《鐵道信號自動控制技能訓練》課件-第二章城市軌道交通線路2

第二章城市軌道交通線路提問一、什么是地鐵系統(tǒng)？

提問一、什么是地鐵系統(tǒng)？在城市中心修建快速、大運量、長距離、用電力牽引的軌道交通，列車全封閉或半封閉。提問一、什么是地鐵系統(tǒng)？在城市中心修建快速、大運量、長距離、用電力牽引的軌道交通，列車全封閉或半封閉。二、城市軌道交通線路的組成？

提問一、什么是地鐵系統(tǒng)？在城市中心修建快速、大運量、長距離、用電力牽引的軌道交通，列車全封閉或半封閉。二、城市軌道交通線路的組成？路基、橋隧、軌道組成的整體工程。提問一、什么是地鐵系統(tǒng)？在城市中心修建快速、大運量、長距離、用電力牽引的軌道交通，列車全封閉或半封閉。二、城市軌道交通線路的組成？路基、橋隧、軌道組成的整體工程。三、地下線路的優(yōu)點？

提問一、什么是地鐵系統(tǒng)？在城市中心修建快速、大運量、長距離、用電力牽引的軌道交通，列車全封閉或半封閉。二、城市軌道交通線路的組成？路基、橋隧、軌道組成的整體工程。三、地下線路的優(yōu)點？

與地面交通完全分離，不受氣候影響。提問一、什么是地鐵系統(tǒng)？在城市中心修建快速、大運量、長距離、用電力牽引的軌道交通，列車全封閉或半封閉。二、城市軌道交通線路的組成？路基、橋隧、軌道組成的整體工程。三、地下線路的優(yōu)點？

與地面交通完全分離，不受氣候影響。四、什么是正線？

提問一、什么是地鐵系統(tǒng)？在城市中心修建快速、大運量、長距離、用電力牽引的軌道交通，列車全封閉或半封閉。二、城市軌道交通線路的組成？路基、橋隧、軌道組成的整體工程。三、地下線路的優(yōu)點？

與地面交通完全分離，不受氣候影響。四、什么是正線？

載客運行并貫通區(qū)間和車站的線路。二、城市軌道交通線路結構工程施工1.城市軌道交通土木工程的種類與結構類型(1)城市軌道交通土木工程的種類主要包括地下工程、地面工程、高架工程。

(2城市軌道交通土木工程的結構類型地下區(qū)間隧道結構類型、地下車站結構類型、地面車站結構類型、高架車站結構類型、高架橋結構類型。地下區(qū)間隧道結構類型又包括矩形、圓形、馬蹄形、鐘形二城市軌道交通線路結構工程施工地下車站結構類型又包括：矩形、圓形、拱形、橢圓形。

地面車站結構類型又包括開放式結構、封閉式結構。二城市軌道交通線路結構工程施工高架車站結構類型又包括鋼筋混凝土框架結構、橋梁式結構、框架+橋梁式結構。

高架橋結構類型又包括拱形橋、梁形橋和剛性框架橋。二城市軌道交通線路結構工程施工2.地下工程施工方法

(1)明挖法明挖法是將地面挖開，形成露天的基坑，然后在基坑中修筑隧道襯砌，最后回填土石，恢復地面。

(2)蓋挖法采用明挖法修建地下線路，其最大的缺點是對城市交通及居民生活的干擾較大，而在交通繁忙的地段修建地下鐵道，尤其是修建有綜合功能的車站或需要嚴格控制基坑開挖引起的地面沉降時，則可采用蓋挖法施工。分蓋挖順作法和蓋挖逆作法、蓋挖半逆作法?！径鞘熊壍澜煌ň€路結構工程施工(3)新奧法及淺埋暗挖法地下線路穿越基巖地段，圍巖具有一定的自穩(wěn)能力時，一般采用新奧法施工，即以噴射混凝土、鋼筋網、鋼架和錨桿作為主要支護手段，充分發(fā)揮圍巖的自承能力，使其與支護結構成為一個完整的支護體系。

(4)盾構法盾構法是隧道暗挖施工法的一種。圖2-18盾構機二城市軌道交通線路結構工程施工圖2-19盾構法施工概貌圖二城市軌道交通線路結構工程施工(5)沉管法沉管法又叫預制管段沉放法，即先在預制場(船廠或干塢)制作沉放管段，管段兩端用臨時封墻密封，待混凝土達到設計強度后拖運到隧址位置，此時設計位置上已預先進行了溝槽的浚挖，設置了臨時支座，然后沉放管段。

2.地面與高架結構施工方法

(1)地面筑堤法地面筑堤法是一種從地面筑起護堤，在堤上鋪設道床和軌道的方法。

(2)高架橋法高架橋主要是用混凝土建造。二城市軌道交通線路結構工程施工圖2-29地面筑堤法示意圖圖2-30高架橋結構二城市軌道交通線路結構工程施工圖2-31橋梁結構圖圖2-332橋墩結構圖第四節(jié)城市軌道交通軌道的概念及構成1.軌道的概念

軌道是城市軌道交通系統(tǒng)的重要組成部分。軌道是作為一個整體結構，鋪設在路基之上，直接承受列車車輛及其荷載的巨大壓力，對列車運行起著導向作用的一組設備。

2.軌道的構成軌道是由鋼軌、軌枕、扣件、道床、道岔及其他附屬設備等組成的構筑物（如圖）。第四節(jié)城市軌道交通軌道的概念及構成3、軌道結構與性能要求（1）軌道是城市軌道交通運營設備的基礎，它直接承受列車荷載，并引導列車運行，在列車運行的動力作用下，它的各個組成部分必須具有足夠的強度和穩(wěn)定性，承受來自于列車的縱向和橫向的位移推力，保證列車按照規(guī)定的速度、方向及不間斷地運行。（2）同時軌道還需具有耐久性及適量的彈性，以確保列車安全、平穩(wěn)、快速運行和乘客舒適。（3）城市軌道交通均采用電力牽引，故要求軌道結構具有良好的絕緣性以減少雜散電流。（4）根據環(huán)境保護對沿線不同地段的減振、降噪要求，軌道應采用相應的減振軌道結構。（5）從形式上看，全線軌道結構宜統(tǒng)一形式，采用統(tǒng)一的零部件，并要求外觀整齊、維修工作量少且方便。第四節(jié)城市軌道交通軌道的概念及構成（6）從技術角度出發(fā)，軌道結構應采用成熟、先進的技術和施工工藝。（7）軌距設計要求：直線地段軌距采用標準軌距1435毫米，曲線地段軌距應按規(guī)定加寬。（8）水平位置設計要求：直線地段兩股鋼軌的頂面應保持同一水平，其誤差按《鐵路技術管理規(guī)程》規(guī)定正線不得大于4厘米；曲線地段為保證行車安全和乘客舒適，曲線外軌須按規(guī)定設置超高。（9）平面曲線設計要求：為使列車能平穩(wěn)地由直線進入圓曲線或由圓曲線轉入直線，應在直線和圓曲線之間按規(guī)定設置緩和曲線，以適應逐步加寬軌距和設置超高的需要。軌道結構之一：鋼軌1.鋼軌的概念鋼軌是指兩條直線形呈平行分布，安裝在軌枕或路基之上的由鋼鐵材料制成的金屬構筑物。鋼軌斷面形狀為“工”字形，由軌頭、軌腰、軌底三大部份組成（如圖）。這個形狀，受力好、省材料，具有最佳抗彎性能。2.鋼軌的分類

(1)從鋼軌的斷面形狀上分

1)槽形鋼軌。2)雙頭鋼軌。3)平底鋼軌。鋼軌斷面形狀圖軌道結構之一：鋼軌

(2)從鋼軌的質量和強度上分按鋼軌的質量和強度不同，城市軌道交通所使用的鋼軌有如下四種(鋼軌的強度以kg/m表示，數值越大表明其所能承受的重量亦越大)：軌道結構之一：鋼軌43kg、50kg、60kg和75kg四種類型。我國地鐵和輕軌目前一般采用60kg/m的重型鋼軌，而車場線供空車運行，速度又低，所以選用僅50kg/m或者43kg/m的輕型鋼軌。香港軌道交通采用45.60kg/m的鋼軌。鋼軌鋼軌接頭圖軌道結構之一：鋼軌3.鋼軌的連接安裝

(1)傳統(tǒng)的連接安裝法傳統(tǒng)的連接安裝法是把20m左右一節(jié)的鋼軌固定在軌枕之上，各節(jié)鋼軌之間的接頭(稱為鋼軌接頭，亦稱接縫)，通常使用魚尾板和螺栓接合（也稱為接頭聯接零件）4.鋼軌的功用(1)防脫護軌當列車以高速轉彎時，外彎一面的輪緣受著極大的壓力，為防止輪緣負荷過重，在內彎的軌條處會裝設一段鋼軌，使另一邊的輪緣分擔列車轉向時所產生的離心力，而通常這附加的軌條會比正常的軌條高些，以加強保護(見圖。防脫護軌軌道結構之一：鋼軌橋上護軌軌道結構之一：鋼軌(2)橋上護軌在鋼軌兩側分別裝設兩段鋼軌，以防止列車在橋上或高地出軌時繼續(xù)向外沖(見圖)。圖道岔護軌軌道結構之一：鋼軌(3)道岔護軌在道岔區(qū)防止車輪在岔心處進錯路線而安裝的護軌(見圖)。5.鋼軌的損傷與維修養(yǎng)護

(1)鋼軌折斷鋼軌折斷是指鋼軌全截面至少斷成兩部分，或裂縫已經貫通整個軌頭截面或軌底截面，或鋼軌頂面上有較大的掉塊。

(2)鋼軌裂紋鋼軌裂紋是指除鋼軌折斷之外，鋼軌部分材料發(fā)生分離，形成裂紋。(3)鋼軌磨耗鋼軌磨耗是指小半徑曲線上鋼軌的側面磨耗和波浪磨耗。

(4)其他損傷其他損傷如鋼軌接觸疲勞傷損、鋼軌縱向疲勞裂紋而導致剝離及軌頭因內部存在微小裂紋或缺陷而導致的內部損傷、軌腰螺栓孔裂紋等。軌道結構之一：鋼軌軌道結構之二：軌枕1.軌枕的概念軌枕是軌道的基礎部件，它是承墊于鋼軌之下，將鋼軌所承受的重量壓力，平均傳遞到道床上，同時又能有效地保持鋼軌軌距和方向幾何形位的軌道部件（如圖）。圖軌枕圖鋼筋混凝土軌枕軌道結構之二：軌枕2.軌枕的種類

(1)軌枕按制造材料分為四種

1)木枕。2)鋼筋混凝土軌枕。3)鋼枕。4)塑料軌枕。(2)軌枕按構造的種類分為三類

1)橫向與縱向軌枕。2)短軌與長軌枕。3)寬軌枕。圖橫向與縱向軌枕軌道結構之二：軌枕圖短軌枕與長軌枕軌道結構之二：軌枕圖寬軌枕軌道結構之二：軌枕(3)軌枕按鋪設位置分為三種普通軌枕、道岔區(qū)岔枕和橋枕三種。

1)普通軌枕。2)道岔區(qū)的岔枕。3)橋枕。圖岔枕軌道結構之二：軌枕圖橋枕軌道結構之二：軌枕軌道結構之三：扣件1.扣件的概念與構成扣件是用于聯結鋼軌與軌枕的零件。扣件的構成：扣件由鋼軌扣壓件和軌下墊層兩部分組成。主要包括：（1）彈性扣件：用來把鋼軌緊扣在枕木上。（2）承托物：作用是把扣件固定于枕木上。（3）彈性墊板：使鋼軌與枕木之間互相絕緣,避免鋼軌漏電,并且能夠增加軌道彈性（如圖）。2.扣件的作用扣件的主要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，并能提供適當的彈性。軌道結構之三：扣件圖扣件構成圖3.扣件的種類

(1)按其結構不同為可分為彈條式扣件、扣板式扣件和彈片式扣件。圖彈條式扣件結構【理論知識】

3.4軌道結構之三：扣件圖扣板式扣件結構軌道結構之三：扣件圖彈片式扣件結構軌道結構之三：扣件(2)按扣件本身彈性分可分為剛性扣件和彈性扣件。

(3)按軌枕有無擋肩分可分為有擋肩扣件和無擋肩扣件。(4)其他除上述種類外，還有其他類型的特殊扣件，如專門用于軌距和水平調整量較大的調高扣件及用于板式軌道或整體道床等新型軌上的特殊扣件等。軌道結構之三：扣件軌道結構之四：道床1.道床的概念與作用道床是指路基、橋梁或隧道等下部結構之上，鋼軌、軌枕之下的碎石、卵石層或混凝土層。它是鋼軌或軌道框架的基礎。道床的主要作用是支承軌枕，把來自軌枕上部的巨大荷載，均勻地分布到路基面上，大大減少了路基的變形。道床依靠本身和軌枕間的摩擦，起到固定軌枕的位置，阻止軌枕縱向或橫向的移動。圖道床斷面圖2.道床的種類(1)碎石道床碎石道床又稱為有碴道床，是一種比較常見的道床形式。圖碎石道床斷面圖軌道結構之四：道床圖無枕式整體道床斷面圖軌道結構之四：道床(2)整體道床整體道床又稱混凝土整體道床，也稱無碴道床，是現代城市軌道交通中常用的道床形式。

1)無枕式整體道床。2)軌枕式整體道床。這種道床可分為短枕式和長枕式兩種。圖軌枕式整體道床斷面圖軌道結構之四：道床(3)瀝青道床瀝青道床是指為了改善普通碎石道床的散體特性而加入乳化瀝青或瀝青砂漿而使其穩(wěn)定的一種道床軌道結構形式。

1)瀝青灌注式道床。2)瀝青混凝土面層式道床。3)瀝青墊層式混凝土道床。軌道結構之四：道床圖瀝青灌注式道床斷面圖圖瀝青混凝土面層式道床斷面圖軌道結構之四：道床圖瀝青墊層式混凝土道床斷面圖(4)新型道床隨著城市軌道交通的發(fā)展和城市對環(huán)境要求的不斷提升，原有的一些道床形式已經不太適應城市的發(fā)展和需求，于是各國開始不斷研制和改進道床結構，出現了一些可以滿足新發(fā)展、新需求的新型道床形式，如減振浮動道床。軌道結構之四：道床圖減振浮動道床3.道床的病害與維修隨列車荷載反復作用，特別是碎石道床很容易產生病害，如道床變形、道床臟污、道碴粉化、道碴坍塌、道床翻漿及道床板結等。整治道床病害是碎石道床軌道的主要養(yǎng)護維修工作之一，如搗固、清理、更換及補充道碴等?，F在多數道床維護工作是由自動化的工程列車來完成。軌道結構之四：道床道床維護工程車軌道結構之五：道岔1.道岔的概念

道岔是一種使列車車輛從一股道轉入另一股道的線路連接設備，通常在車站、車輛段和停車場大量使用。2.道岔的構成圖道岔構成軌道結構之五：道岔(1)轉轍器轉轍器包括轉轍機械、尖軌、軌距拉桿及其他零配件等。

1)轉轍機械。2)尖軌。3)軌距拉桿。4)轉轍拉桿。5)其他零配件。

(2)連接導軌連接導軌是指引導車輪進入轍叉的一組或多組軌道。

(3)轍叉及護軌

1)轍叉。2)護軌。3)翼軌。4)岔心。

3.道岔的組合形式與種類(1)道岔組合的基本形式道岔組合的基本形式有三種，即線路的連接、交叉、連接與交叉的組合。(2)常用道岔的種類

1)單開道岔。軌道結構之五：道岔圖單開道岔2)雙開道岔。圖雙開道岔軌道結構之五：道岔軌道結構之五：道岔3)三開道岔。軌道結構之五：道岔4)交分道岔。軌道結構之五：道岔5)交叉渡線。軌道結構之五：道岔6)菱形交叉。4.道岔的扳動方式(1)電動扳動電動扳動是依靠電動機的動力來推動轉轍拉桿，從而扳動尖軌的扳動方式。

(2)手動扳動手動扳動是利用人力借杠桿去扳動尖軌的扳動方式。

軌道結構之五：道岔軌道結構之五：道岔5.道岔的代號道岔各有其代號，比如9號道岔、12號道岔、18號道岔等等。這個代號可不是隨便排列的，它實際上代表了轍叉角（α）的余切值，也就是轍叉心部分直角三角形兩條直角邊FE和AE的比值，即N=ctgα=FE/AE。N就是道岔號，FE是轍叉跟端長，AE是轍叉跟端支距（如圖）。正線、配線一般使用9號道岔，車場用7號道岔軌道結構之六：其他附屬設備1.防爬設備的組成與作用防爬設備主要由防爬器和防爬支撐組成。其作用主要防止軌道縱向和橫向爬行。

軌道結構之六：其他附屬設備2.軌距桿和軌撐的組成與作用

(1)軌距桿軌距桿兩端固定于軌底，每隔5～7根木枕設一根(見圖)。軌道結構之六：其他附屬設備(2)軌撐軌撐主要用于曲線地段的軌道加強，安設于兩股鋼軌道心外側。我國國家鐵路的鋼軌主要有43kg、50kg、60kg和75kg四種類型。我國地鐵和輕軌目前一般采用60kg/m的重型鋼軌，而車場線供空車運行，速度又低，所以選用僅50kg/m或者43kg/m的輕型鋼軌。香港軌道交通采用45.60kg/m的鋼軌。鋼軌無縫線路和新型軌下基礎將每根12.5m或25m長的鋼軌聯結成軌道，很顯然每隔12.5m或25m就會有一個接頭。接頭之間還有一道軌縫，大約為6mm無縫線路也叫長鋼軌線路。

就是把若干根標準長度的

鋼軌經焊接成為1000～2000m

而鋪設的鐵路線路

無縫線路的優(yōu)點與普通線路相比，無縫線路在其長鋼軌段內消滅了軌縫，消除了車輪對鋼軌接頭的沖擊，使列車運行平穩(wěn)，延長了線路設備和機車車輛的使用壽命，減少了線路養(yǎng)護維修工作量，并能適應高速行車的要求，是軌道現代化的發(fā)展方向。.無縫線路和新型軌下基礎

如何克服長鋼軌因軌溫變化而產生的溫度力？采用強大的線路阻力來鎖定軌道，限制了鋼軌的自由伸縮。溫度變化時,鋼軌不能自由伸縮，只能在鋼軌內部產生應力，這個力是由軌溫變化引起的，叫做溫度力，它均勻的作用在鋼軌的全長上

實驗表明，直徑24mm的高強螺栓，六孔夾板接頭可提供40至60噸的縱向阻力無縫線路和新型軌下基礎鎖定鋼軌時必須正確、合理地選定鎖定軌溫，以保證無縫線路鋼軌冬天不被拉斷，夏天不致脹軌跑道

式中F——溫度力

S——鋼軌斷面積，可看作定值

所以溫度力只和軌溫變化△t有關。

無縫線路上長鋼軌的兩端是用鋼軌聯接零件和防爬設備強制固定，其他也是強制固定在軌枕上，稱為鎖定線路。軌道結構的幾何形位：直軌、曲線是指各部件的幾何形狀、相對位置、基本尺寸。為防止輪對被軌道楔住或擠翻鋼軌，對于小半徑曲線的軌距要適當加寬(R≤350m時，≤15mm

)

，以使機車車輛能順利通過曲線，并使鋼軌與車輪間的橫向力最小，減少輪軌間的磨耗。軌距加寬HGF外軌超高為了平衡離心力，使內外兩股鋼軌受力均勻，垂直磨耗均等，旅客不因離心加速度而感到不適，將外軌抬高一定程度。外軌超高曲線地段的特點、軌距軌距為兩股鋼軌頭部內側與軌道中線相垂直的距離。標準軌距為1435mm。窄軌軌距為1067mm、1000mm、762mm。

（二）、水平兩股鋼軌的頂面，在直線線路段應保持在同一水平面上。（三）、軌面縱向不平順度（前后高低）軌面縱向不平順稱為軌道的前后高低，其大小對降低輪軌之間的動力作用，減小對軌道的破壞十分重要。

（四）、方向方向又稱軌向，是指軌道中線位置應與它的設計位置相一致。軌道方向良好與否，對行車安全及行車平