第二讲:轨道交通线路设计技术交流ppt课件.pptx
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1、,轨道交通线路设计技术交流,刘 志2019年8月,一、线路专业基础知识二、线路设计依据三、线路设计内容四、调线调坡设计五、线路与沿线建构物的关系,第一部分:线路专业基础知识,1、线路起终点、大小里程、左右线、上下行的定义,1)线路起点、终点 起点、终点存在的阶段:设计阶段。 遵循人类的视觉习惯,东西向线路,西起东终;南北向线路,北起南终;环线,靠近西北角的车辆段或停车场接轨站为起点,顺时针回到本站,同时作为终点; 2)大小里程,起点为小里程,终点为大里程; 3)左、右线,背向起点,面向终点,右侧为右线,左侧为左线; 4)上、下行,东西向线路,东上西下(与中国地势相反);南北向线路,北上南下;环
2、形线路,外上内下。,起,终,终,起,起/终,段,上/右,下/左,上/左,下/右,下/右,上/左,一、线路专业基础知识,1、线路起终点、大小里程、左右线、上下行的定义,一、线路专业基础知识,1)线路设计时速:相关专业设计的基石 城市轨道交通普线80km/h,快线或市域线100km/h、120km/h。 轨道专业:按此速度选择道岔、扣件等; 限界专业:按此速度计算车辆限界; 车辆专业:按此速度提出车辆设计要求; 行车专业:按此速度分析运营组织方案及行车计划等; 信号专业:按此速度设计信号系统方案。 2)最高行车速度:列车正常运营状态下所达到的最高速度。 最高行车速度线路设计时速 线路设计时速是一种
3、标准,各专业都要设计的标尺;最高行车速度可以看做是考虑各种因素的一种推理速度。 最高行车速度线路设计时速:区间长大直线段; 最高行车速度线路设计时速:曲线半径小于450m的地段。,2、速 度,一、线路专业基础知识,3)旅行速度 列车从起点站发车到终点站停车的平均运行速度,与线路设计时速、线路平面条件、站间距等因素密切相关。 通过旅行速度计算旅行时间,衡量线路服务水平。 行车专业通过计算模拟列车运行速度曲线,得出列车跑完全线s的时间t1,通过t1可以计算一个速度值v1。注意,此时间非旅行时间,此速度亦非旅行速度。旅行速度是在v1的基础上,适当降低一定数值得到v2,而旅行时间t2根据v2计算得到。
4、 如:某条线行车模拟曲线得到的v1值是38km/h,旅行速度按35km/h取值,同时考虑到初期的运营管理水平较低,初期的列车配属旅行速度按33km/h计算。,2、速 度,一、线路专业基础知识,地铁设计规范1.0.8条规定: 地铁工程的设计年限应分为初期、近期、远期三期。初期按建成通车后第3年要求设计,近期按第10年要求设计,远期按第25年要求设计。 规范规定轨道交通要有不少于3个月的试运行期,之后是载客试运营。“建成通车”的标志是开始试运行。 设计年度体现: 客流预测; 行车交路; 车站站台宽度、出入口疏散能力; 经济评价,财务评价和国民经济评价。,3、设计年度,一、线路专业基础知识,轨道交通
5、线路按其在运营中的作用,分为正线、配线、试车线和车场线。根据地铁设计规范(GB 50157-2013),各自定义如下: 1)正线:载客列车运营的贯穿全程的线路。 2)配线:除正线外,在运行过程中为列车提供收发车(出入线)、折返(折返线)、联络(联络线)、越行线、临时停车(停车线)、安全保障(安全线)等服务功能,通过道岔与正线或相互联络的轨道线路。 3)试车线:专门用于车辆动态性能试验的线路。 4)车场线:车辆段范围内除出入线、试车线的其他线路。,4、线路类型,一、线路专业基础知识,一、线路专业基础知识,定义:最大列车编组长度加列车停站时产生的误差。 最大列车编组长度:初、近、远期采用不同的列车
6、编组,选择最大的列车编组进行计算,如武汉7号线,采用A型车,工可阶段初、近、远期列车编组方案推荐为668,则应按照8A的编组计算;同时,列车编组不仅仅指编组列车数量,还包括动车和拖车的比例,即俗称的4动2拖、3动3拖、6动2拖等。 停车误差:地铁设计规范8.3.1条文解释,一般采用停车不准确距离为12m,当采用站台门时停车误差必须控制在0.3m以内。 举例: 6B:118m; 6A:140m; 8A:186m。,5、站台计算长度,一、线路专业基础知识,按照断链形成的原因可以分为内业断链和外业断链,其中内业断链是指线路左右线其中的一条线里程是连续的,而另外一条线需要与里程连续的线在某一点保持一致
7、,但是因为存在曲线,不能完全一致,所以设置内业断链。外业断链是因为外部原因比如里程本来是连续的,后来其中一段调线了导致线路长度变化,但是又想保证调线段后面的里程和之前保持一致,所以设置外业断链。,内业断链示例:右线里程连续: 12345;左线里程不连续:1245。外业断链示例:右线里程不连续:1245;左线里程不连续:1245。,6、断 链,一、线路专业基础知识,按照断链对线路长度的影响可以分为长链和短链。,长链示例:线路里程:1233a45,5个单位长。短链示例:线路里程:1245,3个单位长。,断链标注样式,注意:断链方框前后的竖线均表示百米标的位置;外业断链断链前里程为零数,断链后里程为
8、整数,一般在百米标处,困难情况下也可以标在整10m的位置。,内业断链,外业断链,6、断 链,一、线路专业基础知识,7、坐标系统、高程系统,坐标系统北京54坐标系统,属于平面直角坐标系,中央子午线xxxxxxx,高程异常值xxm,投影面高度不同可以直接通过软件转换;国家80坐标系统,又称西安坐标系;2000国家大地坐标系统,采用原点位于地球质量中心。 不同的坐标系统之间的坐标转换需要进行实测。高程系统1985国家高程基准,依据青岛验潮站1952-1979统计数据;1956黄海高程系统,依据青岛验潮站1950-1956统计数据。1985年国家高程基准高程=1956年黄海高程-0.0286m。,一、
9、线路专业基础知识,第二部分:线路设计依据,1、上位规划,城市轨道交通建设规划,城市轨道交通线网规划,城市总体规划,城市综合交通规划,上位规划,不同阶段线网规模、形态。,本项目建设范围、主要技术标准、资源共享原则、交通一体化方案等。,城市人口、建设用地发展目标,及城市用地规划等。,城市交通发展策略、目标、公交或其他交通方式规划方案。,二、线路设计依据,2、基础资料,城市六线,地形图,管线资料,建构筑物调查资料,基础资料,其他,来源:市规划勘测设计研究院;比例:一般为1:500;地形修测:与现状差异较大地段。,红线(道路、建筑)、绿线(绿地、广场等)、河流蓝线、文物紫线(保护范围、控制建设地带)、
10、黄线(基础设施)、黑线(高压线)。,来源:规划局,或所属管理部门,如供电公司、燃气公司等。,总体总包之前:可能会有调查报告,如无,则需自行收集,如市政档案馆、所属管理单位、施工单位等;总体总包之后:开展建构筑物专项调查,业主委托或含在总体总包合同内。,沿线控制性详细规划、在建或拟建项目资料等。,二、线路设计依据,红线:道路红线、建筑红线 常见道路红线,建筑红线指不同地段规划规定的建筑退后道路红线距离,往往是用地项目的实施范围。 线路设计时,尽量位于道路红线之内,一是避免与沿线用地项目发生关系,二是可以尽量降低对沿线建筑的振动影响;对于建筑红线,线路设计时,已经考虑了沿线地面建筑、地下构筑物(地
11、下室等)的影响,与车站风亭、出入口设计关系较为紧密。保证车站结构施工距离,即结构不打架,有一定安全距离; 保证风亭对建筑的影响满足环保要求。,与城市六线的关系,二、线路设计依据,2、基础资料,绿线:城市绿地、广场等 绿线特点:施工条件较好,有条件做一些特色的车站,但是由于本身非建设用地,周边居民乘车均会有一定距离。 视关注重点决定是否在绿地内设站。蓝线:城市各类江河、湖泊、湿地保护的规划控制线 A、注意纵断面埋深; B、车站距离河流太近,可能会影响车站埋深,同时注意车站风亭、出入口等在蓝线以外。,二、线路设计依据,与城市六线的关系,2、基础资料,文物紫线 包括保护范围、控制建设地带、环境影响区
12、等,市级、省级、国家级文物保护单位,需要报上一级文物主管部门审批。黄线 文体、教育、体育、医疗卫生等主要公共设施和广场、停车场、公共交通、供水、供电、供气、供热、邮电等主要基础设施用地的规划控制线,视用地规划类型而定。黑线 高压供电走廊、微波通道、电磁辐射控制区、机场净空控制区和铁路的规划控制线,尽量绕避。,二、线路设计依据,与城市六线的关系,2、基础资料,城市轨道交通工程项目建设标准,市域快速轨道交通设计规范,城市轨道交通技术规范,市域铁路设计规范,规范标准,3、规范、标准,以上仅为与线路专业强相关的规范、标准,此外还有线网规划、限界、施工验收等专业,亦应适当了解。,城市轨道交通工程测量规范
13、,二、线路设计依据,跨座式单轨交通设计规范,地铁设计规范,4、接收资料,二、线路设计依据,1,2,3,4,5,行 车,车 辆,轨 道,地 质,建 筑,行车交路方案;配线设置要求。,车辆编组;不同断面限界。,道岔、车档类型、尺寸;轨道减振;轨道超高。,工程地质;水文地质;桥地分界。,车站站位;车站中心轨面标高、坡向,站台宽度;车站区间分界。,6,信 号,折返线、停车线设置长度。,5、其 他,1)项目批复文件,主要是工可、初步设计;2)专家审查意见,包括工可、总体设计、初步设计等设计阶段审查,及专项审查,如环评、安全、节能等;3)政府相关文件、会议纪要;4)规划部门及相关职能部门意见;5)项目业主
14、发文及相关指示等。,二、线路设计依据,第三部分:线路专业设计内容,平面线路走向,包括大范围内的线站位方案比选和局部线位方案比选;车站站位选择。,平面,纵断面,其 他,配线,纵断面敷设方式研究,地下线、地面线、高架线;节能坡设置;重点地段纵断面设计,如过江河湖泊段。,配线:车场出入线;折返线;停车线;联络线;单渡线。,其 他地面线排水、用地设计;横断面设计。,三、线路专业设计内容,1、概述,三、线路专业设计内容,预可、工可、总体设计,线网规划、建设规划,初步设计,施工图设计,设计阶段,线路走向、车站设置、敷设方式、主要技术标准等素材。,线路单独成章,含说明书文件及图纸。,线路单独成册,文件及图纸
15、各一册。,方式一:线路说明、图纸合一册,A2版;方式二:类初步设计,线路说明、图纸各一册。,需要说明的是,施工图阶段线路图按阶段分为二次,第一次是提供给各土建工点单位开展施工图设计,第二次是按照土建施工完成的结构数据进行平面、纵断面拟合(调线调坡),提供给轨道、限界、接触网及其他设备系统专业。,1、概述,三、线路专业设计内容,根据住建部2013年11月18日颁发的文城市轨道交通工程设计文件编制深度的规定(建质2013160号),线路文件组成内容如下:,1、概述,2、主要技术标准,三、线路专业设计内容,最小曲线半径,市域快轨规范与地铁设计规范要求基本一致。,1000,曲线半径选择影响因素:合适的
16、圆曲线长度及夹直线长度,规范规定A型车圆曲线长度和夹直线长度一般不小于25m,B型车圆曲线长度和夹直线长度一般不小于20m,困难情况下不小于一个车辆的全轴距。轨道波磨根据既有城市运营经验显示,当曲线半径在600m以上时,基本无波磨;曲线半径在400m600m之间时,有一定波磨;曲线半径在400m以下时,波磨严重。行车速度曲线半径在450m以上,不限速;在450m以下,需要限速。,三、线路专业设计内容,2、主要技术标准,最小曲线半径,尽量绕避沿线的控制性建(构)筑物,技术经济比选,拆房屋、换钢轨; 考虑列车行驶的平顺性、乘客乘车的舒适性和土建施工完后调线调坡的需要,圆曲线长度和夹直线长度设计时尽
17、量不低于30m,对S反弯的线路夹直线长度不低于50m; 为了减小轨道磨耗,曲线半径尽量选择在600m以上,条件困难时为了保证区间不限速,曲线半径尽量选择在450m以上; 当曲线半径可以用到450m以上时,按照规范给定的圆曲线半径和缓和曲线长度取值,当曲线半径在400m以下时,按10m的倍数取值,尽量取大; 为了便于施工,同时便于检测轨道形态、养护维修,曲线半径最大尽量不要超过3000m。根据市域快轨规范,曲线半径不应大于10000m。,三、线路专业设计内容,2、主要技术标准,曲线半径选择原则,三、线路专业设计内容,2、主要技术标准,最大最小坡度,设计取值:正线最大坡度:28;地下区间最小坡度:
18、4;高架区间最小坡度:0,一般考虑纵向排水采用3;一般车站坡度:地下多为2,少数平坡,高架采用平坡。,设置竖曲线主要是保证列车以一定速度通过时的平顺性,区间正线速度为设计速度,车站端部约60km/h,联络线、出入线、车场线一般不超过30km/h,注意行车速度与竖曲线的匹配性,如果变坡点距离车站站台很远,即使在车站端部仍然需要按区间要求取值。,三、线路专业设计内容,2、主要技术标准,竖曲线半径,设计速度160km/h 的正线线路,当相邻坡段的坡度差大于或等于1时,应采用圆曲线型竖曲线连接;设计速度160km/h 以下的正线线路,当相邻坡段的坡度差大于或等于2时,应采用圆曲线型竖曲线连接。,根据地
19、铁设计规范,对道岔的有关设计要求整理如下:A、直线段,道岔基本轨缝距离曲线端部正线不小于5m,车场线不小于3m;B、坡度一般不超过5 ,困难情况下不超过10 ;C、道岔基本轨缝距离竖曲线不小于5m。,三、线路专业设计内容,2、主要技术标准,道岔设置要求,a=12.57,b=15.73,b=15.73,=62025,9#道岔,三、线路专业设计内容,2、主要技术标准,道岔设置要求,3、”9.2 线路概况“编写要点,三、线路专业设计内容,简要介绍本工程概况,主要包括以下内容:线路功能定位;全线线路基本走向、线路长度、车站设置、敷设方式;场段设置;分期建设情况;附线路平面示意图。,需要注意的是:对于客
20、流、行车、线路、车辆段,以全线为研究对象。,4、”9.3 沿线现状及规划概况“编写要点,三、线路专业设计内容,根据行政区域分界或组团分界,全线分为若干部分,分布介绍沿线的城市现状及规划情况,主要包括以下内容:区域概况,包括面积、人口、定位等;沿线分布单位,建筑物现状等;沿线用地规划性质,如居住、教育科研、商业、行政办公、绿地等;道路现状及规划道路红线,附道路横断面;列举沿线主要控制因素。,5、”9.4 线路总体方案比选“编写说明,三、线路专业设计内容,全线分若干段研究线路走向、车站设置情况,此分段可以和“9.3 沿线现状及规划概况”一致,也可以做调整,原则:一分段要连续,二以稳定的车站为分段点
21、。每一段的内容包括以下几点:分段工程概况,简单描述分段的起终点,车站设置情况等;线路沿线现状及规划,与9.3一节有重复,但是也是必要的,更加具体化,针对要进行比选的各个方案;控制因素说明,注意与9.3一节引用、补充;xx段线、站位方案比选,xx站位方案比选,包括方案说明、方案比选、方案推荐三部分。方案比选内容举例:杭海城际农科院段方案比选。,5、”9.4 线路总体方案比选“编写说明,三、线路专业设计内容,6、线路平面设计,三、线路专业设计内容,线路平面设计特征统计,本节包括线路平面设计特征统计、小半径曲线地段说明等。,7、线路纵断面设计,三、线路专业设计内容,本节包括线路敷设方式研究、重点地段
22、纵断面设计说明、纵断面特征统计、较大坡度设计说明等。,线路纵断面设计特征统计,线路最大纵坡为28,共3处,均位于过渡段位置,使线路尽早由高架转地下(或由地下转高架),减少过渡段对道路、河流及地块的阻碍。,7、线路纵断面设计,三、线路专业设计内容,地下线节能坡,节能坡设置:地铁区间纵断面设计为高站位、低区间的形式,出站时通过区间大坡度下坡迅速将重力势能转化为动能,之后依靠小坡度下坡利用重力克服运行阻力,再通过小坡度上坡惰行,最后利用大坡度上坡辅助列车制动,达到节能的目的。,加速坡坡长与设计时速有关、列车编组长度有关,一般情况下取值如下:加速坡:坡长200m250m,坡度25;匀速坡:坡度4 5。
23、,7、线路纵断面设计,三、线路专业设计内容,高架线,过渡段,地面线,轨面线,高架终点,隧道起点,敞开段(U型槽),路基,4m,明挖或盾构要求:覆土4m以上,线间距9m以上。,桥下净空2m,2m,明挖要求:线间距尽量小。,注意:a、先在平面上选择过渡段的位置,再调整纵断面; b、注意敞开段对既有或规划道路的影响。,净空:主干道5.5m以上,梁高约2m,轨道结构高约0.6m,轨面高出地面8m; 车站坡度:一般平坡,带停车线或折返线,不大于1.5; 区间坡度:景观(净空)为主,节能为辅,顺高架桥墩排入地面排水系统,故一般没有最小坡度限制。,配线设计流程,明确车辆段、停车场接轨站及接轨方式,根据客流预
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