城市軌道交通課件PPT（85頁）

1、 第三章 城市軌道交通第一節(jié) 城市軌道交通概述第二節(jié) 軌道構造第一節(jié) 城市軌道交通概述一、發(fā)展城市軌道交通的意義二、城市軌道交通的類型、特點及選擇三、國內(nèi)外鐵路的發(fā)展四、磁懸浮交通一、發(fā)展城市軌道交通的意義水、交通和環(huán)境是城市發(fā)展的三大要素。交通問題已成為制約城市經(jīng)濟發(fā)展的重要因素。城市交通的發(fā)展在于發(fā)展城市軌道交通。城市軌道交通優(yōu)點 運量大、舒適性好、對環(huán)境污染小、能源利用率高等，快速、安全、便捷，譽為綠色交通工具。 二、城市軌道交通類型、特點及選擇類型：地下鐵道、城市輕軌(包括單軌)、城市有軌電車、市郊鐵路等。 1. 地下鐵道(Subway) 特點：運量大，能迅速疏散旅客，不易堵塞，運行采

2、用全封閉信號控制，安全、快速、準時，造價昂貴。地鐵常建于城市中心地區(qū)，凡城市運量在4萬人次/h以上的（地鐵適于3-6萬人次/h），可以選用地鐵。 地下鐵道 地鐵站 2. 輕軌交通 (Light Rail Transit) 是原城市有軌電車的發(fā)展而來，采用中等載客容量的車箱，每小時單向交通流量在1.53萬人左右。輕軌交通車輛軸重較輕，施加在軌道上的荷載相對于市郊鐵路或地鐵的荷載來說比較輕，故稱輕軌。是一種介于有軌電車和地鐵之間的中運量的軌道交通工具。特點 中等運量，多采用全封閉或半封閉方式，實行信號控制。其造價僅為地鐵的1/5-1/3。適用 道路坡道較大或彎曲的大中城市，也可在特大城市配合地鐵在

3、郊區(qū)的延伸。輕軌的優(yōu)點 (1)比地鐵安全 由于動力來自車頂部，而非地鐵系統(tǒng)的第三軌。此外無須防護欄桿，因為它也可在街道上行駛。 (2)在建設上比地鐵更靈活 由于土地昂貴，尤其在鬧市區(qū)，輕軌系統(tǒng)可以放在街道，旅客可以在人行道上下車。 (3)更適合低運量場合 在中等規(guī)模城市用以補充巴士運輸。 (4)大部分線路按右行規(guī)則隔離時，在混合交通條件下的平均行車速度可以更高，從而比巴士更具吸引力。 (5)輕軌鐵路技術成熟，并已有豐富經(jīng)驗，不存在機械風險或大的費用過載問題。 重慶輕軌 天津輕軌 3. 有軌電車(Trolley Bus)特點 低運量、全地面、不封閉、無信號系統(tǒng)，投資少、運營費用低、對環(huán)境污染小等

4、。適用 在中小城市很有發(fā)展前景，客運量可達15000人次/h，有很好的經(jīng)濟性。 天津有軌電車 大連有軌電車 瑞士有軌電車 4. 市郊鐵路(Suburbs Rail) 特點 運量大（單向最大運能可達8萬人次/h）、 投資省、見效快、速度比較高、效率高、 技術上容易實現(xiàn)、服務范圍廣等。適用 可用于連接市中心和郊區(qū)間的運輸。 在日本、法國、俄羅斯以及東歐國家得到了廣泛的應用，并與地鐵、輕軌共同構成城市軌道交通網(wǎng)絡。 布宜諾斯艾利斯我國發(fā)展城市軌道交通 問題 造價比較昂貴;有些地鐵設備陳舊;有些地鐵是利用外資，進口設備，既提高了造價，又帶來了地鐵設備“萬國牌”的隱患;城市交通總體規(guī)劃不均，與公交、出租

5、車、碼頭、機場之間的緊密銜接、密切配合不夠;對市郊鐵路發(fā)展不重視，沒有納入城市軌道交通發(fā)展的總體規(guī)劃中。目標： 達到標準化、國產(chǎn)化、造價低、服務質(zhì)量高的要求，真正成為大能力、快速運行和合理疏散的交通骨干。 三、國內(nèi)外鐵路的發(fā)展(一)國外鐵路建設發(fā)展的三個時期(二)鐵路運輸?shù)默F(xiàn)代化(三)我國鐵路的發(fā)展(一)國外鐵路建設發(fā)展的三個時期 1.快速發(fā)展時期 2.衰落期 3.振興時期 1. 快速發(fā)展時期 世界上第一條鐵路：1825年，英國在大林頓(Darlington)到斯托克頓(Stockton)間修建了第一條公用鐵路。1840年到1913年世界大戰(zhàn)前，鐵路發(fā)展最快。其中80%集中在美、英、法、德、俄

6、五國。鐵路成了這些國家工業(yè)化的先驅(qū)，并奠定了工業(yè)化的基礎。鐵路壟斷了陸上的交通運輸，其承擔的運輸量一般高達80%以上。 2. 衰落期 1913年至1970年，經(jīng)歷了第二次世界大戰(zhàn)。一方面，西歐各國的經(jīng)濟受到戰(zhàn)爭的破壞，直到1955年前后，世界經(jīng)濟才復蘇發(fā)展。另一方面，鐵路運輸受到公路和航空運輸?shù)奶魬?zhàn)，鐵路虧損嚴重。二次大戰(zhàn)后，原蘇聯(lián)和第三世界國家鐵路有所發(fā)展。 3.振興時期 自1970年，世界鐵路由于下列原因而得到了振興和新的發(fā)展機遇。(1)能源危機。 (2)環(huán)境問題。(3)安全問題。從能源、環(huán)境和安全角度出發(fā)，鐵路具有明顯的優(yōu)越性。 部分國家修建第一條鐵路的時間表 1 英國 1825 3 法

7、國 1832 5 德國 1835 7 俄國 1837 9 荷蘭 1839 11 瑞士 184413 秘魯 185115 澳大利亞 1854 17 日本 1872 2 美國 1830 4 比利時 1835 6 加拿大 1836 8 奧地利 1838 10 意大利 183912 西班牙 184814 印度 1852 16 南非 186018 中國 1876世界十大地鐵（1） 莫斯科（俄國）：年輸送旅客量達26億人次。 （2） 東京（日本）： 年客流量25億人次。（3） 紐約（美國）：年客流量15億人次。（4） 墨西哥城（墨西哥）：年載旅客15億人次。（5） 巴黎（法國）：年乘地鐵人次為12億。（6

8、） 大阪（日本）：年載客為9.48億人次。（7） 圣彼得堡（俄國）：年客流量8.21億人次。（8） 倫敦（英國）：年輸送旅客8.15億人次。（9） 首爾（韓國）：年輸送旅客8.12億人次。（10） 香港（中國）：年輸送旅客6.3億人次 按里程1、上海420公里2、倫敦408公里3、紐約370公里4、東京304.1公里5、莫斯科292.2 公里6、首爾286.9公里7、馬德里284 公里8、北京226 公里9、巴黎215公里 10、墨西哥城201.38 公里1、世界最繁忙的地鐵：莫斯科地鐵莫斯科地鐵年輸送旅客量26億人次，是世界上最繁忙的地鐵。目前900多萬莫斯科市民平均每人每天要乘一次地鐵，它

9、的年客運量要占全市公共交通總運量的45%。2、全世界地鐵最多的國家：美國美國是世界上擁有地鐵最多的國家。紐約、芝加哥、費城、華盛頓等10個城市的地鐵達1200公里，約占全世界的五分之一。 地鐵世界之最3、全世界最安全的地鐵：新加坡地鐵新加坡地鐵，在最大程度上，避免了種種不安全的發(fā)生。新加坡地鐵為了防止火災的發(fā)生，地鐵乘客所觸及之處，均不采用木質(zhì)、天然纖維易燃材料，同時還有一整套滅火救災的自動監(jiān)測系統(tǒng)。4、全世界最短的地鐵：伊斯坦布爾地鐵土耳其的伊斯坦布爾地鐵總長度只有0.6公里，全程僅設兩個半車站。5、全世界埋得最深的地鐵：朝鮮平壤地鐵世界上埋得最深的地鐵是朝鮮平壤地鐵，它埋深地下達100米左

10、右(一般明挖10-20米，暗挖埋深20米以上)。 (二) 鐵路運輸?shù)默F(xiàn)代化鐵路運輸?shù)默F(xiàn)代化率先出現(xiàn)在歐、美國家和日本等國。標志 高速列車(高鐵）、重載列車 德國高速列車 法國高速列車 1、高速列車（高鐵）日本率先于1964年10月建成了東京到大阪的東海道干線，翌年實現(xiàn)了210km/h的最高速度。至1997年，最高速度達260-300km/h。法、德、意、西班牙和比利時等國也修建了高速鐵路，最高速度達到270-300km/h。日本、法國和歐洲正在規(guī)劃高速鐵路網(wǎng)的建設。亞洲的韓國和中國臺灣省也正在修建高速鐵路。中國的動車組：最高設計速度可達260-350km/h，最高運營速度可達160-250km

11、/h。 2、重載運輸主要特點：加大列車重量；加長列車編組；實現(xiàn)全程直達運輸。 2、重載運輸世界各國發(fā)展重載，大體有以下兩種形式:(1)以北美(美國和加拿大)為代表，包括巴西、澳大利亞和南非等國在內(nèi)的重載單元列車。 通過貨物集中發(fā)送、快速裝卸，加快列車周轉(zhuǎn)，使運輸成本降低，以獲取更大盈利來提高鐵路的競爭能力。 (2)以前蘇聯(lián)為代表的超重、超長列車和合并列車。以挖掘現(xiàn)有的技術設備潛力，有效地提高了運輸能力。 2、重載運輸統(tǒng)一標準1986年10月在加拿大溫哥華召開的第二屆國際重載運輸會議上討論確定，凡屬重載運輸，應至少滿足下列三個條件中的兩個。（1）年運量不少于20Mt的線路；（2）列車重量達到50

12、00t；（3）車輛軸重在25t以上（包括從21t提到25t）。（三）國內(nèi)鐵路的發(fā)展1876年由英國人擅自修建的淞瀘鐵路，是我國第一條鐵路。而1881年11月8日由開平礦務局出資修建的唐胥鐵路（唐山至胥各莊）則是中國人自己修的第一條鐵路。 京張鐵路連接北京豐臺，經(jīng)八達嶺、居庸關、沙城、宣化至河北張家口，全長約200千米，于1909年建成，是中國首條不使用外國資金及人員，由中國人自行完成，投入營運的鐵路。詹天佑是建設鐵路的總工程師。我國最早的地鐵是1969年建設的北京地鐵。天津（1984）、上海（1995）、廣州（1997）陸續(xù)建設了地鐵。香港的第一條地鐵建成于1975年。到2001年底，已有10

13、多個城市建成和正在建設軌道交通系統(tǒng)。中國鐵路圖“和諧號”動車組 2007年12月22日，首列國產(chǎn)時速300公里“和諧號”動車組列車(CRH2-300)在南車四方機車車輛股份有限公司竣工下線。它的成功下線是我國鐵路全面實施自主創(chuàng)新戰(zhàn)略取得的重大成果，標志著我國鐵路客運裝備的技術達到了世界先進水平，中國也由此成為世界上少數(shù)幾個能夠自主研制時速300公里動車組的國家。 時速300公里“和諧號”動車組是在引進消化吸收國外時速200公里動車組技術平臺的基礎上，由我國自主研制的，是目前世界上運營速度最高的動車組列車之一。 中國和諧號動車 京滬高鐵京滬高速鐵路于2008年4月18日開工，從北京南站出發(fā)終止于

14、上海虹橋站，總長度1318公里，總投資約2209億元。它的建成將使北京和上海之間的往來時間縮短到5小時以內(nèi)。全線縱貫北京、天津、上海三大直轄市和河北、山東、安徽、江蘇四省。是新中國成立以來一次建設里程最長、投資最大、標準最高的高速鐵路。2011年6月30日正式開通運營。全線橋梁長度約1140km，占正線長度86.5%；隧道長度約16km，占正線長度1.2%；路基長度162km，占正線長度12.3%；全線鋪設無砟正線約1268公里，占線路長度的96.2%。全線用地總計5000km2（不包括北京南站、北京動車段、大勝關橋及相關工程）。開通后，運營4天，發(fā)生3起事故，引起廣泛熱議。2011年8月1日

15、，鐵道部稱京滬高鐵上座率107% 。2011年8月16日，上海鐵路局實施新運行圖，對京滬高鐵列車開行速度和價格進行調(diào)整。青藏鐵路青藏鐵路于2006年7月1日9:00全線通車。由青海省西寧市至西藏自治區(qū)拉薩市，全長1956公里。其中，西寧至格爾木段長814公里，1979年建成鋪通，1984年投入運營。格爾木至拉薩段，自青海省格爾木市起，沿青藏鐵路南行至西藏自治區(qū)首府拉薩市，全長1142公里，其中新建1110公里，格爾木至南山口既有線改造32公里。 美麗的青藏鐵路上海磁浮示范運營線上海磁浮示范運營線，是世界上第一條投入商業(yè)化運營的磁懸浮列車示范線，具有交通、展示、旅游觀光等多重功能。于2002年1

16、2月31日啟用，由當時的中國國務院總理朱镕基與德國總理施羅德，主持剪彩儀式。磁浮示范運營線西起上海軌道交通2號線龍陽路站，東到上海浦東國際機場站，主要解決連接浦東機場和市區(qū)的大運量高速交通需求。線路正線全長約30公里，雙線上下折返運行，設計最高運行速度為每小時430公里，單線運行時間約8分鐘。 02年12月31日 中德總理乘坐上海磁浮列車 五、磁懸浮交通1、磁懸浮交通的特點2、磁懸浮軌道交通的優(yōu)越性 3、磁懸浮軌道交通建設存在的問題1、磁懸浮交通的特點磁懸浮交通是一種新型的交通運輸系統(tǒng)，是交通運輸方式一種革命性質(zhì)變。傳統(tǒng)鐵路是在車輪與鋼軌接觸的情況下，依靠輪軌之間的粘著關系實現(xiàn)支承、導向、牽引

17、和制動三大功能，磁懸浮列車是在車輛與導軌無接觸的情況下，利用電磁系統(tǒng)產(chǎn)生的吸引力或排斥力使車輛懸浮，利用電磁力進行導向，使車輛不偏離運行軌跡，同時依靠直線電動機驅(qū)動，推動列車前進 。2、磁懸浮軌道交通的優(yōu)越性(1)速度高。 (2)安全性高。 (3)噪聲低。 (4)維修少。 (5)舒適度良好。 (6)選線自由度大。 (7)能耗少。 3、磁懸浮建設存在的問題(1)初期投資昂貴。(2)不能與輪軌方式的現(xiàn)有鐵路網(wǎng)兼容。我國上海磁懸浮快速列車工程引進德國先進技術，線路設計為雙線，起點為地鐵2號線上的龍陽路站，終點為浦東國際機場站；長度約30km；設計最高速度為430km/h。 上海磁懸浮第二節(jié) 軌道與結

18、構工程一、土質(zhì)路基的軌道結構二、隧道內(nèi)的軌道結構三、高架橋上的軌道結構軌道結構是城市軌道交通系統(tǒng)的重要組成部分，一般由鋼軌、軌枕、扣件、道床、道岔及其它附屬設備組成。為保證列車運行的安全，軌道結構應具有足夠強度和穩(wěn)定性、耐久性、絕緣性及適量彈性，且養(yǎng)護維修量小，以確保列車安全運行和乘客舒適。 軌道交通在土質(zhì)路基上一般宜采用混凝土枕碎石道床，并盡可能敷設無縫線路。 無縫線路（continuous welded rail）用焊接長軌條鋪設的軌道，因為長軌無縫線路條沒有軌縫而得名。一、土質(zhì)路基的軌道結構通常使用的標準鋼軌長度為12.5米和25米兩種。把10根或20根標準鋼軌先在工廠焊接成125250

19、米的鋼軌，再用特別編組的運軌車運到鋪設工地，焊接成10002000米的長軌鋪設在線路上，就成為無縫線路。目前的鋼軌形式有三種：一是槽形鋼軌，多用于街道軌道，即路面與鋼軌軌面在同一平面的場合，如香港屯門輕鐵。第二種是19世紀應用很廣，但目前已經(jīng)很少采用的雙頭鋼軌，這種鋼軌在英國還能見到。第三種是目前廣泛采用的工字形鋼軌。 （一）鋼軌我國國家鐵路的鋼軌主要有50kg/m、60kg/m與75kg/m三種類型。年通過總重在15Mt25Mt時，采用50kg/m鋼軌；在25Mt50Mt時，采用60 kg/m鋼軌；在大于50Mt時，采用60 kg/m或750 kg/m鋼軌。從技術性能上分析，60kg/m鋼軌

20、重量只增加17.7%，而允許通過的總重量可增加50%。重型鋼軌不僅能增加軌道的穩(wěn)定性，減少養(yǎng)護維修工作量，而且還能增加回流斷面，減少雜散電流。 城市軌道交通在經(jīng)濟條件允許下，無論地面線、地下線或高架線，運營正線宜選用重型鋼軌。對車場線來說，由于主要是供空車運行，速度又低，考慮到經(jīng)濟性，選用50kg/m或43kg/m鋼軌均是可行的。 軌枕的種類按構造有橫向軌枕、縱向軌枕、短軌枕和寬軌枕四種；按鋪設部位有適用于區(qū)間線路的普通軌枕、道岔區(qū)的岔枕和無碴橋上的橋枕；按制造材料可分為木枕、混泥土枕及鋼枕三種。 （二）軌枕及扣件一般情況下，碎石道床的軌枕應盡可能采用常規(guī)鐵路所使用的預應力混凝土枕。對采用第三

21、軌受電方式的系統(tǒng)，在安裝三軌托架的地方還需使用特殊加長的混凝土枕。 扣件是聯(lián)結鋼軌與軌枕間的中間零件，其作用是將鋼軌固定在軌枕上，保持軌距并阻止鋼軌的橫縱向移動。有碴軌道的鋼軌扣件可采用DTI型扣件 扣件道床是指路基之上、軌枕之下的部分。一般分為道碴道床（有碴道床）和無碴道床兩大類。常見的道碴道床有碎石道床。 （三）道床 土質(zhì)路基上一般采用碎石道床。碎石道床結構簡單，容易施工，減振、減噪性能較好，造價低；不足之處是軌道建筑高度較高，軌道維護工作量大。 傳統(tǒng)道床常用碎石作成,呈散粒狀態(tài),是一種極不穩(wěn)定的結構。在行車的反復荷載作用下，產(chǎn)生殘余下沉，通過一定運量后就會出現(xiàn)病害，必須加以整修，而隨著運量及行車密度的增加，列車正常運行和軌道養(yǎng)護維修之間的矛盾將日益尖銳。到70年代，對道碴道床的重大改進主要有兩種方案。一是將碎石道床更換成整體結構，二是保留碎石道床，在其間灌入瀝青材料將它連成整體。前者稱整體道床，后者稱瀝青道床。多采用整體式道床，分無