑 分层开挖土方 分层修筑结构 二 线路结构工程 盖挖逆作法 109 3 暗挖法当埋深超过一定限度后 明挖法不再适用 需要改用暗挖法 即在特定条件下 不开挖地面 在地下进行开挖和修筑衬砌结构的隧道施工方法 二 线路结构工程 暗挖法 盾构法 现代矿山法 矿山法 传统矿山法 110 盾构法在松软含水地层 或地下线路等设施埋深达到10m或更深时 可以采用盾构法 Shieldtunnelingmethod 盾构是一种施工机具 也是一种强有力的临时支撑结构 盾构外形上看是一个大的钢管机 较隧道部分略大 用来抵挡外向水压和地层压力 复合式盾构机 盾构机包括三部分组成 前部的切口环 中部的支撑环以及后部的盾尾 大多数盾构的形状为圆形 也有椭圆形 半圆形 马蹄形以及箱形等其他形式 盾构方法在日本的最早采用是20世纪40年代 广泛使用是在60年代 二 线路结构工程 111 盾构法施工概貌 1 在置放盾构机的地方打一个垂直井 再用混泥土墙进行加固 2 将盾构机安装到井底 并装配相应的千斤顶 3 用千斤顶之力驱动井底部的盾构机往水平方向前进 形成隧道 4 将开挖好的隧道边墙用事先制作好的混凝土衬砌加固 地压较高时可以采用浇铸的钢制衬砌加固来代替混泥土衬砌 二 线路结构工程 112 113 114 115 2 暗挖法 盾构法的特点 1 优点施工速度快 振动小 噪音低 且对隧道上方地面的副作用很少 在松软含水地层中及城市地下管线密布 施工条件困难地段采用盾构法施工 其优点尤为明显 2 缺点对断面尺寸多变的区段适应能力差 新型盾构购置费昂贵 对施工区段短的工程不太经济 总的费用一般比明挖法要高 116 4 特殊施工法 二 线路结构工程 特殊施工法 沉管法 顶进法 117 沉管法是预制管段沉放法的简称 是在水底建筑隧道的一种施工方法 二 线路结构工程 沉管法 水深 35m的多车道隧道 采用钢混矩形框架结构 水深 45m的单双线隧道 采用圆形单层或双层钢壳混凝土结构 100 130m 118 指在地面开挖的基坑井中安放管节 然后通过顶推机械将管节从工作井预留口穿出 穿越土层到达接受井并从预留口穿出 形成隧道的施工方法 二 线路结构工程 顶进法 119 120 二 线路结构工程 二 高架结构 高架结构包括区间桥梁 高架车站中的轨道梁及其支撑结构 121 二 线路结构工程 二 高架结构 122 二 线路结构工程 二 高架结构 高架结构横断面形式示意图 123 二 线路结构工程 1 梁形结构 结构形式 箱形梁 下承式槽形梁 板梁 T形梁 124 1 箱形梁箱形梁简称箱梁 梁底所占空间尺寸小 下部工程量少 是高架结构常用的形式 二 线路结构工程 125 1 箱形梁 二 线路结构工程 断面形式 单室双箱单室单箱双室单箱 126 2 板梁板梁结构建筑高度低 外形简洁 结构简单 便于安装 二 线路结构工程 127 2 板梁 二 线路结构工程 断面形式 空心板低高度板异形板 128 3 T形梁与箱型梁同属于肋梁式结构 主梁尺寸薄 可有效减轻桥梁自重 比箱型梁减少1 4左右的工程量 二 线路结构工程 129 4 下承式槽形梁下承式槽形梁结构的建筑高度低 可用在跨越横向道路且建筑高度受到限制的区段 二 线路结构工程 特点 1 可降低线路标高2 截面综合利用效率较高 两侧主梁可用作电缆支架的基础并起到声屏障的作用 130 二 线路结构工程 2 墩台结构 结构形式 倒梯形桥墩 双柱式桥墩 T形桥墩 单柱式桥墩 Y形桥墩 桥墩的形式及位置选择 应该遵循安全耐久 满足交通要求 以及城市环境和谐等原则 131 1 倒梯形桥墩 二 线路结构工程 特点构造简单 施工方便受力合理 具有较大的强度 刚度和稳定性适用于单室箱梁和脊梁 132 2 T 形桥墩 二 线路结构工程 特点减轻墩身质量 节约工程材料 减少占地面积 墩身截面一般为圆形 矩形 六角形等 适用于高架桥与地面道路斜交的情况 133 3 单柱式桥墩 二 线路结构工程 特点梁底宽同墩横向宽度一致 对墩高的变化适应性强 受力合理 材料较节省 施工方便 134 4 双柱式桥墩 二 线路结构工程 特点质量轻 节省材料 承载能力和稳定性较强 美观性较差 透气性不好 占地范围大 135 5 Y 形桥墩 二 线路结构工程 特点兼具T形桥墩和双柱式桥墩的优点质量轻 占地面积少外表美观简洁结构的施工比较复杂 136 二 线路结构工程 三 高架车站结构 按轨道梁与车站结构的布置形式 高架车站结构分为站 桥分离式 站 桥结合式 站 桥合一式三种 137 1 站 桥分离式桥从车站穿过 与车站的构件不发生任何关系 二 线路结构工程 特点传力途径明确 振动和噪声对周围环境影响小 便于处理同区间的接口问题 建筑平面布局不灵活 站厅层存在截面较大的桥墩 138 1 站 桥分离式 二 线路结构工程 139 2 站 桥结合式行车道外设行车道梁 二 线路结构工程 特点传力途径较明确 结构整体性好 振动和噪声对周围环境有一定影响 同区间的接口问题不好处理 施工难度大 140 3 站 桥合一式车站部分框架结构作为行车道 列车直接在框架梁板上行走 二 线路结构工程 特点建筑布局不受限制 施工方便且结构整体性好 振动和噪声对周围环境影响大 同区间的接口问题不好处理 结构传力不够清晰 耐久性差 需采取特殊的减振措施 141 第四节轨道 142 第四节轨道 路基面或结构面以上的线路部分称为轨道结构 轨道结构组成钢轨轨枕联接零件 扣件 道床道岔 轨道结构性能要求 足够的强度 稳定性 耐久性 绝缘性 适量弹性 143 钢轨功能 承受并传递载荷直接承受列车载荷并将其传递到扣件 轨枕 道床至结构底板 例如路基或桥梁 中 导向功能依靠钢轨头部内侧与车辆轮缘的相互作用 引导列车前进 一 轨道结构 一 钢轨 144 基于钢轨的作用 要求其有足够的承载能力 抗弯强度 断裂韧性 稳定性及耐腐蚀性 其断面形状多为 工 字形 一 轨道结构 一 钢轨 钢轨组成轨头轨腰轨底 145 在我国 钢轨的类型或强度以每米长度的大致质量 kg m 表示 一 轨道结构 钢轨类型 现行标准钢轨类型 正线及配线 60kg m钢轨车场线 50kg m钢轨 钢轨标准长度 25米 12 5米两种 另有用于曲线的厂制缩短轨 146 一 轨道结构 钢轨连接 对接 正线有缝线路地段的钢轨采用对接错接 配线和车场线半径不大于200M的曲线地段钢轨接头采用错接 错接距离不小于3M 147 一 轨道结构 二 轨枕 148 轨枕功能 2 承受并传递载荷将钢轨对它的各向压力传递到道床上 1 支撑钢轨 一 轨道结构 二 轨枕 3 保持钢轨位置和轨距 149 一 轨道结构 性能要求 要求 坚固性 弹性和耐久性造价低 制作简单铺设及养护方便 150 木枕 钢筋混凝土轨枕 钢枕 轨枕按其材料可分为 一 轨道结构 分类 151 木枕的弹性是最好的 结构是最简单的 由于资源有限 在我国除了桥上 道岔上很少使用 一 轨道结构 木枕 152 优点弹性好重量轻易加工绝缘性好 缺点易腐蚀 磨损重量轻弹性不一致资源缺乏 一 轨道结构 木枕 153 特点 稳定性好 使用寿命长 能提供较大阻力 质量较大 不利于运输与铺设 弹性较差 一 轨道结构 钢混枕轨 城市轨道交通中现均采用钢筋混凝土轨枕 154 155 156 在我国 普通轨枕的长度为2 5m 道岔用的岔枕和钢桥上用的桥枕 其长度有2 6 4 85m多种 一 轨道结构 轨枕 轨枕铺设越密 轨道的强度越大 但对路基的压力越大 且线路造价会增高 每公里线路上铺设轨枕的数量 应根据运量及行车速度等运营条件确定 一般在1600 1680根之间 157 158 联结零件分为接头联结零件和中间联结零件 一 轨道结构 三 联结零件 159 作用 联结钢轨与钢轨间的接头 一 轨道结构 1 接头联结零件 160 钢轨接头 在两根定长钢轨之间用夹板连接 这种夹板称为钢轨接头 钢轨连接 161 162 作用 将钢轨固定在轨枕上 保持轨距和阻止钢轨相对于轨枕的纵 横向移动 一 轨道结构 2 中间联结零件 扣件 钢混结构用的扣件有 扣板式 弹片式 弹条式 163 164 165 166 167 扣件铸钢底板 168 169 扣件橡胶轨下垫板 170 171 潘德罗扣件 172 道床铺设在路基之上 轨枕之下 一般分为道砟道床和无砟道床 一 轨道结构 四 道床 城市轨道交通道床多采用无砟的整体道床结构 173 一 轨道结构 四 道床 道床功能 2 承受并传递载荷将轨枕上部传下的压力均匀地传递到路基上 1 支撑轨枕 3 固定轨枕位置 4 缓和冲击 5 调整线路平面和纵断面 174 道砟道床是铺设在路基面上的石砟垫层 一 轨道结构 1 道砟道床 道床材料要求 材质坚硬 不易风化 富有弹性 利于排水 175 无砟道床也称混凝土整体道床 是用混凝土直接在路基上筑成轨道基础 一 轨道结构 2 无砟道床 特点 平顺稳定 坚固耐久 线路的强度高 维修工作量少 176 一 轨道结构 2 无砟道床 按轨道与基床的连接形式分类 整体灌注式 轨枕式 支撑块式 177 整体道床 整体道床多用于地铁和轻轨系统区间隧道内 整体道床的优点 1 道床整体性好 坚固稳定 耐久2 轨道建筑高度小 可减少区间隧道净空 节省投资3 轨道维修量少 适合地铁和轻轨系统运行时间长 维修时间短的特点 178 179 180 181 现浇承轨台式整体道床 182 一 轨道结构 五 道岔 定义 使轨道交通列车由一条线路转向或越过另一条线路的连接及交叉的设备 183 线路连接 常用的线路连接有 单开道岔 单式对称道岔和三开道岔 线路交叉 交叉有 直角交叉和菱形交叉 线路连接与交叉的组合 连接与交叉的组合 有交分道岔和交叉渡线等 一 轨道结构 五 道岔的主要形式 184 普通单开道岔 对称道岔 三开道岔 交叉渡线 交分道岔 五 道岔的主要形式 185 一 轨道结构 五 道岔 城市轨道交通中间站通常不设配线 很少有道岔 设有渡线和折返线的车站 通过设置道岔来实现车辆的转线车场线道岔设在停车场 车辆段内通过道岔与走行线连接 186 单开道岔 单式道岔 单开道岔的主线为直线 侧线由主线向左侧或右侧岔出 分为左开及右开两种形式 面向尖轨尖端 侧线从左侧岔出 左开 反之为右开 187 对称道岔复式道岔的一种 对称道岔为Y形 与道岔相衔接的两股道向两侧分岔 188 三开道岔复式道岔的一种 如同 形 同时衔接三股道 由两组转辙机械操纵两套尖轨 189 菱形交叉由两组锐角辙叉和两组钝角辙叉组成 但没有转辙器 所以股道之间不能转线 190 交分道岔 不平行股道的联结 交叉交分道岔是将一个单开道岔对向纳入另一个道岔内构成的 它起到了两个道岔的作用 191 交叉渡线 用于平行轨道的联接四组道岔 一组菱形交叉一般渡线 二组道岔 192 单开道岔的组成单开道岔由转辙器 辙叉及护轨及连接部分 组成 193 转辙器部分 基本轨 2根 主股直线 侧股曲线 尖轨 2根联结零件转辙机械 通过将尖轨扳动在不同的位置引导车辆进入道岔的不同方向 194 辙叉及护轨部分 组成1 心轨 辙叉心 2 翼轨3 护轨 按构造分类1 固定式辙叉 最常见 2 可动式辙叉 195 连接部分 连接部分指连接转辙器与辙叉的轨道部分 包括四股钢轨 即两股直线钢轨和两股曲线钢轨重叠组成 196 手动转辙机 197 手动转辙机 198 电动转辙机 199 尖轨 200 辙岔与护轨 201 补充 普通单开道岔的操作过程当车辆要从A股道转入B股道时 操纵转辙机械使尖轨移动位置 尖轨1密贴基本轨1 尖轨2脱离基本轨2 这样就开通了B股道 关闭了A股道 车辆进入连接部分沿着导曲线轨过渡到辙叉和护轨单元 这个单元包括固定辙叉心 翼轨及护轨 作用是保护车轮安全通过两股轨线的交叉之处 202 车轮在通过辙叉时 从两根翼轨的最窄处到辙叉心的最尖端之间有一段空隙 这就是道岔的有害空间 车轮通过此处时 有可能因走错辙叉槽而引起脱轨 设置护轨的目的就在于要强制引导车轮的运行方向 尽管如此 这个有害空间存在限制了列车通过道岔的速度 对开行高速列车十分不利 203 有害空间 204 205 定义 有害空间指从辙叉咽喉至实际尖端的一段轨线中段的距离 补充 有害空间 206 有害空间 207 有害空间 208 解决道岔有害空间的根本之道是消灭有害空间的存在 可采用活动心轨道岔 活动心轨道岔最主要的特点是辙叉心轨和尖轨是同时扳动的 当尖轨开通某一方向时 活动心轨的辙叉心轨就与开通方向一致的翼轨密贴 与另一翼轨分开 从而消灭了道岔的有害空间 活动心轨的使用 使得行车更加平稳 过岔速度限制较小 适用于运量大 需要开行高速列车的线路使用 一 轨道结构 209 2 道岔号数道岔号数以辙叉号数来表示 道岔因辙叉角的大小不同 有不同的道岔号 一 轨道结构 210 辙叉角越小 导曲线半径越大 列车侧线通过道岔时就越平稳 过叉速度就越高 因而大号码道岔对列车运行有利 但号数越大 道岔越长 占地越多 我国城轨交通主要使用7号和9号道岔 正线多为9号 车辆段多为7号 一 轨道结构 211 3 列车过岔速度由于道岔构造复杂 几何结构及有害空间的影响 列车过岔有最高速度限制 一 轨道结构 直线过岔 100km h一下 一般不用限速 侧向过岔 9号道岔为30km h7号道岔为25km h 212 把许多普通长度的钢轨焊接起来形成长钢轨线路 称为无缝线路 无缝线路采用未经钻眼与淬火的25m长度的钢轨 在工厂焊接成250m 400m的轨条 在现场再焊接成1000 2000m长度铺设到线路上 无缝线路的钢轨是全长焊接 热胀冷缩在钢轨内产生压或拉力 称为温度应力 温度应力大小和温度差有关 铺设时的轨温和测量时的轨温之差 铺设无缝线路的关键是设法克服长钢轨因轨温变化而产生的温度力问题 二 无缝线路 213 锁定轨温 锁定线路 铺设或维修 时的轨温称为锁定轨温 此时的钢轨内的纵向应力为零 思考 锁定轨温偏高 偏低的后果 一般以当地历年最高轨温与最低轨温的中间值 作为锁定轨温 二 无缝线路 214 无缝线路组成示意图 缓冲区伸缩区固定区伸缩区缓冲区 无缝钢轨由一对长轨及两端各2 4对标准轨组成 即由固定区 稳定区 伸缩区 呼吸区 缓冲区组成 215 无缝线路钢轨焊接 216 217 轨道结构的几何形位是指轨道各部分的几何形状 相对位置和基本尺寸 1 直线轨道直线轨道几何形位基本要素包括轨距 水平 高低 方向 轨底坡 三 轨道结构的几何形位 218 轨距 轨距是指两股钢轨内侧顶面向下16 范围内两作用边之间的最小距离 我国成轨交通线路采用的是世界标准规矩 1435 线路轨距相对于标准的允许误差为4 轮缘和钢轨之间有一个活动量 使轮缘能在两钢轨之间自由滚动 而不被卡住 219 轨道尺测量规矩 220 轮缘与钢轨之间的相对位置 221 水平两股钢轨的顶面应位于统一水平或保持一定的相对高差 称之为水平 其允许误差为4 三角坑 在一段不长的轨道距离内 先是左股钢轨高 后是右股钢轨高 使车轮不能全部正常压紧钢轨的现象 高低轨道的纵向水平情况称为高低 其允许误差为4 222 方向方向又称轨向 指的是轨道中线位置应与它的设计位置相一致 方向的误差表现为直线轨道不平直 曲线轨道不圆顺 轨道方向的误差允许值为4 轨底坡因车轮踏面有1 20的斜坡 为使钢轨顶面与踏面受力均匀 钢轨铺设向内倾斜 钢轨的这种内倾度称为轨底坡 223 224 2 曲线轨道 曲线轨道轨距加宽城轨车辆在曲线轨道上行驶时 由于车辆固定轴距的影响 转向架前一轮对的外轮轮缘和后一轮对的内轮轮缘紧贴钢轨 致使行车阻力增大 轮轨磨耗加剧 因而 小半径曲线的轨距应适当加宽 三 轨道结构的几何形位 225 曲线轨道外轨加高列车在曲线上运行时 离心力使曲线外轨承受较大压力 造成两股钢轨磨耗不均匀 乘客不舒适 甚至造成翻车事故 为平衡离心力 将曲线外轨抬高 使列车内倾 外轨比内轨高出的部分称超高 三 轨道结构的几何形位 226 曲线轨道外轨超高 227 超高值与曲线半径成反比 与列车速度成正比 为适应各种速度的列车运行需要 采用平均速度计算 当实际速度大于平均速度时 实际超高不足 有一个欠超高 反之称为过超高或余超高 必须对欠超高加以限制 可允许不大于61 的欠超高 外轨超高和轨距加宽 从缓和曲线起点开始 到圆曲线起点时 超高和加宽都应到规定值 三 轨道结构的几何形位 228 四 轨道安全设备及附属设备 一 车档 设置在尽头线末端 用于阻止由于操作不当轨道交通车辆冲出尽头线或撞坏其它构筑物 有磁力式 液压式和滑动式车挡等 229 车挡 230 车挡 231 232 线路标志 是用来表示线路状态和位置的一种标志性设施 信号标志 是指导列车操作人员的一种标志 2 标志 233 补充 铁路标志 1 标志的种类铁路两旁的标志可以分为 线路标志和信号标志两种 2 标志的作用便于工务人员从事线路的养护维修 也便于机车司机掌握线路的变化 安全行车 3 标志安放的位置线路标志应设在列车运行方向的左側 警冲标除外 234 线路标志 公里标 半公里标 设在一条线路自起点计算每一整公里 半公里处 公里标的作用 确切指明线路的位置 例如巡道工在线路上巡行检查时 如果发现问题 在记录和报告中能根据公里标 半公里标指出问题的准确位置 以利于维修和抢修单位及时处理 235 曲线标 设在线路某条曲线的中点处 标明该曲线的中心里程 半径大小 曲线和缓和曲线长度等数据 236 圆曲线和缓和曲线始终点标 设在直线进入缓和曲线 缓和曲线进入圆曲线 圆曲线进入缓和曲线 缓和曲线进入直线的各点之处 标明所向方向或为直线 或为缓和曲线 或为圆曲线 237 桥梁标 设在桥梁中心里程 或桥头 处 标明桥梁编号和中心里程 238 坡度标 设在线路坡度的变坡点处 两侧各标明其所向方向的上 下坡度值及其长度 水平线表示坡度为 箭头朝上表示上坡 朝下表示下坡 箭头后面的数字表示坡度值 以千分率表示 下面的数值表示这个坡度的长度 以米为单位 239 管界标 设在铁路局 工务段 领工区 养路工区 供电段 电力段的管辖地段的分界点处 两侧标明所向的单位名称 240 信号标志 站界标 车站与区间的界限以专设的标志来划分 称为站界标 两个车站之间称为站间区间 站间区间距离 在单线区段 以两头进站信号机中心线为界进行划分 在双线区段 出站方向没有进站信号机 是以站界标中心线来进行划分 由A站界标中心线到B站界标中心线之间的距离为站间区间距离 241 预告标 设在进站信号机外方900 1000及1100m处 但在没有预告信号机及自动闭塞的区段 均不设预告标 在双线区间 退行的列车看不见邻线的预告标时 在距站界外1100m处特设一个预告标 242 引导员接车地点标 列车在距站界200m以外 不能看见引导人员在进站信号机或站界标处显示的手信号时 须在列车距站界200m外能清晰地看见引导人员手信号的地点设置引导员接车地点标 243 司机鸣笛标 设在道口 大桥 隧道及视线不良地点的前方500 1000m处 司机见此标志 须长声鸣笛提醒人们列车即将到达 244 接触网终点标 设在站内接触网边界 电力机车通过接触网获得电动力 一旦脱离接触网将寸步难行 接触网终点标就是提醒电力机车司机不要超越接触网有效区间 245 作业标 设在施工线路及其邻线距施工地点两端500 1000m处 司机见此标志须提高警惕 长声鸣笛 提醒施工人员撤离到安全地点 246 减速地点标 设在需要减速地点的两端各20m处 正面表示列车应按规定限速通过地段的始点 背面表示列车应按规定限速通过地段的终点 返回 247 警冲标 警冲标是信号标志的一种 设在两会合线路线间距离为4米的中间 用来指示机车车辆的停留位置 防止机车车辆的侧面冲撞 警冲标 248 249 第五节限界 城市轨道交通列车运行时应有足够的空间 以供车辆通行以及布置线路结构 供电和给排水等设备 同时为保证列车安全运行 线路周边各种建 构 筑物与线路之间必须保持一定的距离 为保证列车安全运行 防止车辆与线路周边各种建筑物或设备发生碰撞 限定车辆运行及轨道周围构筑物超越的轮廓线 限界 250 第五节限界 城市轨道交通限界分为车辆限界 设备限界和建筑限界三种 251 第五节限界 一 车辆限界 定义 车辆在正常运行状态下形成的最大动态包络线 按所处地段分类 直线车辆限界曲线车辆限界 按隧道内外区域分类 隧道内车辆限界隧道外车辆限界 按列车运行区域分类 区间车辆限界站台计算长度内车辆限界车辆基地内车辆限界 252 第五节限界 二 设备限界 定义 车辆在故障运行状态下形成的最大动态包络线 用以限制行车区域的设备安装 轨道出现最大允许误差时引起的车辆偏移和倾斜等附加偏移量以及在设计 施工 运营中难以预计的因素 按所处地段分类 直线设备限界曲线设备限界 253 第五节限界 三 建筑限界 定义 在设备限界的基础上 考虑了设备和管线安装尺寸后的最小有效断面 建筑限界与设备限界之间的空间必须满足设备和管线的安装需求 254 第五节限界 255