地鐵與輕軌設(shè)計(jì)第2.2節(jié)線路設(shè)計(jì)

1、第二節(jié) 線路設(shè)計(jì)一、基本規(guī)定二、選線三、線路平面設(shè)計(jì)四、線路縱斷面設(shè)計(jì)一、基本規(guī)定線路設(shè)計(jì)一般分為四個(gè)階段，即可行性研究階段、總體設(shè)計(jì)階段、初步設(shè)計(jì)階段和施工設(shè)計(jì)階段。地鐵和輕軌線路按其在運(yùn)營(yíng)中的作用，可分為正線、輔助線和車場(chǎng)線。 地下鐵道線路在城市中心地區(qū)宜設(shè)在地下，條件允許時(shí)可設(shè)在高架橋和地面上。地下鐵道的地下線路的平面位置和埋設(shè)深度。地下鐵道每條線路均應(yīng)按獨(dú)立運(yùn)營(yíng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，線路之間以及線路與其他交通線路之間的交叉處，應(yīng)為立體交叉。二、選線選線包括設(shè)計(jì)線路走向、線路路由、車站分布、輔助線分布、線路交叉形式、路線敷設(shè)方式等的選擇。選線分為經(jīng)濟(jì)選線和技術(shù)選線。經(jīng)濟(jì)選線經(jīng)濟(jì)選線就是選擇行車線路的

2、起始點(diǎn)和經(jīng)過(guò)點(diǎn)。 線路起始點(diǎn)往往選擇在換乘量大的處所。在城市中心區(qū)，軌道交通宜設(shè)置在地下。線路應(yīng)盡量經(jīng)過(guò)大的客流集散點(diǎn),見(jiàn)圖2-8。在市郊集合部和郊區(qū)，應(yīng)以高架橋和地面線路為主。圖2-8 上海地鐵一號(hào)線示意圖地鐵與輕軌不論地下、高架或地面線，左線和右線一般平行并列于同一街道范圍內(nèi)。左右線的組合方式形式多樣，常見(jiàn)地下線的組合形式如圖2-9所示。等高并列平行等高平行并列上下重疊 水平分離 上下水平均分離圖2-9 左右線路位置關(guān)系(尺寸單位：m)圖2-10 高架輕軌線路及車站橫斷面(尺寸單位：m)圖2-11 地面軌道交通線路橫斷面(尺寸單位：m)地面線路一般也是并列、平行、等高。地面線路，應(yīng)結(jié)合街道

3、規(guī)劃，可以放在車道中心，也可設(shè)置在一側(cè)，應(yīng)全線通盤考慮，不可隨意換位。圖2-12 上海明珠輕軌高架橋區(qū)間線路橫斷面高架線路在左右線一般采用同一橋墩，故左右線一般均為并列、平行、等高。技術(shù)選線技術(shù)選線是按照行車線路、結(jié)合有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，平面和縱剖面設(shè)計(jì)要求，確定不同坐標(biāo)處線路位置。一般遵循先定點(diǎn)，后連線，點(diǎn)線結(jié)合。車站的疏密與人口密度的高低以及線路的長(zhǎng)短有關(guān)。地下鐵道規(guī)范中規(guī)定“車站間的距離應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要確定，市區(qū)宜為1km左右，郊區(qū)不宜大于2km”。我國(guó)已建成的地鐵車站平均間距如表2-6所示。城市名稱線別線路運(yùn)營(yíng)長(zhǎng)度(km)車站個(gè)數(shù)平均站間距離(m)北京1號(hào)線西段16.87121 534北京環(huán)線

4、23.01181 278北京復(fù)八線13.511(地下9個(gè)、地面2個(gè))958上海地鐵1號(hào)線(一期)16.1131 200上海地鐵2號(hào)線(一期)13.5101 277上海明珠輕軌線24.97519(高架16個(gè)、地面3個(gè))1 370廣州地鐵1號(hào)線18.47161 086廣州地鐵2號(hào)線23.21201 105天津一期工程7.471 100 我國(guó)已經(jīng)建成地鐵平均站間距離 表2-6輔助線的分布輔助線路按其使用性質(zhì)可以分為折返線、存車線、渡線、聯(lián)絡(luò)線、車輛段(車場(chǎng))出入線。輔助線是為保證正常運(yùn)營(yíng)，合理調(diào)度列車而設(shè)置的線路，最高運(yùn)行速度限制在35km/h。折返線 為供運(yùn)營(yíng)列車往返運(yùn)行時(shí)調(diào)頭轉(zhuǎn)線及夜間存車而設(shè)置

5、的線路。圖2-13 折返線形式聯(lián)絡(luò)線 是為溝通兩條單獨(dú)運(yùn)營(yíng)線路而設(shè)置的連接線，為兩線車輛過(guò)線服務(wù)。圖2-14 聯(lián)絡(luò)線圖車輛段出入線是正線與車輛段間的連接線，是車輛段與正線之間的聯(lián)絡(luò)通道。圖2-15 車輛段出入線輔助線的分布原則：每條線路的起始點(diǎn)或每期工程的起止點(diǎn)必須設(shè)置折返線或渡線。在靠近車輛段端一般設(shè)渡線，利用正線折返。小客流截面的區(qū)段上應(yīng)設(shè)置區(qū)段折返線。每隔35個(gè)車站應(yīng)設(shè)置存車線，供故障列車臨時(shí)存放或檢修。三、線路平面設(shè)計(jì)理想的軌道交通線路平面上應(yīng)是由直線和很少數(shù)量的曲線組成，而且每一條曲線采用盡可能大的半徑，在曲線和直線之間有緩和的過(guò)渡曲線。在城市中，兩個(gè)車站不可能都用一條直線連接，線路

6、中有時(shí)要避開(kāi)障礙物，曲線是不可避免的，如圖2-16 ，曲線半徑應(yīng)按照規(guī)范或公式計(jì)算選取。1.地鐵線路曲線平面設(shè)計(jì)最小曲線半徑：是修建地下鐵道的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一，它與地鐵線路的性質(zhì)、車輛性質(zhì)、行車速度、地形地物條件等有關(guān)。最小曲線半徑選定的合理與否，對(duì)地下鐵道線路的工程造價(jià)、運(yùn)行速度、養(yǎng)護(hù)維修都將產(chǎn)生重大影響。圖2-16 地下鐵道曲線連接示意圖式中：Rmin滿足欠超高要求的最小曲線半徑 (m)； V設(shè)計(jì)速度(km/h)； hmax最大超高(120mm) ； hgy允許欠高(hgy=61.2mm)。 理論公式(2-13) 曲線半徑選擇線路平面最小線路半徑，按地下鐵道設(shè)計(jì)規(guī)范（GB501572003

7、）規(guī)定，如表2-7。線路一般情況(m)困難情況(m)A型車B型車A型車B型車正線v80km/h35030030025080km/h100km/h550500450400聯(lián)絡(luò)線、出入線250200150車場(chǎng)線150110110 最小曲線半徑 表2-7 緩和曲線計(jì)算為了保證列車運(yùn)行的平順，滿足曲率過(guò)渡、軌距加寬和超高過(guò)渡的要求，保證乘客舒適安全，在正線上當(dāng)曲線半徑等于或小于2000m時(shí)，圓曲線與直線間應(yīng)根據(jù)曲率半徑和行車速度設(shè)置緩和曲線。v L 10095908580757065605550454030303 0003025202 50035302520202 0004035302520201 5

8、0055504535302520201 2007060504035302520201 00085706050453530252520800858075655545403530252070085807570605045353025202065085807570605545403530202015040403525緩和曲線長(zhǎng)度 表2-8 l 1009590858075706560555045403030600807570706055454035302020550757070655545403520202050070706560504535202020204507065605550402520202

9、040065606055452520202035060606050302520202030060606035302520202506060403530202020060404035252015040403525 v續(xù)上表式中：l以超高順坡率求計(jì)算緩和曲線最小長(zhǎng)度(m)； H圓曲線實(shí)設(shè)超高(mm)。 超高順坡率超高順坡率不宜大于2，困難地段不應(yīng)大于3，則緩和曲線最小長(zhǎng)度為：(2-14)式中：v設(shè)計(jì)速度（km/h）； f為允許的超高時(shí)變率。目前國(guó)內(nèi)地鐵設(shè)計(jì)尚缺乏這方面的資料，通常取f=40mm/s。以f=40mm/s，H=120mm代入，得到：限制超高時(shí)變率要求為保證乘客的舒適，緩和曲線長(zhǎng)度l2(

10、m)為：(2-15)(2-16)為保證乘客的舒適度，取=0.3m/s，代入得到：式中：離心加速度（m/s2）； v為設(shè)計(jì)速度（m/s）； l3按離心加速度增長(zhǎng)率限制確定緩和曲線長(zhǎng)。限制離心加速度時(shí)變率 為了保證乘客進(jìn)入曲線段舒適，必須限制離心加速度的增長(zhǎng)率：(2-17)(2-18)說(shuō)明：道岔附帶曲線可不設(shè)緩和曲線和超高，但曲線半徑不得小于道岔曲線半徑。 地下鐵道線路不宜采用復(fù)曲線。 在困難的地段有充分技術(shù)依據(jù)時(shí)才可采用復(fù)曲線。 當(dāng)兩圓曲率差大于1/2500，應(yīng)按計(jì)算設(shè)置緩和曲線。 高架輕軌線半徑選擇線路平面要與規(guī)劃道路平面保持一致，曲線半徑參照表2-8選用。正線上最小半徑一般不小于200m（控

11、制速度55km/h）,困難條件下不小于100m（限速40km/h）特殊困難條件下個(gè)別半徑小于60m（限速30km/h）。場(chǎng)線上最小半徑30m，但應(yīng)盡可能使用較大半徑。聯(lián)絡(luò)線可比正線標(biāo)準(zhǔn)再降低一級(jí)使用，但最小半徑不應(yīng)小于60m。 平面連接 正線與聯(lián)絡(luò)線上曲線半徑小于1500m時(shí)，直線與圓曲線間，要設(shè)緩和曲線。場(chǎng)線上由于運(yùn)行速度低，可不設(shè)緩和曲線和超高。當(dāng)曲線半徑小于150m時(shí)，按3的變更率設(shè)過(guò)渡段，其長(zhǎng)度不短于表2-9所列數(shù)據(jù)。R3040506080100過(guò)渡段543211 過(guò)渡線長(zhǎng)度(m) 表2-8兩曲線間夾直線，一般情況下不短于50m，困難情況下不 短于25m。場(chǎng)線上兩曲線夾直線不短于12.

12、5m（均不含過(guò)渡段）。圓曲線最小長(zhǎng)度為12.5m，以不小于最大轉(zhuǎn)向架中心銷距11.0m，進(jìn)整為標(biāo)準(zhǔn)軌長(zhǎng)的一半。曲線函數(shù)計(jì)算公式 緩和曲線示意圖見(jiàn)圖2-17。圖2-17 緩和曲線示意圖式中：R半徑； a偏角。圓曲線函數(shù)計(jì)算公式(2-19)(2-20)緩和曲線函數(shù)計(jì)算公式 式中： l為緩和曲線長(zhǎng)度曲線加寬和緩和曲線函數(shù)表，見(jiàn)表2-8。四、線路縱斷面設(shè)計(jì)軌道交通線路按地面標(biāo)高差異分為地面線、高架線、地下線。地下鐵道車站設(shè)線路縱剖面的最高處，車站兩端為下坡，稱為節(jié)能縱坡。車站主體結(jié)構(gòu)采用明挖法施工，區(qū)間隧道采用盾構(gòu)法或其他暗挖法施工，方便設(shè)計(jì)成節(jié)能縱坡。坡度選擇 最大縱坡 我國(guó)地下鐵道正線規(guī)范規(guī)定最大

13、坡度宜采30，困難地段可采用35，輔助線的最大坡度宜采用40，但均不包括各種坡度的折減值。高架輕軌線按我國(guó)輕軌樣車技術(shù)條件規(guī)定正線的限制坡度定為60。車站縱坡地下鐵道車站站臺(tái)計(jì)算長(zhǎng)度段坡度宜采用2，困難條件下不大于3。地面和高架橋的車站站臺(tái)段線路設(shè)置在平道，在困難地段可設(shè)在不大于3的坡道。最小縱坡隧道內(nèi)線路坡度一般不小于3。車場(chǎng)線設(shè)在不大于1.5的坡道上。為了便于道岔的養(yǎng)護(hù)與維修，道岔應(yīng)鋪設(shè)在不大于5的坡度上，在困難的條件下可設(shè)在不大于10的坡度上。隧道內(nèi)折返線和存車線一般選取20。豎曲線為了緩和變坡度的急劇變化，使列車通過(guò)變坡點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生的附加加速度不超過(guò)允許值，相鄰坡度差大于或等于2時(shí)，應(yīng)設(shè)豎曲線。列車通過(guò)變坡點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生附加加速度av (m/s2)，豎曲線半徑RV(m)和行車速度V(km/h)之間關(guān)系為： (2-21)我國(guó)地鐵規(guī)范上正線取值一般av=0.1m/s2，困難條件下av=0.17m/s2?？紤]區(qū)間正線的運(yùn)行速度一般為80km/h，站端為60km/h.。將上述數(shù)據(jù)代入公式(3-21)，如表2-10。線路類別一般情況困難情況正線區(qū)間5 0003 000車站端部3 0002 000聯(lián)絡(luò)線、出入線2 000車場(chǎng)線2 000 豎曲線半徑 表2-10對(duì)輕軌線路，設(shè)計(jì)行車速度V=3060km/h，豎向離心加速度aV=0.30.6m/s2，計(jì)算結(jié)果如表2-11。序號(hào)v(km/h