地铁与轻轨设计第2.2节线路设计

1、第二节 线路设计一、基本规定二、选线三、线路平面设计四、线路纵断面设计一、基本规定线路设计一般分为四个阶段，即可行性研究阶段、总体设计阶段、初步设计阶段和施工设计阶段。地铁和轻轨线路按其在运营中的作用，可分为正线、辅助线和车场线。 地下铁道线路在城市中心地区宜设在地下，条件允许时可设在高架桥和地面上。地下铁道的地下线路的平面位置和埋设深度。地下铁道每条线路均应按独立运营进行设计，线路之间以及线路与其他交通线路之间的交叉处，应为立体交叉。二、选线选线包括设计线路走向、线路路由、车站分布、辅助线分布、线路交叉形式、路线敷设方式等的选择。选线分为经济选线和技术选线。经济选线经济选线就是选择行车线路的

2、起始点和经过点。 线路起始点往往选择在换乘量大的处所。在城市中心区，轨道交通宜设置在地下。线路应尽量经过大的客流集散点,见图2-8。在市郊集合部和郊区，应以高架桥和地面线路为主。图2-8 上海地铁一号线示意图地铁与轻轨不论地下、高架或地面线，左线和右线一般平行并列于同一街道范围内。左右线的组合方式形式多样，常见地下线的组合形式如图2-9所示。等高并列平行等高平行并列上下重叠 水平分离 上下水平均分离图2-9 左右线路位置关系(尺寸单位：m)图2-10 高架轻轨线路及车站横断面(尺寸单位：m)图2-11 地面轨道交通线路横断面(尺寸单位：m)地面线路一般也是并列、平行、等高。地面线路，应结合街道

3、规划，可以放在车道中心，也可设置在一侧，应全线通盘考虑，不可随意换位。图2-12 上海明珠轻轨高架桥区间线路横断面高架线路在左右线一般采用同一桥墩，故左右线一般均为并列、平行、等高。技术选线技术选线是按照行车线路、结合有关设计规范，平面和纵剖面设计要求，确定不同坐标处线路位置。一般遵循先定点，后连线，点线结合。车站的疏密与人口密度的高低以及线路的长短有关。地下铁道规范中规定“车站间的距离应根据实际需要确定，市区宜为1km左右，郊区不宜大于2km”。我国已建成的地铁车站平均间距如表2-6所示。城市名称线别线路运营长度(km)车站个数平均站间距离(m)北京1号线西段16.87121 534北京环线

4、23.01181 278北京复八线13.511(地下9个、地面2个)958上海地铁1号线(一期)16.1131 200上海地铁2号线(一期)13.5101 277上海明珠轻轨线24.97519(高架16个、地面3个)1 370广州地铁1号线18.47161 086广州地铁2号线23.21201 105天津一期工程7.471 100 我国已经建成地铁平均站间距离 表2-6辅助线的分布辅助线路按其使用性质可以分为折返线、存车线、渡线、联络线、车辆段(车场)出入线。辅助线是为保证正常运营，合理调度列车而设置的线路，最高运行速度限制在35km/h。折返线 为供运营列车往返运行时调头转线及夜间存车而设置

5、的线路。图2-13 折返线形式联络线 是为沟通两条单独运营线路而设置的连接线，为两线车辆过线服务。图2-14 联络线图车辆段出入线是正线与车辆段间的连接线，是车辆段与正线之间的联络通道。图2-15 车辆段出入线辅助线的分布原则：每条线路的起始点或每期工程的起止点必须设置折返线或渡线。在靠近车辆段端一般设渡线，利用正线折返。小客流截面的区段上应设置区段折返线。每隔35个车站应设置存车线，供故障列车临时存放或检修。三、线路平面设计理想的轨道交通线路平面上应是由直线和很少数量的曲线组成，而且每一条曲线采用尽可能大的半径，在曲线和直线之间有缓和的过渡曲线。在城市中，两个车站不可能都用一条直线连接，线路

6、中有时要避开障碍物，曲线是不可避免的，如图2-16 ，曲线半径应按照规范或公式计算选取。1.地铁线路曲线平面设计最小曲线半径：是修建地下铁道的主要技术标准之一，它与地铁线路的性质、车辆性质、行车速度、地形地物条件等有关。最小曲线半径选定的合理与否，对地下铁道线路的工程造价、运行速度、养护维修都将产生重大影响。图2-16 地下铁道曲线连接示意图式中：Rmin满足欠超高要求的最小曲线半径 (m)； V设计速度(km/h)； hmax最大超高(120mm) ； hgy允许欠高(hgy=61.2mm)。 理论公式(2-13) 曲线半径选择线路平面最小线路半径，按地下铁道设计规范（GB501572003

7、）规定，如表2-7。线路一般情况(m)困难情况(m)A型车B型车A型车B型车正线v80km/h35030030025080km/h100km/h550500450400联络线、出入线250200150车场线150110110 最小曲线半径 表2-7 缓和曲线计算为了保证列车运行的平顺，满足曲率过渡、轨距加宽和超高过渡的要求，保证乘客舒适安全，在正线上当曲线半径等于或小于2000m时，圆曲线与直线间应根据曲率半径和行车速度设置缓和曲线。v L 10095908580757065605550454030303 0003025202 50035302520202 0004035302520201 5

8、0055504535302520201 2007060504035302520201 00085706050453530252520800858075655545403530252070085807570605045353025202065085807570605545403530202015040403525缓和曲线长度 表2-8 l 1009590858075706560555045403030600807570706055454035302020550757070655545403520202050070706560504535202020204507065605550402520202

9、040065606055452520202035060606050302520202030060606035302520202506060403530202020060404035252015040403525 v续上表式中：l以超高顺坡率求计算缓和曲线最小长度(m)； H圆曲线实设超高(mm)。 超高顺坡率超高顺坡率不宜大于2，困难地段不应大于3，则缓和曲线最小长度为：(2-14)式中：v设计速度（km/h）； f为允许的超高时变率。目前国内地铁设计尚缺乏这方面的资料，通常取f=40mm/s。以f=40mm/s，H=120mm代入，得到：限制超高时变率要求为保证乘客的舒适，缓和曲线长度l2(

10、m)为：(2-15)(2-16)为保证乘客的舒适度，取=0.3m/s，代入得到：式中：离心加速度（m/s2）； v为设计速度（m/s）； l3按离心加速度增长率限制确定缓和曲线长。限制离心加速度时变率 为了保证乘客进入曲线段舒适，必须限制离心加速度的增长率：(2-17)(2-18)说明：道岔附带曲线可不设缓和曲线和超高，但曲线半径不得小于道岔曲线半径。 地下铁道线路不宜采用复曲线。 在困难的地段有充分技术依据时才可采用复曲线。 当两圆曲率差大于1/2500，应按计算设置缓和曲线。 高架轻轨线半径选择线路平面要与规划道路平面保持一致，曲线半径参照表2-8选用。正线上最小半径一般不小于200m（控

11、制速度55km/h）,困难条件下不小于100m（限速40km/h）特殊困难条件下个别半径小于60m（限速30km/h）。场线上最小半径30m，但应尽可能使用较大半径。联络线可比正线标准再降低一级使用，但最小半径不应小于60m。 平面连接 正线与联络线上曲线半径小于1500m时，直线与圆曲线间，要设缓和曲线。场线上由于运行速度低，可不设缓和曲线和超高。当曲线半径小于150m时，按3的变更率设过渡段，其长度不短于表2-9所列数据。R3040506080100过渡段543211 过渡线长度(m) 表2-8两曲线间夹直线，一般情况下不短于50m，困难情况下不 短于25m。场线上两曲线夹直线不短于12.

12、5m（均不含过渡段）。圆曲线最小长度为12.5m，以不小于最大转向架中心销距11.0m，进整为标准轨长的一半。曲线函数计算公式 缓和曲线示意图见图2-17。图2-17 缓和曲线示意图式中：R半径； a偏角。圆曲线函数计算公式(2-19)(2-20)缓和曲线函数计算公式 式中： l为缓和曲线长度曲线加宽和缓和曲线函数表，见表2-8。四、线路纵断面设计轨道交通线路按地面标高差异分为地面线、高架线、地下线。地下铁道车站设线路纵剖面的最高处，车站两端为下坡，称为节能纵坡。车站主体结构采用明挖法施工，区间隧道采用盾构法或其他暗挖法施工，方便设计成节能纵坡。坡度选择 最大纵坡 我国地下铁道正线规范规定最大

13、坡度宜采30，困难地段可采用35，辅助线的最大坡度宜采用40，但均不包括各种坡度的折减值。高架轻轨线按我国轻轨样车技术条件规定正线的限制坡度定为60。车站纵坡地下铁道车站站台计算长度段坡度宜采用2，困难条件下不大于3。地面和高架桥的车站站台段线路设置在平道，在困难地段可设在不大于3的坡道。最小纵坡隧道内线路坡度一般不小于3。车场线设在不大于1.5的坡道上。为了便于道岔的养护与维修，道岔应铺设在不大于5的坡度上，在困难的条件下可设在不大于10的坡度上。隧道内折返线和存车线一般选取20。竖曲线为了缓和变坡度的急剧变化，使列车通过变坡点时产生的附加加速度不超过允许值，相邻坡度差大于或等于2时，应设竖曲线。列车通过变坡点时产生附加加速度av (m/s2)，竖曲线半径RV(m)和行车速度V(km/h)之间关系为： (2-21)我国地铁规范上正线取值一般av=0.1m/s2，困难条件下av=0.17m/s2。考虑区间正线的运行速度一般为80km/h，站端为60km/h.。将上述数据代入公式(3-21)，如表2-10。线路类别一般情况困难情况正线区间5 0003 000车站端部3 0002 000联络线、出入线2 000车场线2 000 竖曲线半径 表2-10对轻轨线路，设计行车速度V=3060km/h，竖向离心加速度aV=0.30.6m/s2，计算结果如表2-11。序号v(km/h