城市軌道交通系統(tǒng)的設(shè)計與施工課件

第2章城市軌道交通系統(tǒng)的設(shè)計與施工第2章城市軌道交通系統(tǒng)的設(shè)計與施工【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

【教學(xué)建議】

2.1城市軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計

2.2城市軌道交通限界

2.3城市軌道交通工程施工

【實踐操作】

【評價跟進(jìn)】【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.能夠掌握城市軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計的一些基本概念。

2.能說出軌道交通線路的種類及其在運營中的作用，能夠分析各種輔助線路。

3.能夠說出限界的種類及作用。

4.知道城市軌道交通常用的施工方法?！窘虒W(xué)建議】1.教學(xué)場地：在教室或多媒體教室中進(jìn)行，課后可實地參觀。

2.設(shè)備要求：各城市現(xiàn)有軌道交通線網(wǎng)圖若干；限界、施工方法掛圖或動畫演示若干；各種施工機械模型1套。

3.課時要求：共6課時，其中課堂講授4課時，參觀學(xué)習(xí)2課時。2.1城市軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計1.城市軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計的基本概念

(1)線網(wǎng)線網(wǎng)是指在一個城市中軌道交通線路所構(gòu)成的路網(wǎng)狀態(tài)。

(2)線路線路是指城市中某一把甲地和到乙地連接起來的軌道路由。

(3)線網(wǎng)與線路的關(guān)系兩者是整體與局部的關(guān)系，若干條線路構(gòu)成線網(wǎng)。2.1城市軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計圖2-1天津市快速軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃圖(4)城市軌道交通規(guī)劃設(shè)計的構(gòu)成城市軌道交通規(guī)劃設(shè)計，可劃分為線網(wǎng)規(guī)劃與線路設(shè)計兩部分，兩者是系統(tǒng)與子系統(tǒng)間的關(guān)系。2.1城市軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計(5)線網(wǎng)規(guī)劃線網(wǎng)規(guī)劃是指在一定線路數(shù)量規(guī)模條件下，確定路網(wǎng)的形態(tài)及各條線路走向的決策過程。

(6)線路設(shè)計線路設(shè)計是指在已經(jīng)確定的城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ)上，研究某一條或某一段線路的具體位置，包括線路路由、敷設(shè)方式及站點選擇等的確定過程。

2.城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃

(1)線網(wǎng)規(guī)劃的意義與作用城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃是城市總體規(guī)劃的一個組成部分，具有非可逆性，線路一經(jīng)建成便不可更改。

(2)線網(wǎng)規(guī)劃的內(nèi)容城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃主要包括城市背景研究、線網(wǎng)結(jié)構(gòu)研究、實施規(guī)劃研究三個方面內(nèi)容。

1)城市背景研究。

2)線網(wǎng)結(jié)構(gòu)研究。2.1城市軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計3)實施規(guī)劃研究。

(3)線網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)形式根據(jù)城市現(xiàn)狀與規(guī)劃情況編制的線網(wǎng)中各條線路組成的幾何圖形一般稱線網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式。圖2-2線網(wǎng)幾何結(jié)構(gòu)圖形2.1城市軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計1)放射形(星形)結(jié)構(gòu)。

2)條帶形(樹狀)結(jié)構(gòu)。

3)棋盤式(柵格網(wǎng)狀)結(jié)構(gòu)。

4)放射形網(wǎng)狀(三角形)結(jié)構(gòu)。

5)復(fù)合形結(jié)構(gòu)。

6)其他結(jié)構(gòu)。

3.城市軌道交通線路設(shè)計

(1)城市軌道交通線路設(shè)計的過程線路設(shè)計一般分為四個階段，即可行性研究階段、總體設(shè)計階段、初步設(shè)計階段和施工設(shè)計階段。

1)可行性研究階段。

2)總體設(shè)計階段。

3)初步設(shè)計階段。2.1城市軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計4)施工設(shè)計階段。

(2)城市軌道交通線路設(shè)計的內(nèi)容城市軌道交通線路設(shè)計內(nèi)容主要包括如下幾個。

1)選線。圖2-3車站位置與路口關(guān)系2.1城市軌道道交通路網(wǎng)規(guī)劃與與設(shè)計2)線路平面的設(shè)設(shè)計。3)線路縱斷面的的設(shè)計。4)車站站位的選選擇。①跨路口站位(見圖2-3a)：站位跨主要路路口，并在路口的的各個角上都設(shè)有有出入口，乘客從從路口的任何方向向進(jìn)入軌道交通系系統(tǒng)均不需過馬路路，增加了乘客安安全性，減少了路路口的人、車交叉叉；與地面公交線線銜接好，乘客換換乘方便。2.1城市軌道道交通路網(wǎng)規(guī)劃與與設(shè)計②偏路口站位(見圖2-3b)：車站不易受路路口地下管線影響響，減少車站埋深深，方便乘客使用用，減少施工對路路口交通的干擾，，減少地下管線拆拆遷，降低工程造造價。在高寒地區(qū)區(qū)，當(dāng)軌道交通為為高架線時，可以以減少高架橋體陰陰影對路口交通安安全的影響。不足足之處是乘客集中中于車站一端，降降低車站的使用效效能，增加運營管管理上的困難。將將車站出入口伸過過路口，或增加路路口過街人行道(天橋)，并與出出入口連通，或者者將車站設(shè)計成上上下兩層式，可以以改善路口車站的的功能。③站位設(shè)設(shè)于兩路口口之間(見見圖2-3c)：當(dāng)當(dāng)兩路口都都是主路口口且相距較較近(小于于400m)，橫向向公交線路路及客流較較多時，可可將車站設(shè)設(shè)于兩路口口之間，以以兼顧兩路路口。2.1城城市軌道交交通路網(wǎng)規(guī)規(guī)劃與設(shè)計計④貼道路路紅線外側(cè)側(cè)站位(見見圖2-3d)：一一般在有利利的地形條條件下采用用。當(dāng)基巖巖埋深淺、、區(qū)間可用用礦山法暗暗挖、道路路紅線外側(cè)側(cè)有空地或或危舊房區(qū)區(qū)改造時，，地鐵可以以與危舊房房改造相結(jié)結(jié)合，將車車站建于紅紅線外側(cè)的的建筑區(qū)內(nèi)內(nèi)，可以少少破壞路面面，少動地地下管線，，減少交通通干擾，充充分利用城城市土地。。(3)城市市軌道交通通線路的級級別與分類類線路是是軌道交通通系統(tǒng)中重重要的組成成部分，按按線路遠(yuǎn)期期單向客運運能力，可可分為Ⅰ、、Ⅱ、Ⅲ三三個等級，，各等級分分別有其相相關(guān)技術(shù)特特征(見表表)。2.1城城市軌道交交通路網(wǎng)規(guī)規(guī)劃與設(shè)計計表2-1各各級線路路相關(guān)技術(shù)術(shù)特征2.適用城城市市區(qū)人人口規(guī)模系系指人口規(guī)規(guī)模能達(dá)到到或超過此此限的城市市，其快速速軌道交通通線網(wǎng)中的的主干線可可能達(dá)到相相應(yīng)的運量量等級。1)正線。。2.1城城市軌道交交通路網(wǎng)規(guī)規(guī)劃與設(shè)計計圖2-4建建設(shè)中的的天津地鐵鐵1號線運運營正線2)輔助線線。2.1城城市軌道交交通路網(wǎng)規(guī)規(guī)劃與設(shè)計計①折返返線：城城市軌道道交通線線路一般般都比較較長，全全線的客客流分布布可能會會不太均均勻，這這時可組組織區(qū)段段運行。。區(qū)段運運行是指指列車根根據(jù)運行行調(diào)度的的要求，，在盡端端站與中中間站或或中間站站與中間間站之間間進(jìn)行列列車折返返調(diào)頭，，故在這這些地方方需要為為列車設(shè)設(shè)置折返返線。折折返線除除了供運運營列車車往返運運行時的的調(diào)頭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)線使用用外，有有些也可可以作為為夜間存存車使用用。常見見折返線線形式有有很多種種(見圖圖2-5)。2.1城市市軌道交通路路網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)設(shè)計圖2-5折折返線形式②渡線：渡渡線是指在上上下行正線之之間(或其他他平行線路之之間)設(shè)置的的連接線，通通過一組聯(lián)動動道岔達(dá)到轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)線的目的。。2.1城市市軌道交通路路網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)設(shè)計渡線有單渡線線和交叉渡線線(見圖2-6)之分。。渡線單獨設(shè)設(shè)置時，用來來臨時折返列列車，增加運運營列車調(diào)度度的靈活性；；在與其他輔輔助線合用時時，能完成或或增強其他輔輔助線的功能能。圖2-6交交叉渡線2.1城市市軌道交通路路網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)設(shè)計③停車線：：停車線一般般設(shè)置在端點點站，專門用用于停車，也也可進(jìn)行少量量檢修作業(yè)(見圖2-7)。在城市市軌道交通車車輛基地，要要設(shè)有足夠的的停車線以供供夜間停止運運營后的列車車停放。城市市軌道交通線線路由于運輸輸量大，列車車運行間隔一一般比較密。。在運營過程程中，在線運運營列車可能能會發(fā)生故障障。為了不影影響后續(xù)列車車運行，設(shè)計計上應(yīng)能使故故障列車及時時退出運營正正線。一般來來說，在軌道道交通線路沿沿線每隔3～～5個車站的的站端應(yīng)加設(shè)設(shè)渡線和車輛輛停放線。通通過渡線使故故障列車能及及時調(diào)頭，臨臨時停車線的的作用是臨時時停放事故列列車。2.1城市市軌道交通路路網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)設(shè)計圖2-7立立體交叉的城城市軌道交通通線路整體布布置圖④車輛段出出入線：為保保證運行列車車的停放和檢檢修，在軌道道交通沿線適適當(dāng)?shù)奈恢脩?yīng)應(yīng)設(shè)置車輛段段，車輛段與與正線連接的的線路為車輛輛段出入線。。2.1城市市軌道交通路路網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)設(shè)計出入線可以設(shè)設(shè)計成雙線或或單線，與城城市道路或其其他交通方式式的交叉處可可采用平交或或立交，具體體方案要根據(jù)據(jù)遠(yuǎn)期線路通通過能力需要要量來確定。。2.1城市市軌道交通路路網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)設(shè)計⑤聯(lián)絡(luò)線：：在整個城市市軌道交通線線網(wǎng)中，要使使同種制式線線路可以實現(xiàn)現(xiàn)列車過軌運運行，這種過過渡一般需要要通過線與線線之間的聯(lián)絡(luò)絡(luò)線來實現(xiàn)。。合理確定聯(lián)聯(lián)絡(luò)線，能夠夠在線網(wǎng)建成成后機動靈活活地調(diào)用線網(wǎng)網(wǎng)中各線的車車輛，使線網(wǎng)網(wǎng)形成有機的的整體。聯(lián)絡(luò)絡(luò)線主要是兩兩條正線間的的連接線，主主要有以下作作用：車輛送送修的通道；；調(diào)運運營車車輛；為后建建線路運送設(shè)設(shè)備；同一期期工程跨線修修建時，兩線線間需設(shè)置聯(lián)聯(lián)絡(luò)線，近期期作正線使用用。例如，北北京地鐵第一一期工程蘋果果園至北京站站線路，其中中蘋果園至復(fù)復(fù)興門是線網(wǎng)網(wǎng)中1號線的的西段，復(fù)興興門至北京站站是2號環(huán)線線的南環(huán)。一一期工程修建建時，在南禮禮士路至長椿椿街站間設(shè)一一雙線聯(lián)絡(luò)線線作正線運行行，直至環(huán)線線建成貫通，，兩線各自獨獨立運營以后后，才停止作作正線使用(見圖2-8)。聯(lián)絡(luò)線線是供調(diào)運車車輛、設(shè)備使使用，不載客客，所以設(shè)置置單線聯(lián)絡(luò)線線就可以了，，技術(shù)條件也也可以低些。。2.1城市市軌道交通路路網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)設(shè)計圖2-8北北京地鐵復(fù)興興門站聯(lián)絡(luò)線線3)車場線。。2.1城市市軌道交通路路網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)設(shè)計①檢修線：：設(shè)置在車輛輛基地檢修庫庫內(nèi)，專門用用于檢修車輛輛的作業(yè)線，，配有地溝和和架車設(shè)備。。②試驗線：：設(shè)置在車輛輛基地，用于于對檢修完畢畢的車輛進(jìn)行行運行狀態(tài)檢檢測的線路。。③洗車線：：專門用于清清洗車輛的作作業(yè)線。④出入庫線線：是車輛基基地與正線聯(lián)聯(lián)系的線路，，專供列車進(jìn)進(jìn)出車輛基地地。一般分入入庫線和出庫庫線。2.2城市市軌道交通限限界1.城市軌道道交通限界的的基本概念圖2-9限限界在城市軌軌道交通設(shè)計計施工中的位位置2.城市軌道道交通限界的的種類(1)車輛限限界車輛限限界是指車輛輛最外輪廓的的限界尺寸。。(2)設(shè)備限限界設(shè)備限限界是指線路路上各種設(shè)備備不得侵入的的輪廓線。2.2城市市軌道交通限限界圖2-10隧隧道內(nèi)直線線地段車輛輪輪廓線、車(3)建筑限限界建筑限限界是行車隧隧道和高架橋橋等結(jié)構(gòu)物的的最小橫斷面面的有效內(nèi)輪輪廓線。2.2城市市軌道交通限限界1)隧道建筑筑限界。2)高架橋建建筑限界。3)車站建筑筑限界。圖2-11區(qū)區(qū)間矩形隧隧道建筑限界界圖2.2城市市軌道交通限限界圖2-12圓圓形隧道建建筑限界圖2.2城市市軌道交通限限界圖2-13馬馬蹄形隧道道建筑限界圖圖2.2城市市軌道交通限限界圖2-14直直線車站建建筑限界(4)接觸軌軌(或接觸網(wǎng)網(wǎng))限界接接觸軌(或接接觸網(wǎng))限界界是軌道交通通供電系統(tǒng)的的第三軌供電電方式的接觸觸軌或架空方方式接觸網(wǎng)設(shè)設(shè)計位置的輪輪廓2.2城市市軌道交通限限界尺寸。2.2城市市軌道交通限限界3.城市軌道道交通限界制制定的原則1)限界是確確定行車軌道道周圍構(gòu)筑物物凈空大小的的依據(jù)，是管管線和設(shè)備安安裝位置的依依據(jù)，是各專專業(yè)間共同遵遵守的技術(shù)規(guī)規(guī)定，它應(yīng)經(jīng)經(jīng)濟(jì)、合理、、安全可靠。。2)限界應(yīng)根根據(jù)車輛的輪輪廓尺寸和技技術(shù)參數(shù)、軌軌道特性、受受電方式、施施工方法、設(shè)設(shè)備安裝等綜綜合因素進(jìn)行行分析計算。。3)限界一般般是按平直線線路的條件進(jìn)進(jìn)行確定。4)在道岔區(qū)區(qū)范圍內(nèi)，由由于列車需通通過道岔側(cè)面面的導(dǎo)曲線，，所以建筑限限界應(yīng)進(jìn)行平平面。5)在制定限限界時，對結(jié)結(jié)構(gòu)施工、測測量、變形誤誤差，設(shè)備制制造和安裝誤誤差，設(shè)計、、施工、運營營過程中難于于預(yù)計的其他他因素在內(nèi)的的安全留量等等，都應(yīng)分別別進(jìn)行研究確確定。2.2城市市軌道交通限限界4.限界設(shè)計計的基本內(nèi)容容(1)限界的的坐標(biāo)系限限界的坐標(biāo)系系是二維直角角坐標(biāo)，將車車輛橫斷面的的垂直中心線線與平直軌道道橫斷面的垂垂直中心線相相重合設(shè)為縱縱坐標(biāo)軸Y,將平直軌道道軌頂連線設(shè)設(shè)為橫坐標(biāo)X，兩軸相垂垂的交點為坐坐標(biāo)的原點O。(2)車輛輪輪廓線1)車輛輪廓廓線的含義。。2)車體外輪輪廓尺寸。2.3城市市軌道交通工工程施工1.地下工程程施工方法(1)明挖法法明挖法是是將地面挖開開，形成露天天的基坑，然然后在基坑中中修筑隧道襯襯砌，最后回回填土石，恢恢復(fù)地面。(2)蓋挖法法采用明挖挖法修建地下下線路，其最最大的缺點是是對城市交通通及居民生活活的干擾較大大，而在交通通繁忙的地段段修建地下鐵鐵道，尤其是是修建有綜合合功能的車站站或需要嚴(yán)格格控制基坑開開挖引起的地地面沉降時，，則可采用蓋蓋挖法施工。。2.3城市市軌道交通工工程施工圖2-15蓋蓋挖順作法法施工步驟1)蓋挖順作作法。2)蓋挖逆作作法。2.3城市市軌道交通工工程施工圖2-16蓋蓋挖逆作法法施工步驟3)蓋挖半逆逆作法。2.3城市市軌道交通工工程施工圖2-17蓋蓋挖半逆作作施工步驟(3)新奧法法及淺埋暗挖挖法地下線線路穿越基巖巖地段，圍巖巖具有一定的的自穩(wěn)能力時時，一般采用用新奧法施工工，2.3城市市軌道交通工工程施工即以噴射混凝凝土、鋼筋網(wǎng)網(wǎng)、鋼架和錨錨桿作為主要要支護(hù)手段，，充分發(fā)揮圍圍巖的自承能能力，使其與與支護(hù)結(jié)構(gòu)成成為一個完整整的支護(hù)體系系。(4)盾構(gòu)法法盾構(gòu)法是是隧道暗挖施施工法的一種種。圖2-18盾盾構(gòu)機2.3城市市軌道交通工工程施工圖2-19盾盾構(gòu)法施工工概貌圖(5)沉管法法沉管法又又叫預(yù)制管段段沉放法，即即先在預(yù)制場場(船廠或干干塢)制作沉沉放管段，管管段兩