城市軌道交通結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工之限界

城市軌道交通結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工StructuralDesignandConstructionofUrbanRailTransit第三章限界目錄第一節(jié)

限界的分類第二節(jié)

限界制訂的原則第三節(jié)

制訂限界的主要技術(shù)參數(shù)第四節(jié)

設(shè)備限界的計(jì)算第五節(jié)

建筑限界定義：限界（Gauge）是指限定車輛運(yùn)行或軌道周邊構(gòu)筑物超越的輪廓線,也是列車沿固定的軌道安全運(yùn)行時(shí)所需要的空間尺寸。制定限界目的：就是要確定一個(gè)既能保證列車運(yùn)行安全，又不增大橋隧或路基斷面的經(jīng)濟(jì)空間，以防止車輛在直線或曲線上運(yùn)行時(shí)與各種建筑物及設(shè)備發(fā)生接觸、碰撞。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：評(píng)價(jià)軌道交通的限界是否合理，一般以有效面積比來(lái)衡量。第一節(jié)：限界的分類

確定依據(jù)：軌道交通的限界是根據(jù)車輛外輪廓線及技術(shù)參數(shù)、軌道特性、各種誤差和變形，并考慮列車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等因素，經(jīng)分析計(jì)算確定。

分類：車輛限界、設(shè)備限界和建筑限界等A型車直線地段限界圖（隧道內(nèi)）B1型車直線地段限界圖（隧道內(nèi)）（a）A型車直線段車輛輪廓線坐標(biāo)值（mm）注：表中第0~13點(diǎn)是車體上的控制點(diǎn)；第13~15點(diǎn)是轉(zhuǎn)向架上的控制點(diǎn)；第16~19點(diǎn)是車輪上的控制點(diǎn)，22、23兩點(diǎn)為連接在車軸上的齒輪箱點(diǎn)，20、21、24、25點(diǎn)為連接在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上的信號(hào)接受設(shè)備的最低點(diǎn)，26~29為信號(hào)燈預(yù)留位置，第0s~4s點(diǎn)為隧道內(nèi)受電弓控制點(diǎn),0k~2k是車頂空調(diào)控制點(diǎn)。（b）A型車直線段車輛限界坐標(biāo)值（mm）

車輛限界：車輛在平直軌道上按規(guī)定速度運(yùn)行，計(jì)及車輛和軌道的公差、磨耗、彈性變形及振動(dòng)等正常運(yùn)行狀態(tài)下的一條最大動(dòng)態(tài)包絡(luò)線，是限制車輛橫斷面最大允許尺寸的輪廓圖形。（c）A型車直線段設(shè)備限界坐標(biāo)值（mm）設(shè)備限界：車輛在故障運(yùn)行狀態(tài)下所形成的動(dòng)態(tài)包絡(luò)線，用以限制軌道區(qū)的設(shè)備安裝界限。補(bǔ)充幾個(gè)限界的定義

1“設(shè)計(jì)截面”是指標(biāo)稱車輛截面的投影輪廓。它不包括任何諸如懸掛、高度、寬度及撓度等制造及安裝公差。它是“限界圖”中的“車輛輪廓線”。2“靜態(tài)限界”是指已經(jīng)造好的、新的、空載的、停在平直軌道上的車輛截面的投影輪廓,是由設(shè)計(jì)截面加上制造和安裝誤差而來(lái)的,即加上懸掛誤差,撓度,高度與寬度誤差,不對(duì)稱的角度等。3“動(dòng)態(tài)限界”是車輛在直線軌道上按規(guī)定速度運(yùn)行時(shí)在計(jì)及車輛如懸掛部件的位移、車輛允許范圍內(nèi)的磨耗、外部側(cè)風(fēng)等因素的影響的情況下,車輛各部位偏離軌道基準(zhǔn)中心所允許的程度,車輛運(yùn)行時(shí)各點(diǎn)必須在此空間范圍內(nèi)。在限界圖中為車輛限界。4“動(dòng)態(tài)包絡(luò)線”是車輛在平直軌道上正常運(yùn)行時(shí),在各種因素作用下,計(jì)入所有允許的軌道結(jié)構(gòu)公差、維修公差及磨耗,車輛各點(diǎn)偏離軌道基準(zhǔn)中心所連成一個(gè)包絡(luò)空間,它不包括車輛在水平及垂直曲線的偏移。5“掃掠包絡(luò)線”是動(dòng)態(tài)包絡(luò)線的擴(kuò)大,它包括垂直和水平曲線對(duì)車輛中央和端部的偏移的影響。第二節(jié)限界制訂原則（1）限界應(yīng)保證列車安全、正常運(yùn)行。（2）限界應(yīng)根據(jù)車輛的輪廓尺寸和技術(shù)參數(shù)、軌道特性、受電方式、設(shè)備及管線安裝、施工方法等因素，進(jìn)行綜合分析后由計(jì)算確定。（3）限界一般按平直軌道的條件制定。（4）設(shè)備限界與車輛限界之間的間隙主要為安全預(yù)留量，應(yīng)全面考慮橫向安全留量和豎向安全留量。（5）建筑限界和設(shè)備限界之間應(yīng)充分考慮建筑物上的設(shè)備和管線安裝位置，在寬度方向上設(shè)備和管線與設(shè)備限界之間應(yīng)留出20～50mm安全間隙。（6）建筑限界中不包括施工誤差、測(cè)量誤差、結(jié)構(gòu)沉降、變形等因素。第三節(jié)制定限界的主要技術(shù)參數(shù)序號(hào)項(xiàng)目名稱單位車型A型車B型車B1型B2型上部受流下部受流1車體計(jì)算長(zhǎng)度mm22100190002車體最大寬度mm300028003車輛最大高度mm380038004車輛定距m向架固定軸距mm25002200～23006客室地板面距軌頂面高度mm113011007受電弓落弓高度mm3810--38108受電弓最大工作高度mm5410--54109受流器工作點(diǎn)至轉(zhuǎn)向架中心線水平距離750Vmm--1417.51401--1500V--144410受流器工作面距走行軌面高度750Vmm--140160--1500V--200

城市軌道交通車輛基本參數(shù)表

1.線路與軌道參數(shù)線路最小曲線半徑：因列車在高速通過(guò)彎道時(shí)由于離心力作用向彎道的外側(cè)產(chǎn)生橫向力，會(huì)對(duì)鋼軌產(chǎn)生擠壓，外翻。為了保證列車的行駛安全，在鐵路的設(shè)計(jì)和建造時(shí)，國(guó)家《修規(guī)》對(duì)不同速度等級(jí)的鐵路規(guī)定了車輛可以安全通過(guò)的圓曲線的最小半徑，就是線路的最小曲線半徑。軌道最大超高值：列車在曲線上運(yùn)行時(shí),產(chǎn)生離心力,使曲線外軌承受較大的壓力,外軌磨損加重,增加行車阻力,嚴(yán)重時(shí),會(huì)造成車輪脫軌.為了平衡離心力,把曲線外軌抬高,使車輛內(nèi)傾,以車輛重力向內(nèi)分力,來(lái)抵消減輕離心力的影響,使內(nèi)外軌所受的壓力相等,保持行車安全。超高值越大，列車所能通過(guò)的速度越快。

軌道結(jié)構(gòu)強(qiáng)度:軌道具有的承載能力道岔:使列車由一組軌道轉(zhuǎn)到另一組軌道上去的裝置2.車輛參數(shù)車輛定距：車輛定距指車體兩端支撐處之間的距離。有轉(zhuǎn)向架的車輛為兩心盤中心線之間的水平距離。轉(zhuǎn)向架：把兩個(gè)或幾個(gè)輪對(duì)用專門的構(gòu)架(側(cè)架)組成一個(gè)小車，稱為轉(zhuǎn)向架，車體支承在前后兩個(gè)轉(zhuǎn)向架上第四節(jié) 設(shè)備限界的計(jì)算

限界的確定步驟：

以車輛的設(shè)計(jì)截面為基礎(chǔ),加上制造安裝誤差向外拓展得出車輛的靜態(tài)限界;以靜態(tài)限界為基礎(chǔ),考慮車輛的彈性部件的位移、允許范圍內(nèi)的磨耗和側(cè)風(fēng)等得出車輛的動(dòng)態(tài)限界;在動(dòng)態(tài)限界的基礎(chǔ)上加上軌道線路原因(建設(shè)公差、維護(hù)限度和磨耗)造成的車輛偏移,得出車輛的動(dòng)態(tài)包絡(luò)線;以動(dòng)態(tài)包絡(luò)線為基礎(chǔ),加上適當(dāng)?shù)陌踩嚯x(車輛故障情況下未考慮的因素所需空間),從而可以確定車輛的設(shè)備限界;根據(jù)設(shè)備限界,加上設(shè)備安裝所需要的空間得出建筑限界。

一、直辟線段設(shè)超備限界川的確定直線食段設(shè)械備限來(lái)界是母在車梯輛限裕界的抽基礎(chǔ)篩上，易采用尚基準(zhǔn)拆坐標(biāo)茂系確名定直僚線段擠設(shè)備啄限界病的坐爭(zhēng)標(biāo)。懸直線太地段幣設(shè)備芽限界鐵坐標(biāo)耍計(jì)算肆公式是為：（3-1）式中：——車輛龍限界券坐標(biāo)路值；——軌道橫向芳最大可能光容許偏差副；——軌道鹿豎向湊最大周可能譽(yù)容許鮮偏差座；i——軌道電傾斜糠度；ε——安全寄間距辮。二、曲線戀段設(shè)備限英界的計(jì)算1.平面寒偏移平曲線煙地段設(shè)墓備限界纏應(yīng)在直俯線地段扁設(shè)備限捷界基礎(chǔ)昏上，進(jìn)拍行加寬奧和加高召處理。（1）車體曲線外側(cè)腐：（3-先2）曲線內(nèi)側(cè)鉤：（3-純3）曲線露加寬很加高列車在曲員線上運(yùn)行出，轉(zhuǎn)向架籮可以轉(zhuǎn)動(dòng)扯，但其為墊剛性結(jié)構(gòu)話，不能隨避軌道而彎屢曲，車體亡縱向軸線耀與軌道中挨心線不相閥吻合，致味使車體兩繳端向軌道佳外側(cè)突出屆，車體中街部向軌道收內(nèi)側(cè)偏入始，使車體否與建筑接名近限界間戀的凈空減想少。另外犬，由于曲毅線外軌設(shè)賽置超高，合車體向曲穴線內(nèi)側(cè)傾練斜，也會(huì)令影響內(nèi)側(cè)懸限界示。油故，曲線融限界需加極寬加高。車輛軸線車輛長(zhǎng)度L車輛前后轉(zhuǎn)向架間距l(xiāng)線路中線曲線半徑d內(nèi)1d外d外車輛綠通過(guò)涼曲線誤時(shí)，拍轉(zhuǎn)向立架中覺(jué)心點(diǎn)碼沿線悅路運(yùn)決行，圈而車暈輛本外身卻煮不能伏隨線膊路彎勝曲仍惑保持遲其矩哈形形匙狀。賤故其助兩端掃向曲河線外仗側(cè)偏糞移（d外），腸中間忽向曲投線內(nèi)雪側(cè)偏杠移（d內(nèi)1）。二、純曲線犁段設(shè)之備限筑界的端計(jì)算1.平面逃偏移平曲洽線地寺段設(shè)房誠(chéng)備限歇界應(yīng)連在直設(shè)線地姑段設(shè)況備限頃界基崗礎(chǔ)上埋，進(jìn)蠢行加晃寬和切加高游處理燃。（1）車簡(jiǎn)體曲線外岡側(cè)：（3-2）曲線音內(nèi)側(cè)凈：（3-鏡3）（2）轉(zhuǎn)向架曲線外側(cè)坐：（3-棚4）曲線黎內(nèi)側(cè)言：（3-5）式中墳：m——計(jì)算諷斷面拜至相損鄰軸崖的距厘離（mm）。A型車代針入?yún)?shù)慘后，為Tba=82給0/R，Tbi=7什80箏/R。2.過(guò)（炭欠）振超高火引起鳴的設(shè)念備限抓界加序?qū)捔恐睾图訔壐吡坷p的計(jì)稅算（1）車體橫向向加寬量曲線轎內(nèi)側(cè)榨：（3-6）曲線外側(cè)皺：（3-氏7）（2）車砌體豎廈向加讓高量曲線內(nèi)側(cè)碌：（3-8）曲線外側(cè)龍：（3-螺9）上述尚各式線中參見(jiàn)數(shù)應(yīng)些根據(jù)勁不同甚車型收取值耕，可陷參看《地鐵涼限界因標(biāo)準(zhǔn)》。3.曲線軌道金參數(shù)變化祖及車輛參滴數(shù)變化引柄起的設(shè)備絨限界加寬妖量（1）車體及轉(zhuǎn)棍向架橫向垃曲線外側(cè)繁加寬量：整體道悶床：（3-炎10）碎石辮道床杯：（3-11）材（2）車體獻(xiàn)及轉(zhuǎn)向向架之橫向超曲線直內(nèi)側(cè)整體道床棵：（3-12）碎石頁(yè)道床絲式：（3-1厲3）式中：——曲線外軌罵磨耗（mm）。與車浮輛無(wú)關(guān)，恥當(dāng)R≥8偵00m時(shí)為3mm，80兆0>屯R>南20幼0m時(shí)為3+閥30召0/轟R）；l——曲線軌灑道橫向祝彈性變密形增量緞（mm），太取1.4犯mm；——車輛一系閃及二系彈深簧橫向位鐘移在曲線雷及直線的雨差值（mm），車體衫取9mm，轉(zhuǎn)獨(dú)向架殿取4mm；——曲線軌距嗎加寬及內(nèi)水軌磨耗（mm），俱當(dāng)R≥8條00m時(shí)為0，800>譯R>20身0m時(shí)為300/叢R）。①車體橫洲向加寬損和過(guò)超撐高（或鼠欠超高貸）偏移叼方向相顛同時(shí)曲線外止側(cè)：（3-計(jì)14）（3-15）曲線內(nèi)剪側(cè)：（3-1輪6）（3-17）車體公橫向拼加寬站和過(guò)轟超高刷（或肆欠超膀高）造偏移待方向軌相反摟時(shí)平衡離心嗽力所需的膊超高大于搞實(shí)設(shè)超高劇，說(shuō)明超宴高不足，罪其差值稱銅為欠超高平衡竹離心杯力所李需的瞇超高再小于步實(shí)設(shè)豪超高罩，說(shuō)壯明超紐奉高過(guò)陶大，撓其差基值稱備為過(guò)附超高曲線外側(cè)擾：（3-18）（3-19）曲線內(nèi)側(cè)猶：（3-蘋20）（3-2功1）曲線贈(zèng)地段爺設(shè)備攏限界竟坐標(biāo)出值即折為直太線地霞段設(shè)抗備限纖界坐瘦標(biāo)值崖加上棒上述豬加寬織加高聲值后義得到諸的坐昆標(biāo)值嚼。第五節(jié)肯建筑限界一、鑒區(qū)間遍建筑熊限界二、苗區(qū)間任曲線役段建翁筑限臉界三、炸道岔蚊區(qū)建停筑限視界四、車地站限界一、區(qū)間秘建筑限界軌道萌交通遷的區(qū)鍛間一瞇般包特括地乏下區(qū)但間、乎高架街區(qū)間聯(lián)、地固面線是區(qū)間躺和過(guò)紛渡段源。各價(jià)種區(qū)曉間結(jié)筆構(gòu)根睜據(jù)不猴同的態(tài)施工煉方法寫有不迅同的荒限界右斷面桂。1.地下蚊線建譜筑限奪界區(qū)間溝建筑映限界疤分為誰(shuí)：2.高架線纏橋面建潑筑限界3.地面伏線建敞筑限鏈界區(qū)間直挨線段矩停形隧道吸建筑限晴界（A型車）A型車單估圓隧道濫建筑限離界區(qū)間直線暖段雙圓隧獻(xiàn)道建筑限柄界（A型車）區(qū)間直線芬段雙線高盾架橋面建獅筑限界（B1型車幣）二、顛區(qū)間鎮(zhèn)曲線開段建諸筑限脊界1.圓形輪隧道古和馬梁蹄形弓隧道圓形隧道未和馬蹄形摸隧道在曲角線超高地證段，采用伴隧道中心惠向線路基渾準(zhǔn)線內(nèi)側(cè)輛偏移的方雜法，解決起軌道超高描引起的內(nèi)隔外側(cè)不均臂勻位移量茄，位移量況計(jì)算公式松如下：（3-2陪2）式中贊：α——軌道笨超高過(guò)角度摧，α=si蔽n-1（h/接s）；h0——直線餅段圓粒心距查軌面機(jī)高度消（mm）；h——軌道超高貓值（mm）；s——內(nèi)外軌中國(guó)心距離（mm），一朝般取1500錫mm。2.矩形隧決道曲線地段勉矩形隧道增建筑限界蛛，應(yīng)在曲弊線地段設(shè)私備限界基猾礎(chǔ)上，按吵下列公式洗計(jì)算確定嚷：曲線地遣段建筑案限界外教側(cè)寬度怒（）：（3-23）曲線建兵筑限界嚷內(nèi)側(cè)寬旬度（）：（3-2谷4）曲線建疾筑限界志高度（）應(yīng)貴按下冒式計(jì)嫂算確美定：（3-竿25）（3-2新6）式中:h——軌道超高鞋值（mm）；——右側(cè)、隸左側(cè)設(shè)匠備或支降架最大走安裝寬殼度值（mm）；（）、賊（）、肉（）——曲線地段籠設(shè)備限界痕控制點(diǎn)坐啞標(biāo)值（mm）；——設(shè)備安裝加誤差和安袍全間隙（mm）；——受電弓工洋作高度（mm）；——接觸網(wǎng)掘系統(tǒng)高元度（mm）；——軌道遼結(jié)構(gòu)助高度溜（mm）。對(duì)于緩和尸曲線地段匯，一般有腫圖解法和增公式法等煎方法。目隱前采用較撞多的則是乘圖解與公乳式相結(jié)合弊的方法，義將內(nèi)、外客側(cè)加寬分鹿開計(jì)算。（1）內(nèi)劫側(cè)加辨寬量（3-瘦27）（2）外側(cè)加日寬量（3-2腸8）式中：X2、X3——分別為計(jì)攝算斷面處稿距緩和曲莫線起點(diǎn)的蓋長(zhǎng)度（mm）；C=Rl0，l0為緩爹和曲絞線長(zhǎng)衡度；αx=si竭n-1（hx/s），hx為緩和曲慨線地段計(jì)掃算斷面處鏡的超高值熄（mm）。根據(jù)津車輛心所處貸的不州同工呼況，濟(jì)將建晶筑限遞界內(nèi)搶外側(cè)凡加寬宅量繪貸制成越圖，沾即常沉用圓賠曲線慕和緩御和曲臥線地治段建廁筑限漆界加筍寬量單圖，董這樣神可方嫩便使已用。3.豎曲線地構(gòu)段建筑限續(xù)界豎曲線:為了緩零和縱斷逢面上坡煩度的突疤然變化,設(shè)置已在變注坡點(diǎn)皆處平能滑連蠻接兩籮相鄰唇坡段祖的豎廁向曲剃線。豎曲線地真段建筑限義界在直線產(chǎn)地段上根耐據(jù)公式（3-表29）和（3-薄30）進(jìn)驕行加柴高。（1）凹形豎曲間線（3-29）（2）凸形殲豎曲背線（3-30）式中：R1、R2——分別為獵凹凸形漿豎曲線尊的半徑砍（mm）。對(duì)于殘軌道鑰交通呼線路應(yīng)而言錢，由責(zé)于一樸般豎筋曲線朝半徑秘都比眾較大遲，根披據(jù)上棒述公壟式計(jì)追算得夫出的甜豎曲過(guò)線加巖高值侍很小國(guó)，故報(bào)可以嶼忽略罰不計(jì)渴。豎擴(kuò)曲線辨半徑繩很小線時(shí)，憂可根厭據(jù)需漆要進(jìn)鐘行核符算。三、道寶岔區(qū)建匹筑限界60待kg厘/m鋼軌9號(hào)單開道報(bào)岔內(nèi)、外勾側(cè)加寬量券圖道岔沙：使翠列車份由一濁組軌側(cè)道轉(zhuǎn)迅到另凍一組凳軌道玻上去字的裝觸置四、車站第限界1.地下混車站直線段矩赴形隧道島全式車站建六筑限界2.高架朝車站軌道交彎通的高歸架車站塵根據(jù)車顏站形式雀的不同睡，分為灘側(cè)式車降站和島杯式車站估。（1）側(cè)式越車站A=（a0+站臺(tái)費(fèi)寬度徒）×2胃+l0（3-31）（2）島式車爬站A=慨b0×2析+l0（3-32）式中雨：a0——線路此中心仇線至偽站臺(tái)蔽邊緣烤距離室（mm），A型車未為160寸0mm；l0——線間距蹈（mm）；b0——線路中心豎線至護(hù)欄喜柱內(nèi)側(cè)距施離。直線芽段高蔥架側(cè)賽式車議站橋煎面建凝筑限縮慧界（A型車、接悲觸網(wǎng)供電化）3.屏蔽門猜與安全匙門建筑管限界車站屏蔽購(gòu)門與安全庫(kù)門的建筑前限界，一否般按屏蔽勞門與安全叉門的安裝杯尺寸在不長(zhǎng)考慮彈性譯變形狀態(tài)貫下，屏蔽盈門（安全耳門）最外換突出點(diǎn)至塞車站地段陡車輛限界亦之間應(yīng)有懷不小于25mm的安全忙間隙考半慮。4.曲線車魂站設(shè)在曲僅線上的買車站，汽應(yīng)在直耳線地段光車站的簡(jiǎn)有關(guān)限蘭界基礎(chǔ)辜上，包星括曲線忘內(nèi)側(cè)加多寬和曲耐線外側(cè)比加寬。跨其中平礦面曲線捆偏移量任可分別妄按凹形未站臺(tái)和輕凸型站懼臺(tái)進(jìn)行嫌計(jì)算。對(duì)于凹形誼站臺(tái)，加殃寬量:（3-3啦3）