城市轨道交通线路和车站课件.ppt

单元3 城市轨道交通线路和车站,教学目标,1.掌握城市轨道交通线路的分类和组成,2.了解城市轨道交通线路的施工方法,3.掌握城市轨道交通车站的类型和组成,4.了解城市轨道交通车站的设计原则和装饰要求,1,t课件,3.1 城市轨道交通线路,1.正线,一般为上下行双线，全封闭。,实施右侧行车惯例（日、英除外）,上海地铁规定：南北走向向北的为上行，东西走向向东的为上行，环线内圈为上行,一.线路的分类（以地铁为例）,供载客列车运行的线路。,2,t课件,3.1 城市轨道交通线路,2.折返线,全线客流不均匀时，需要组织区段运行。在终点站或中间站进行列车调头、转线及存车等的线路。,环形（灯泡线）,尽端式,一.线路的分类（以地铁为例）,渡线折返,三种折返方式,3,t课件,环形折返方式,优点：消除了折返过程，保证了线路的最大通过能力，节约了有关设备,缺点：占地面积大，轮轨磨耗大，无法停放和检修列车，难以延长线路,4,t课件,尽端式折返方式,折返线数量由检修作业量、代发车存车数量决定。需要检修的折返线上设有检修坑,5,t课件,渡线折返方式,6,t课件,单轨线路折返方式,7,t课件,磁浮线路折返道岔,8,t课件,3.1 城市轨道交通线路,3.渡线,在上下行正线之间（或其他平行线路之间）设置的连接线,一.线路的分类（以地铁为例）,通过一组联动道岔达到转线目的。,分为单渡线和交叉渡线。,9,t课件,单渡线,交叉渡线,10,t课件,交叉渡线,11,t课件,3.1 城市轨道交通线路,一.线路的分类（以地铁为例）,4.停车线,一般设置在端点站，用于停车。,市内列车运行间隔较密，列车有时发生故障，为不影响后续列车运行，并使故障车及时退出运营正线，每隔35个车站加设渡线和车辆停车线。,12,t课件,3.1 城市轨道交通线路,5.检修线,设在车辆基地检修库内，专门用于检修列车的线路，设有地沟，配有架车设备、检修设备,一.线路的分类（以地铁为例）,6.试验线,设在车辆基地，用于对检修完毕的列车进行状态检测的线路,13,t课件,3.1 城市轨道交通线路,7.出入场线,为保证列车的停放与检修，应设置车辆段。车辆段与正线连接的线路为车辆段出入场线。,一.线路的分类（以地铁为例）,8.联络线,轨道交通线路之间为调动列车等作业而设置的连接线路,连接车站和正线的线路。一般为双行线。,14,t课件,联络线示意图,15,t课件,立体交叉的城市轨道交通线路整体布置图,折返线,端点站A,正线,联络线,中间站,换乘站,停车线,端点站B,折返线,16,t课件,2.1 城市轨道交通线路,二.城市轨道交通轨道的组成,轨道的结构与性能要求：1、轨道要有足够的强度和稳定性，来承受来自于列车的纵向和 横向位移推力。2、轨道要有耐久性和弹性，确保列车平稳、安全、舒适。3、轨道要有良好的绝缘性，以减少杂散电流，因为列车是采用 电力牵引的。4、轨道要有减振轨道结构。,17,t课件,2.1 城市轨道交通线路,二.城市轨道交通轨道的组成,轨道的结构与性能要求：5、一般直线地段轨距采用标准轨距1435mm，曲线地段轨距适 当加宽。6、水平位置的设计，要求直线地段两股钢轨的顶面应保持同一 水平，正线误差不得大于4mm；曲线外轨须按规定设置超高。7、为使列车能平稳的由直线进入圆曲线，或由圆曲线转入直 线，应在直线和圆曲线之间设置缓和曲线。,18,t课件,2.1 城市轨道交通线路,二.城市轨道交通轨道的组成,19,t课件,1.钢轨,一、钢轨的概念1、钢轨是指两条直线形呈 平行分布的，安装在轨枕 或路基之上的由钢铁材料 制成的金属构筑物。2、断面形状一般为“工”字 形。这种形状受力好，省 材料，具有最佳抗弯性能。3、组成如图：4、要求：,应具有足够的承载能力、抗弯强度、断裂韧性及稳定性、耐磨性和耐腐蚀性。,20,t课件,1.钢轨,二、钢轨的分类1、从断面形状上分： 1）槽形钢轨 2）双头钢轨 3）平底钢轨2、从质量和强度上分 1）43kg/m 2） 50kg/m 3）60kg/m 4）75kg/m,最常用,21,t课件,1.钢轨,三、钢轨的连接安装,1、传统连接方法 1）把20m左右一节的钢轨固定在 轨枕上，接缝用鱼尾板和螺栓接 合。 2）鱼尾板约60mm长，两端46 个螺栓，接缝约6mm宽，螺栓所 通过的小洞是椭圆形的。 3）接缝和椭圆小洞用以不同天气 下的伸缩。但接缝使列车的噪音 很大，不平稳。,接头是轨道薄弱环节之一,22,t课件,1.钢轨,三、钢轨的连接安装,1、较新的连接方法：持续焊接钢轨，成为无缝钢轨或长钢轨。地铁较多用。,伸缩接头,仍有接头。即将钢轨末端的接口处制成切面，便能使接头承受的伸缩程度增加。,23,t课件,1.钢轨,四、钢轨的功能,1、直接承受列车及其载荷的重量。2、引导列车的运行方向。3、安全保护作用，这样的钢轨被称为护轨。 1）防脱护轨：列车转弯时。 2）桥上护轨：防止列车在桥上出轨时继续向外冲。 3）道岔护轨：防止车轮在岔心处进错路线。,24,t课件,25,t课件,2.轨枕,一、轨枕的概念1、轨枕是轨道轨下基础的重要部件。2、功能：1）支承钢轨； 2）保持轨距和方向； 3）将钢轨对它的各向压力传递到道床上； 4）使用扣件把轨枕和钢轨连在一起形成“轨道框 架”，增加了轨道结构的横向刚度。3、轨枕的长度： 普通轨枕：2.5米 道岔用的岔枕：2.6-4.85米,26,t课件,木枕轨道,27,t课件,2.轨枕,二、轨枕的种类1、木枕,优点弹性好重量轻易加工绝缘性好,缺点易腐蚀、磨损重量轻弹性不一致资源缺乏,寿命15年左右,28,t课件,2.轨枕,二、轨枕的种类2、钢筋混凝土轨枕,29,t课件,钢筋混凝土枕,优点,稳定性好，使用寿命长,能提供较大阻力，防止钢轨爬行,质量较大，不利于运输与铺设,弹性较差,缺点,造价高昂，搬运不便,30,t课件,2.轨枕,二、轨枕的种类3、钢枕,31,t课件,3. 扣件,一、扣件的概念与构成1、扣件是用来联结钢轨与轨枕的零件。2、扣件由钢轨扣压件和轨下垫层两部分组成。主要包括： 1）弹性扣件：把钢轨紧扣在枕木上。 2）承托物：把扣件固定于枕木上。 3）弹性垫板：使钢轨与枕木之间绝缘，避免钢轨漏电，并增 加轨道弹性。,32,t课件,33,t课件,弹簧扣件与钢轨,34,t课件,木枕用扣件和道钉,35,t课件,3. 扣件,二、扣件的作用1、主要作用：将钢轨固定在轨枕上，阻止钢轨的横向和纵向位 移，防止钢轨倾翻。2、一般扣件应具备的性能： 1）足够的扣压力。 2）适当的弹性。 3）一定的可调性。 4）可靠的绝缘性。,36,t课件,4 道床,一、道床的概念1、道床是指路基、桥梁、隧道等下部结构之上，钢轨、轨枕 之下的碎石、卵石层或混凝土层。2、道床断面形状一般为上窄下宽的梯形，主要包括道床顶宽、 道床厚度、道床边坡坡度三个主要尺寸。,二、道床的作用1、支撑轨枕，分压作用。2、约束轨道框架。3、增加弹性，减少振动。4、排水。,37,t课件,道 床 断 面 图,38,t课件,4 道床,三、道床的种类1、碎石道床（有碴道床） 1）具有一定粒径、强度的硬质碎石堆集而成，在次要线路 上，也可以使用级配卵石或粗砂。 2）碎石的主要作用： 均匀承载列车重量； 容易排水； 方便调校轨道位置。 3）缺点：碎石轨道易移位，易滋生杂草，养护成本高。,39,t课件,碎 石 道 床 断 面 图,40,t课件,钢轨、扣件、道床和轨枕,41,t课件,4 道床,三、道床的种类2、混凝土整体道床（无碴道床） 1）多用于地铁和轻轨系统区间隧道内。 2）指在坚实基底上直接浇筑混凝土以取代传统道碴层的轨 下基础。 3）优点： 整体性强，稳定性好，乘坐舒服； 坚固稳定，耐久，使用寿命长； 轨道建筑高度小，可减少区间隧道净空，节省投资； 轨道维修少，适合地铁和轻轨系统运行时间长、维修时间短 的特点。,42,t课件,4）整体道床主要有： 无枕整体道床、短枕整体道床、长枕整体道床、减振浮 动道床。,4 道床,减振浮动道床是新型道床。由弹性支撑块、橡胶垫板、道床板、混凝土底座及配套扣件构成。原理：以弹性支撑块托起整个轨道结构，以阻绝震振动的传递， 使路轨的振动减少，从而隔振、减振、降低噪音。德国、美国、日本、英国，以及我国上海、北京、广州都已推广。,链接知识：,43,t课件,5 道岔,一、道岔的概念1、使列车车辆从一股轨道转入另一轨道的线路连接设备。在 车站、车辆段、停车场大量使用。2、数量多、构造复杂、使用寿命短、限制列车速度、行车安 全性低和养护维修投入大。3、正线道岔用于设有渡线和折返线的车站，通过设置道岔来实 现车辆的转线。4、车场线道岔设在停车场，车辆段内通过道岔与走行线连接。,曲线、接头、道岔并称为轨道三大薄弱环节。,44,t课件,5 道岔,二、道岔的构成以地铁与轻轨最常见的普通单开道岔为例（占95%）：1、转辙器 1）转辙机械：控制轨道变线连接的设备。有手动和电动。 2）尖轨：两条可以水平移动的钢轨。用来引导车轮进入导轨，依靠尖 轨的扳动，将列车引入正线或侧线方向。 3）轨距拉杆：一根位于两条尖轨间的连接拉杆。用来维持两条尖轨距离。 4）其他零配件：滑床板、轨撑、顶铁等。,45,t课件,普通单开道岔,46,t课件,47,t课件,5 道岔,二、道岔的构成2、连接导轨：引导车轮进入辙叉的一组或多组轨道。分曲线导轨 和直线导轨。3、辙叉及护轨 1）辙叉：引导车轮准确进入岔心的一组钢轨，由岔心、翼轨、 联结零件组成。有曲线和直线两种。 2）护轨：防止车轮 在岔心处因轮缘有可能走错辙叉槽而引起 脱轨或走错线路而在固定辙叉两侧设置的钢轨。 3）翼轨：在内侧轮轨紧邻岔心处设置的钢轨，与岔心间形成必 要的轮缘槽，引导车轮行驶。 4）岔心：连接两边轨道的钢轨。,48,t课件,5 道岔,三、道岔的种类1、单开道岔2、双开道岔3、三开道岔4、交分道岔5、交叉道岔6、菱形道岔,49,t课件,普通单开道岔,50,t课件,单 开 道 岔,51,t课件,52,t课件,53,t课件,54,t课件,交 叉 道 岔,55,t课件,菱 形 交 叉,56,t课件,5 道岔,四、道岔的代号,N=cot=FE/AEN就是道岔号；为转辙角。,越小，则道岔号越大，曲线半径也越大，列车通过道岔时越平稳；但是道岔号越大，道岔就越长，造价就越高。,57,t课件,6. 其他附属设备,设置在尽头线末端,用于阻止由于操作不当轨道交通车辆冲出尽头线或撞坏其它构筑物,有磁力式、液压式和滑动式车挡等,（1）车档,58,t课件,6. 其他附属设备,线路标志：是用来表示线路状态和位置的一种标志性设施,信号标志：是指导列车操作人员的一种标志,（2）标志,59,t课件,60,t课件,钢轨、枕木、接头和扣件,61,t课件,钢轨,木枕,道床,防爬撑,防爬器,普通道钉,垫板,螺栓,双头夹板,62,t课件,3.1 城市轨道交通线路,三.城市轨道交通线路施工方法简介,隧道施工和车站施工的区别,隧道施工为连通地下相邻二座车站而进行的线路建设，一般采用掘进方式形成隧道，隧道掘进中需要在三度空间进行精确定位，同时需要进行支撑形成稳定的结构,车站施工是在确定位置进行的建设，它的特点是原地建设，基本不产生位移，属于建筑物的建设范畴,63,t课件,2. 隧道施工常用方法,（1）明挖法（open cut method）,在进行浅埋隧道、管道或其他地下建筑工程时，采用从地表开挖基坑或堑壕，修筑衬砌后，先将隧道部位的岩(土)体全部挖除，然后修建洞身、洞门，再用土石进行回填的施工方法，称为明挖施工法，简称明挖法,优点,施工条件有利、速度快、质量好、安全、简单、经济等优点，城市地下隧道式工程发展初期都把它作为首选的开挖技术,64,t课件,明挖法施工,65,t课件,2. 隧道施工常用方法,（2）暗挖法盾构法（shield tunneling method）,利用盾构机进行隧道掘进的一种施工方法。盾构机一般由盾构壳体、推进系统、拼装系统、出土系统等4大部分组成。 隧道断面形状取决于设计要求，一般可分为圆形、半圆形、矩形、马蹄形等4种,优点,自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点，尤其在隧道洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构机施工更为经济合理,66,t课件,盾构法施工,67,t课件,隧道施工,68,t课件,2. 隧道施工常用方法,（3）沉管法（immersed tube method）,沉管法亦称预制管段法或沉放法。施工的流程：在隧道位址以外的船台上或临时干坞内制作隧道管段拖运到隧道位址指定位置在隧道定位处预先挖好水底基槽管段定位向管段内灌水压载，使之下沉将管段内的水排空后形成水下联接覆土（石）回填,优点,因将水下操作改为陆上作业，施工安全、施工场地等条件均有改善；可同时进行多管段的预制和施工，有利于缩短工期；有利于安排工程的搭接施工。,缺点,局限于穿越河流、湖泊等水下隧道施工作业,69,t课件,3. 轨道交通车站施工方法的选择,车站施工要求,地下车站一般都设在城市中心圈，施工期间对城市交通的影响要降到最低；由于在人口、建筑物、地下管线等比较稠密的地段进行，工程地质复杂多变，所以施工技术含量高,70,t课件,3. 轨道交通车站施工方法的选择,盖挖逆筑法,支撑桩采用以H型钢为柱芯的钢管或钻孔灌注桩，满足了沉降的控制要求,采用地下连续墙低注浆的方法，增强基底持力层的刚性,利用混凝土板对地下连续墙的变形起约束作用,在暗挖过程中采用一撑两用的合理方法，大大减少了工程量，加快了工程进度，控制了墙体位移,71,t课件,作业：一、填空题1、城市轨道交通线路可分为 、 、 、停车线、 、 、出入库线和 。 2、城市轨道交通线路的组成有 、 、 、 、 和 。 3、钢轨在直线段上的标准轨距是 。 4、轨道三大薄弱环节是 、 和 。 5、轨枕一般长为 。6、道床一般有 和 。 7、地铁与轻轨常用的是 道岔。,72,t课件,8、隧道施工常用方法 有 、 、 。9、列车折返方式有 、 、 。10、适合市区软土层隧道施工的施工方法是 。二、作图说明普通单开道岔的基本组成。,73,t课件,3.2 城市轨道交通车站,一.城市轨道交通车站的类型,1.按车站所处位置分,74,t课件,2. 按车站运营性质分,（1）中间站：仅供乘客上、下车之用，功能单一，是地铁路网中数量最多的车站,（2）区域站：设在两种不同行车密度交界处的车站，设有折返线和设备。区域站兼有中间站的功能,（3）换乘站：位于两条及两条以上线路交叉点上的车站。它除了具有中间站的功能外，更主要的是它还可以从一条线上的车站通过换乘设施转换到另一条线路上的车站,75,t课件,2. 按车站运营性质分,（4）枢纽站：由此站分出另一条线路的车站，该站可接、送两条线路上的乘客,（5）联运站：车站内设有两种不同性质的列车线路进行联运及客流换乘。联运站具有中间站及换乘站的双重功能,（6）终点站：设在线路两端的车站，就列车上、下行而言，终点站也是起点站（或称始发站），终点站设有可供列车全部析返的折返线和设备，也可供列车临时停留检修,76,t课件,各种车站类型,77,t课件,3. 按车站站台性质分,（1）岛式站台车站,优点,站台面积利用率高、能灵活调剂客流、乘客中途改变乘车方向方便、车站管理集中、站台空间宽阔，常用于客流量较大的车站,78,t课件,岛式车站,79,t课件,3. 按车站站台性质分,（2）侧式站台车站,优点,站台上下行乘客可避免相互干扰，正线和站线间不设喇叭口，造价低，改建容易,优点,站台面积利用率低，不可调剂客流，中途改变乘车方向经地道或天桥，车站管理分散，站台空间不及岛式宽阔，多用于两个方向客流量较均匀（或流量不大）的车站及高架车站,80,t课件,侧式车站,81,t课件,3. 按车站站台性质分,（3）岛、侧混合式站台车站,主要用于两侧站台换乘或列车折返,有一岛一侧或一岛两侧式,82,t课件,4. 按车站埋深和结构分,地下车站按埋深分,浅埋车站：采用明挖法或盖挖法施工，线路轨道面至地表距离在20m以内,深埋车站：采用暗挖法施工，线路轨道面至地表距离在20m以上,83,t课件,4. 按车站埋深和结构分,高架车站按结构分,站桥合一车站：高架车站的结构和站内轨道结构是做在一起的,站桥分离车站：站内轨道结构和线路高架桥的结构是连通的,84,t课件,二、城市轨道交通车站设计的原则,（1）组织人流线路的要点：,进、出站客流线路和换乘客流要分开，尽量避免交叉和相互干扰,乘客购票、问讯及使用公用设施时，均不应妨碍客流通行,当地铁与城市建筑物合建时，地铁客流应自成体系,85,t课件,二、城市轨道交通车站设计的原则,（2）车站公用区应划分为付费区与非付费区。此两区由进、出站检票口应进行分隔。换乘一般设在付费区内,（3） 车站的站厅、站台、出入口楼梯和通道、升降设备、售票口、检票口等部位的通过能力应相互适应，且通过能力按远期超高峰客流量确定,（4）有噪声源的房间应远离有隔声要求的房间及乘客使用区；对有高音质要求的房间，均采取隔、吸声措施,（5）车站应考虑防灾设计和无障碍设计,86,t课件,三、城市轨道交通车站的总平面布局,87,t课件,三、城市轨道交通车站的总平面布局,1.出入口位置的确定,（1）出入口的位置选在城市道路的两侧，交叉路口及有大量客流的广场、大型商场附近，出入口宜分散均匀布置，出入口之间的距离应尽可能大，使其能够最大限度地吸引客流，方便乘客进出车站,（2）出入口的位置宜设在火车站、汽车站、大中型企业、文体中心、居民区等附近，便于乘客换车，要设置明显的地铁与轻轨系统特征的统一标志，以便乘客识别,88,t课件,三、城市轨道交通车站的总平面布局,1.出入口位置的确定,（2）出入口的位置设置要符合有关部门的规划要求、消防要求及其他各种要求，在人流拥挤的地方，例如火车站，为避免与其他方向的人流相互交叉与干扰，减少出入口拥堵，应设在集散处适当远处，不宜设在客流主要集散出口,89,t课件,三、城市轨道交通车站的总平面布局,2.出入口与城市过街地道、天桥等相结合,当地铁与轻轨系统车站出入口位于城市过街地道、天桥附近时，为了方便乘客，节约投资，可以将其进行合并一起修建，融为一体。这样，可以不影响车站的管理和对站内客流路线的干扰，对城市建设和地铁运营都有利。,90,t课件,地铁车站与天桥连接,91,t课件,三、城市轨道交通车站的总平面布局,3.近远期规划建设应统一,在进行车站总平面布局时，还应根据车站近、远期规划发展需要，结合车站具体条件和实际情况，采取一次建成、分期实施的方式建设，做到既能满足现状，又符合远期发展要求，为以后的建设留有余地,92,t课件,四、城市轨道交通车站的组成,1.车站的组成,车站主体,出入口及通道,通风道及地面通风亭（仅限地下站）,93,t课件,四、城市轨道交通车站的组成,2.车站主体的组成和功能,乘客使用空间,非付费区,付费区,车站用房,运营管理用房,设备用房,辅助用房,94,t课件,四、城市轨道交通车站的组成,3.车站的规模,车站规模指车站站台外轮廓尺寸、层数及用房面积大小等,由客流量、所处位置的重要性、设备和管理用房面积及该地区的远期发展规划,车站规模的大小，将直接影响到工程造价的高低。规模过大，投资太高；规模不足，满足运营的需要期限短，影响运营功能且日后改建困难,95,t课件,车站规模等级适用范围,96,t课件,五、城市轨道交通车站的装饰装修,车站车站装修设计应遵循实用、经济、美观、简约等原则,车站装修主要包括顶、墙、柱、地面等部位以及照明灯具、色彩等方面，并且视觉标志是其中重要的部分,城市轨道交通车站的清晰醒目、便于记忆、形象简练、含义明确并且艺术性要强,97,t课件,北京地铁四号线动物园站：儿童涂鸦探索星空,98,t课件,北京地铁四号线圆明园站：西洋楼残柱做浮雕,99,t课件,北京地铁四号线站内艺术壁画,100,t课件,朝鲜平壤地铁,101,t课件,复习与思考,一、填空题1. 城市轨道交通线路可分为正线、折返线、渡线、停车线、 、 、出入库线和 。 2、线路的组成有 、 、 、 、 、 。3、钢轨在直线段的标准轨距是 。4、地下隧道暗挖法主要有 、矿山施工法和新奥法。5、城市轨道交通车站按功能分，可分为 、中间站、 、 和通勤停靠站。6、地铁的埋置深度以 米为界来区分深埋和浅埋。,102,t课件,复习与思考,二、选择题1、适合市区软土层隧道施工的施工方法是：A、明挖施工法 B、矿山施工法 C、盾构施工法 D、沉管施工法2、下列属于车站运营辅助用房的是：A、值班室 B、厕所 C、照明配电室 D、环境与通风用房3、车站按运营性质可分为：A、中间站 B、终点站 C、始发站 D、大型站4、下列各处适合建立地铁车站的为：A、机场 B、公园 C、大学城 D、敬老院5、城市轨道交通列车折返的方式有：A、环线折返 B、尽端线折返 C、渡线折返 D、联络线折返,103,t课件,复习与思考,三、问答题1、城市轨道交通车站设计原则 ？2、按运营性质分为几种类型的车站？3、地铁车站由哪几部分组成？4、乘客使用的车站空间有哪些？四、作图题： 作图说明普通单开道岔的基本组成。,104,t课件,