設(shè)備-城軌綜述、軌道、結(jié)構(gòu)、車站

設(shè)備-城軌綜述、軌道、結(jié)構(gòu)、車站第三章城市軌道交通設(shè)備

第一節(jié)城軌交通概述第二節(jié)軌道與結(jié)構(gòu)工程第三節(jié)城軌交通車站第四節(jié)城軌交通車輛第五節(jié)信號(hào)與通信系統(tǒng)第六節(jié)供電、環(huán)控與給排水系統(tǒng)2第一節(jié)城軌交通概述

一、歷史與現(xiàn)狀

二、城市軌道交通基本形式

3一、歷史與現(xiàn)狀

世界上最早的地鐵1863年元月10日在倫敦開通長6km目前，倫敦12條線路、總長400余km4一、歷史與現(xiàn)狀

亞洲最早的地鐵日本東京，1927年12月開通的淺草-澀谷線。5一、歷史與現(xiàn)狀

目前，日本有11個(gè)城市擁有城市軌道交通系統(tǒng)，東京50km圈內(nèi)的軌道交通系統(tǒng)總長達(dá)2355km，其中高架鐵路1985km，地鐵及線性地鐵273km。

6我國最早的地鐵1969年建設(shè)的北京地鐵一、歷史與現(xiàn)狀

78有代表性國家軌道交通的發(fā)展9天津（1984）、上海（1995）、廣州（1997）陸續(xù)建設(shè)了地鐵；香港的第一條地鐵建成于1975年。目前北京、上海、廣州、大連、長春等多個(gè)城市建成和正在建設(shè)軌道交通系統(tǒng)。

一、歷史與現(xiàn)狀

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按能力分市郊鐵路(SuburbsRail)

地鐵Subway

輕軌(LightRailTransit)

有軌電車(TrolleyBus)二、城市軌道交通基本形式

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按構(gòu)造分為鐵路地鐵單軌導(dǎo)向軌道交通磁懸浮二、城市軌道交通基本形式

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北美軌道交通系統(tǒng)則分為快速軌道交通（RRT）輕軌交通（LRT）通勤鐵路（CR）自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)（AGT）

二、城市軌道交通基本形式

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市郊鐵路主要為通勤者提供運(yùn)輸服務(wù)1、鐵路系統(tǒng)

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為土地緊張的城市中心區(qū)提供的一種交通形式，每小時(shí)單向最大運(yùn)送能力可達(dá)5萬人次以上。地鐵建設(shè)投資大，周期長?，F(xiàn)代地鐵的牽引多采用電力驅(qū)動(dòng)的動(dòng)車組方式。2、地鐵系統(tǒng)15

特點(diǎn)：斷面比一般地鐵小，可降低建設(shè)成本，可采用較小的曲線半徑和較大的坡道，也可高架，維護(hù)較容易。目前在日本已有幾條線路建成投產(chǎn)。線性地鐵能力略低于一般地鐵系統(tǒng)。

3、小斷面地鐵（線性地鐵）16174、輕軌系統(tǒng)

輕軌系統(tǒng)（LightRailTransit或LightRapidTransit）雛形是城市有軌電車輕軌要求有至少40%的股道與道路完全隔離18Metrolink列車在車站194、輕軌系統(tǒng)

輕軌可以在地面、地下或高架建設(shè)最大運(yùn)送能力根據(jù)列車編組確定，每列車2節(jié)編組時(shí)每小時(shí)單向能力可達(dá)13500人。

205、單軌系統(tǒng)類型跨座式和懸掛式兩種類型一般使用道路上部空間，土地占用較少。采用橡膠輪胎，適應(yīng)急彎、大坡度、復(fù)雜地形，減少拆遷量。建設(shè)工期較短，投資小于地鐵系統(tǒng)。2122235、單軌系統(tǒng)單軌系統(tǒng)每小時(shí)單向最大運(yùn)送能力在8400人至25200人，適用于對(duì)速度和運(yùn)輸需求較低的場(chǎng)合。246、自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)（AGT）自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)（AutomaticGuidewayTransit）是一種通過非驅(qū)動(dòng)的專用軌道引導(dǎo)列車運(yùn)行的軌道交通。25自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)266、自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)（AGT）在日本，較早的AGT系統(tǒng)是1981年開通的兩條線路：一是神戶新交通公司開通的三宮-中公園線路，全長公里；二是大阪市住之江公園-中埠頭間的公里線路。276、自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)（AGT）目前這兩條線路均采用無人駕駛的ATO系統(tǒng)，運(yùn)營速度22~27km/h，最大速度達(dá)到60km/h；高峰期最小間隔達(dá)到了3min左右，能力與單軌系統(tǒng)大致相同。2829第二節(jié)軌道與結(jié)構(gòu)工程

一、土質(zhì)路基的軌道結(jié)構(gòu)二、隧道內(nèi)的軌道結(jié)構(gòu)三、高架橋上的軌道結(jié)構(gòu)

四、結(jié)構(gòu)工程30軌道一般由鋼軌、扣件、軌枕、道床、道岔及其他附屬設(shè)備組成。(自學(xué))第二節(jié)軌道與結(jié)構(gòu)工程31一般宜采用混凝土枕碎石道床，盡可能敷設(shè)無縫線路。

1、鋼軌鋼軌形式2、軌枕及扣件3、道床(自學(xué))一、土質(zhì)路基的軌道結(jié)構(gòu)32（一）扣件1、扣件的技術(shù)性能2、扣件型式(自學(xué))二、隧道內(nèi)的軌道結(jié)構(gòu)33整體道床整體性能好，堅(jiān)固穩(wěn)定、耐久；軌道建筑高度小，減少隧道凈空，節(jié)省投資；軌道維修量小，適宜城市軌道交通運(yùn)營時(shí)間長，維修時(shí)間短的特點(diǎn)。（二）道床341．無枕式整體道床(整體灌注式)特點(diǎn)

（二）道床

352．軌枕式整體道床

分短枕式和長枕式兩種特點(diǎn)（二）道床

36長枕式整體道床37(自學(xué))三、高架橋上的軌道結(jié)構(gòu)38四、結(jié)構(gòu)工程（一）地下結(jié)構(gòu)軌道交通地下工程的結(jié)構(gòu)類型及施工方法應(yīng)根據(jù)區(qū)間隧道及車站規(guī)模、工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件和周圍環(huán)境條件進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。

39（一）地下結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)類型和施工方法明挖法暗挖法401．明挖法

地下鐵道線路在地下幾米深時(shí)采用。明挖法采用敞開口開挖或以工字鋼樁、鋼板樁、地下連續(xù)墻、鉆孔樁等護(hù)壁施工的明挖隧道或車站，一般為現(xiàn)澆整體式矩形鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。

411．明挖法

根據(jù)運(yùn)營需要可做成單跨、雙跨或多跨結(jié)構(gòu)，單層、雙層或多層結(jié)構(gòu)。

42不同型式的站臺(tái)43明挖法放坡分配44暗挖法盾構(gòu)法礦山法

45在松軟含水地層，或地下線路等設(shè)施埋深達(dá)到10m或更深時(shí)，可以采用盾構(gòu)法。

（1）盾構(gòu)法

（ShieldMethod）46盾構(gòu)既是一種施工機(jī)具，也是一種強(qiáng)有力的臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)。盾構(gòu)外形上看是一個(gè)大的鋼管機(jī)，較隧道部分略大，它是設(shè)計(jì)用來抵擋外向水壓和地層壓力的。

（1）盾構(gòu)法

47復(fù)合式盾構(gòu)機(jī)2.6結(jié)構(gòu)工程48包括三部分：前部的切口環(huán)、中部的支撐環(huán)以及后部的盾尾。大多數(shù)盾構(gòu)的形狀為圓形，也有橢圓形、半圓形、馬蹄形及箱形等其他形式。

（1）盾構(gòu)法

49盾構(gòu)施工方法步驟：第一，在置放盾構(gòu)機(jī)的地方打一個(gè)垂直井，再用混凝土墻進(jìn)行加固；第二，將盾構(gòu)機(jī)安裝到井底，并裝配相應(yīng)的千斤頂；（1）盾構(gòu)法

50第三，用千斤頂之力驅(qū)動(dòng)井底部的盾構(gòu)機(jī)往水平方向前進(jìn)，形成隧道；第四，將開挖好的隧道邊墻用事先制作好的混凝土襯砌加固，地壓較高時(shí)可以采用澆鑄的鋼制襯砌加固來代替混凝土襯砌。（1）盾構(gòu)法

51盾構(gòu)法施工概貌52盾構(gòu)法具有施工速度快、振動(dòng)小、噪音低等優(yōu)點(diǎn)，且對(duì)隧道上方地面的副作用很少。在松軟含水地層中及城市地下管線密布，施工條件困難地段采用盾構(gòu)法施工，其優(yōu)點(diǎn)尤為明顯。（1）盾構(gòu)法

53盾構(gòu)法的缺點(diǎn)是對(duì)斷面尺寸多變的區(qū)段適應(yīng)能力差。此外，新型盾構(gòu)購置費(fèi)昂貴，對(duì)施工區(qū)段短的工程不太經(jīng)濟(jì)?？偟馁M(fèi)用一般也比蓋挖法要高。（1）盾構(gòu)法

54分類傳統(tǒng)礦山法新礦山法（新奧法或淺埋暗挖法）

（2）礦山法55隧道一般采用拱形結(jié)構(gòu)，其基本斷面型式為單拱、雙拱和多跨連拱。

（2）礦山法56隧道襯砌的作用是加固圍巖并與圍巖一起組成一個(gè)有足夠安全度的隧道結(jié)構(gòu)體系，共同承受可能出現(xiàn)的各種荷載，防止地表下沉。襯砌的基本結(jié)構(gòu)類型為復(fù)合式襯砌，由初期支護(hù)、防水隔水層和二次襯砌所組成。（2）礦山法57外層為初期支護(hù)，其作用為加固圍巖，控制圍巖變形，是襯砌結(jié)構(gòu)中主要的承載單元，一般應(yīng)在開挖后立即施作，并應(yīng)與圍巖密貼，所以最適宜采用噴錨支護(hù)。（2）礦山法58內(nèi)層為二次襯砌，通常在初期支護(hù)變形穩(wěn)定后施作，主要為安全儲(chǔ)備，承受初期支護(hù)腐蝕后所引起的后續(xù)荷載；在初期支護(hù)和二次襯砌之間應(yīng)敷設(shè)防水隔離層。（2）礦山法59（二）高架結(jié)構(gòu)

1．地面筑堤2．高架橋（1）梁（2）墩臺(tái)與基礎(chǔ)

(自學(xué))

60第三節(jié)城軌交通車站一、線路二、車站三、限界

61一、線路

線路是軌道交通系統(tǒng)中重要的組成部分。軌道交通運(yùn)營線路包括三部分：(1)區(qū)間結(jié)構(gòu)

(2)車站(3)軌道62一、線路

正線輔助線車場(chǎng)線63指載客列車運(yùn)行的線路，包括區(qū)間正線、支線、車站正線及站線。（一）正線64（二）輔助線

輔助線是指為空載列車進(jìn)行折返、停放、檢查、轉(zhuǎn)線及出入段作業(yè)所運(yùn)行的線路。輔助線包括折返線、臨時(shí)停車線、渡線、車輛段出入線、聯(lián)絡(luò)線等。

651．折返線區(qū)段運(yùn)行是指列車根據(jù)運(yùn)行交路的要求，在端點(diǎn)站與中間車站或中間站與中間站之間開行折返列車，這些可折返的中間站上需要配置折返線。折返線的形式應(yīng)能滿足折返能力的要求。662．臨時(shí)停車線運(yùn)營過程中，在線運(yùn)營列車可能會(huì)發(fā)生故障。為不影響后續(xù)列車運(yùn)行，設(shè)計(jì)上應(yīng)能使故障列車及時(shí)退出運(yùn)營正線。一般說來，在軌道交通線路沿線每隔3至5個(gè)車站的站端應(yīng)加設(shè)車輛停放線。673．渡線停車線僅僅提供了故障列車的臨時(shí)停放。為使這些故障列車返回車輛段，一般還需要設(shè)置渡線，以保證故障列車能及時(shí)調(diào)頭返回車輛段。684．車輛段出入線車輛段出入線是從車輛段到商業(yè)運(yùn)營正線之間的連接線。車輛段出入線可以設(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)期線路通過能力需要量來確定。695．聯(lián)絡(luò)線在城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)中，要使同種制式的線路可以實(shí)現(xiàn)列車過軌運(yùn)行。這種過渡一般通過線與線之間的聯(lián)絡(luò)線來實(shí)現(xiàn)。7071二、車站作為旅客乘降的場(chǎng)所城市軌道交通車站一般應(yīng)設(shè)置在客流量大的集散點(diǎn)以及與其他線路交會(huì)的地方，車站間的距離要根據(jù)實(shí)際需要確定。一般地，市區(qū)車站間距應(yīng)在1km左右，郊區(qū)在2km左右。72（一）車站的分類1）按車站與地面相對(duì)位置分：地面站、高架站、地下站2）按車站的運(yùn)營性質(zhì)可分：終點(diǎn)站、一般中間站、中間折返站和換乘站等；3）按車站結(jié)構(gòu)形式和施工方法分：明挖站、暗挖站等；73（一）車站的分類4）按車站站臺(tái)形式分：島式車站、側(cè)式車站、一島一側(cè)、一島兩側(cè)等車站形式。5）按車站服務(wù)的對(duì)象及功能分：城市標(biāo)志站（作為城市的象征或著名建筑物）、與干線或機(jī)場(chǎng)等交通連接的換乘樞紐站（完成與機(jī)場(chǎng)或其他交通方式的接續(xù)運(yùn)輸過程）、市郊地區(qū)車站、農(nóng)村地區(qū)車站等。74（一）車站的分類軌道交通車站不同于城市間車站的特點(diǎn)：1．需要處理的行李很少或沒有；2．旅客密度高，流量大，進(jìn)出口的設(shè)計(jì)需要更快速有效；因此，車輛設(shè)計(jì)也包含了較多、較寬的自動(dòng)門，站臺(tái)設(shè)計(jì)一般與車廂地板同高；75（一）車站的分類3．列車間隔較短，一般非高峰期間隔為10min，高峰期間隔90s；從而不需要太多的等待候車空間和設(shè)施。4．需要設(shè)計(jì)或預(yù)留自動(dòng)售、檢票設(shè)施。5．當(dāng)設(shè)計(jì)成高架或地下形式時(shí)，需要注意縱向流通徑路；使軌道交通與街道交通保持良好的接續(xù)。76（一）車站的分類6．城市車站位于高犯罪區(qū)時(shí)，要有特殊的保安措施；如閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)燈。7．在郊區(qū)車站，需要為巴士、私家車提供乘降設(shè)施以及相應(yīng)的停車存放場(chǎng)所。77（二）車站的組成大型軌道交通系統(tǒng)車站組成：一：車站大廳及廣場(chǎng)，它通常是乘客、游客和商人聚集的地方；二：售票大廳，為乘客出售列車客票；三：站臺(tái)，直接供乘客乘降車使用；四：旅客不經(jīng)常到達(dá)的地方，如車站辦公室、倉庫、維修設(shè)施及鐵路股道等。78（二）車站的組成車站一般包括主體、出入口及通道、通風(fēng)道及風(fēng)亭（地下）和其它附屬建筑物組成。79（二）車站的組成車站主體是列車的停車點(diǎn)，供乘客上下車、集散、候車，辦理運(yùn)營業(yè)務(wù)和運(yùn)營設(shè)備設(shè)置的地方。80（二）車站的組成車站主體根據(jù)功能的不同，可分為兩大部分1．乘客使用空間又可分為非付費(fèi)區(qū)和付費(fèi)區(qū)。2．車站用房包括運(yùn)營管理用房、設(shè)備用房和輔助用房三部分。81不同型式的站臺(tái)82（三）車站規(guī)模軌道交通系統(tǒng)車站規(guī)模主要根據(jù)車站設(shè)計(jì)客流量（容量）確定。一般可以參照日均乘降客流量和高峰小時(shí)客流乘降量來綜合確定。83（三）車站規(guī)模車站規(guī)模一般分為小型站、中型站、大型站和特大型站。84（三）車站規(guī)模根據(jù)歐洲的經(jīng)驗(yàn)，車站設(shè)計(jì)要考慮“高峰中的高峰”，例如，設(shè)計(jì)中一般要考慮15min最大流量，它是按高峰小時(shí)流率的30%計(jì)算（正常為25%）。類似地，5min最大流率按15min的40%計(jì)算。85（三）車站規(guī)模地鐵車站規(guī)模主要根據(jù)車站遠(yuǎn)期預(yù)測(cè)客流及所處位置確定，一般可分為三級(jí)，A級(jí)：客流量大、地處大型客流集散點(diǎn)以及地理位置十分重要的車站B級(jí)：客流量較大、地處市中心或較大的居住區(qū)的車站C級(jí)：客流量較小、地處郊區(qū)的各站86（三）車站規(guī)模輕軌車站規(guī)模分級(jí)小型站：5萬人次/日以下，高峰小時(shí)乘降量萬人次/h以下中型站：5-20萬人次/日，高峰小時(shí)乘降量萬人次/h大型站20-100萬人次/日，高峰小時(shí)乘降量萬人次/h特大型站100萬人次/日以上，高峰小時(shí)乘降量萬人次/h以上注：特大型站的日均乘降客流量為多條線路合計(jì)量。87（三）車站規(guī)模輕軌車站的站間距一般在1km左右。在郊區(qū)站間距可以略大一些，在市中心區(qū)則可以更短一些。88三、限界限界是指列車沿固定的軌道運(yùn)行時(shí)所需要的空間尺寸。限界越大，安全度越高，但工程量及工程投資也隨之增加。89（一）限界的種類