教学课件：《地铁与轻轨》

1、地铁与轻轨一、教材 高波等编著，地下铁道。二、主要参数文献 1、施仲衡等编著。地下铁道设计与施工。 2、崔之鉴编著。地下铁道。 3、张庆贺等编著。地铁与轻轨。三、考试形式 开卷考试(60%) 作业(40%)四、主要内容 规划、设计、施工与运营。第一章 绪论1 地铁与轻轨的发展历史2 交通方式与城市发展4 轨道交通的分类及特点3 城市交通存在的问题及解决的途径1 地铁与轻轨的发展历史(1)初步发展阶段(1863年1924年)(2)停滞萎缩阶段(1924年1949年)(3)再发展阶段(1949年1969年)(4)高速发展阶段(1970年至今)国外地铁和轻轨的发展 从1863年1月10日在英国伦敦建

2、成世界上第一条地铁至今，地铁已经有整整140年的历史了。1994年统计，1990年世界上有98个城市约5300km轨道交通投入运营，另有29个城市，94条线约1000km在建。初步发展阶段(1863年1924年) 欧美的城市轨道交通发展较快，这期间13个城市建成了地铁，还有许多城市建设了有轨电车。20世纪20年代，美国、日本、印度和中国的有轨电车有了长足发展。停滞萎缩阶段(1924年1949年) 二战的爆发和汽车工业的发展，使得城市轨道交通的停滞和萎缩。高速发展阶段(1970年至今) 世界很多国家都确立了优先发展轨道交通的方针，立法解决城市轨道交通的资金来源。世界各国城市化的趋势，导致人口高度

3、集中，要求轨道交通高速发展以适应日益增加的客流运输，各种技术的发展也为轨道交通奠定了良好的基础。近几年又有40多个城市修建了地铁、轻轨或其它轨道交通。再发展阶段(1949年1969年) 汽车过度增加，使城市道路异常堵塞，行车速度下降，严重时导致交通瘫痪，加上空气污染，噪声严重，大量耗费石油资源，市区汽车有时难以找到停车位。于是人们又重新认识到，解决城市客运交通必须依靠电力驱动的轨道交通。轨道交通因此重新得到重视，而且从欧美扩展到亚洲的日本、中国、南朝鲜、巴西、伊朗、埃及等国家，这期间有17个城市新建了地铁。世界地铁各具特色图1.1 莫斯科地铁马雅科夫斯基车站内景图1.2 莫斯科地铁基辅车站(径

4、向线)内景图1.3 莫斯科地铁白俄罗斯车站(环线)内景图1.4 法国里尔市地铁FIVES车站站厅装饰图1.5 法国里尔市地铁CHR OSCAR LAMBRET高架车站外景 1965年7月北京地铁开工，1995年上海地铁开工，1998年广州，1999年深圳、沈阳、南京、重庆相继开工。台北和香港也发展了地铁。 大连、长春、哈尔滨、鞍山、武汉、杭州、乌鲁木齐、合肥、成都、兰州、佛山、桂林、昆明、西安、济南、福州、宁波等城市都完成了地铁路网规划，进行了初步设计。国内发展情况图1.6 北京西站地铁车站地下综合大厅内景中国城市地铁规划概况北京：未来10年内，北京轨道交通将以每年40km的速度增长，到200

5、8年将达到300km，市区计划铺设地铁线20条。在今后的20至30年内，北京市轨道交通建设的年投资额约为100亿元，到2020年，北京轨道交通的总里程将超过1000km。目前，正在建设的有八通线、城铁东线、五号线、四号线、十号线、奥运支线和机场客运专线。上海：已开通的2号线19km，明珠线25km。“十五”期间，上海将投资千亿元人民币，新建轨道交通200多km。广州：经审批同意的三号线总投资约为153亿元，平均造价4.3亿元/km，预期2005年建成；二号线全长23km，预计2003年年底通车；四号线和五号线也在规划中。到2010年，全长近130km的5条线将构成广州轨道交通网络。据悉，佛山、

6、南海、广州共同投资100亿元建设“广佛地铁”，预计2005年建成。天津：已开工的地铁一号线是天津市“十五”期间投资规模最大的一项城市基础设施工程，全长26.2km，计划用4年时间建成。据悉，天津市将在2010年前修建6条共计153km的地铁。南京：2002年11月9日，南京地铁奥体中心站正式开工。总投资8000多万元。成都：一期投入50亿元，建成1、2号线，2010年建成。深圳：地铁一期工程将于2003年底建成通车，近中期目标是建设4条地铁和4条轻轨线，总投资达500多亿元人民币。沈阳：2002年9月，全长21.6km的沈阳地铁一号线工程总体建设方案确定。目前，总体招标工作已经展开。杭州：该市

7、预计将于今年兴建地铁一号线，总长约52km。哈尔滨：该市轨道交通一期工程可行性研究报告已经通过中国国际工程咨询公司专家组的评估。该项目长14.4km，总投资45.2亿元，平均每km造价2.5亿元。青岛：该市地铁规划总长度114km，近期将建设全长16km的南北线，预计总投资5亿美元。2 交通方式与城市发展2.1 不同交通方式的城市形态2.2 不同交通方式决定的市区范围2.3 城市客运系统图1.7 不同交通方式支持下的城市布局形态出行目的理想的出行时间可接受的出行时间能容忍的最长时间工作102545购物103035游玩103085表1.1 可容忍的时间 单位：min城市人口(万人)1001005

8、0502020552-50.5-20.5分类特大大中小表1.4 按交通容量划分的轨道交通类型地铁系统的特点：具有自己的轮轨，与其它交通工具互不相连系；具有自己独有的车辆，不同城市地铁使用车辆不同；如：北京地铁使用前苏联车辆，定员186人(已国产化)；广州地铁引进德国车辆，定员300多人；牵引动力为电力(直流电，北京、天津采用三轨供电，广州、上海采用架空线供电)；运营速度快(一般速度为3540km/h，最大车速为80km/h)。运量大(单向高峰小时断面流量4万人次以上)；正点、安全、舒适；速度快；运输成本低；污染小；地下铁路大部分线路修在地下，能合理利用城市地下空间，保护城市景观。地铁优势：地铁

9、的缺点：造价高(地铁每公里造价高达7亿9亿元)；建设周期长；工程施工技术复杂，要求高；系统内部通风系统复杂(采用机械进排风，设置专门的通风排烟设施，在车站和车厢内需要安设空调，车站站台和区间隧道之间还需要安装屏蔽门系统)。轻轨系统的特点：具有专线，运量较大(单向小时客运量为14万人)；快速、安全、准时(一般速度为2530km/h，最大为45km/h)；占地面积较小(若路面宽时，在路段上可采用实体隔离的地面轨道，在路口可降入地下或升至空中，与高架路比，高架轻轨占地面积仅为其1/31/2)；轻轨造价低，工期短(公里轻轨1.53.5亿元，从总投资看，地面:高架:地下1:3:9)；从噪音、废气、城市景

10、观三方面考虑，轻轨对环境影响较小。单轨系统的特点： 单轨是指以单一轨梁支撑车厢并提供导引作用而运行的轨道交通系统，依据支撑方式可分为：跨座式与悬挂式。其特点是：运量较大(单向小时客运量为500040000，一般作为通往机场、码头等大型对外交通枢纽的客运交通干线)；与地铁相比，单轨系统的较小，车速差异不大，最小转弯半径减小，允许最大坡度提高，因而受地形的限制减少，可用于有一定起伏的丘陵地区；相对于城市轻轨所占的空间更小，对沿线城市景观的影响程度较轻；土方工程不大，建设成本较低，车辆和轨道容易检查和维修保养，轨道使用寿命长，运营管理费用相对也较低。轻轨系统的缺点：单轨系统属于胶轮胶轨体系，轨轮间摩

11、擦较大，能耗比地铁高出50%；单轨系统稳定性较差，跨座式单轨需设置辅助车轮，而悬挂式单轨的摆动则随车速的提高而加剧，目前还难以有效的解决，从而影响了其广泛应用。市郊铁路的特点：编组灵活，可适应通勤出行的时间集中性和方向性，根据客流大小，调整编组数及发车间隔，有较高的加减性能和较好的运行秩序，能实现高效运输。在高峰期，市郊铁路可按1012辆编组，单向小时运量为68万人，属于城市轨道交通中的高容量系统。与地铁、轻轨相比，市郊铁路具有大站、高速的特点，市区内间距1.53km，郊区510km，运营速度可达到80km/h以上，大大缩短了远途出行时间；采用电力牵引，轮轨导向，启动快，对环境污染小，噪声小，

12、能耗较低，与环境的协调性好；市郊铁路的车辆类型、线路特征均接近大铁路，可与大铁路共用。投资小，是地铁的1/5或高架铁路费用1/2。第二章 线路规划与设计2.1 线路网络规划2.2 线路设计2.3 轨道工程设计2.4 限界第二章2.1.1 规划设计程序、原则与依据2.1.2 路网规划内容2.1.3 轨道交通客流预测与计算2.1 线路网络规划2.1.4 路网评价与优化2.1线路网络规划图2-1 快轨交通路规划设计程序图2-1设计程序规划设计原则路网中的规划线路走向应与城市交通中的主客流方向相一致；路网规划要与城市发展规划紧密结合，并适当留有发展的可能性；路网规划要尽量沿城市干道布设；路网中的线路布

13、置要均匀，线网密度要适当、乘客换乘方便、换乘次数要少；路网要与城市公共交通网衔接配合好，以充分发挥各自的优势，为乘客提供优质交通服务；路网中各条规划线上的客运负荷量要均匀，避免个别线路负荷过大或过小的现象；在选择线路走向时，应考虑沿线地面建筑的情况，要注意保护国家重点历史文物古迹和保护环境；车辆段(场)是快速轨道交通的车辆停放和检修的基地，在规划线路时，一定要同时规划好其位置和用地范围；环线的设置要因地制宜，不可生搬硬套，环线的主要作用是为了减少不必要到市中心换乘的客流，并使沿环线乘行的乘客能直达目的地，提高其可达性，以直至疏解市中心区客流的作用； 确定路网规划中的线路修建程序时，要与城市建设

14、计划和旧城计划相结合，以保证快速轨道交通工程建设计划实施的可能性和连续性以及工程技术和经济上的合理性。规划设计原则规划设计依据城市街道布置的格局客流量要求施工技术的可能性战备要求规划设计依据2.1.2 路网规划内容2.1.2.1 网线规划2.1.2.2 车站分布规划2.1.2.3 联络线规划2.1.2.4 线路埋设方式规划2.1.2路网规划内容结合城市道路网和客流流向情况，沿城市主干道和主客流方向布设线 路，其路由要尽量经过大的客流集散点。要满足城市远景发展要求。路网为“开放式“设计。选定线路走向2.1.2.1 网线规划选定线路走向路网基本结构形式路网规模2.1.2.1网线规划放射形；放射加环

15、线形；棋盘形；棋盘加环线形；棋盘环线加对角线形；其它形；混合形。P24-28路网基本结构形式图2.1 捷克布拉格地铁网图2.2 莫斯科地铁网图2.3 墨西哥市地铁网图2.4 北京地铁网(1995)路网规模路网规模：(1)线路数量；(2)线路总长度。(1) 线路数量根据各城市的干道网情况和主客流方向选定。(2) 线路总长度 以城市公交客流总量计算：式中，L总为线路总长度，km；Q为预测总客流量,万人次；a为轨道交通分担客流比重，取a=0.30.6；q为线路负荷强度，万人次/kmy。 以路网密度指标计算a. 以城市用地面积计算：式中，A为市区面积，km2；1为路网密度指标，km/km2，取0.25

16、0.35。b. 以人口总数计算：式中，M为市区人口数，百万人；2为路网密度，km/百万人。p29 路网规模2.1.2.2 车站分布规划车站位置选定 快速轨道交通的客流要靠车站来吸引，而车站位置选择得是否合适，又直接影响对客流的吸引力和快速轨道交通在城市公共交通中所发挥的作用。所以，车站在快速轨道交通中的重要作用是十分明显的。站间距两车站中线间的距离。站间距长，工程造价低，使用不方便；站间距短，工程造价高，平均站间距为1km左右为宜。一般站：只供乘客上、下车；换乘站：两条以上运营正线相交处，除供车站吸引范围内的乘客上、下车外，还为多线换乘乘客提供方便的换乘条件，如换乘通道等；折返站：站内设有道岔

17、折返设备。除供乘客上、下车外，还能供列车折返用；尽端站：线路的起、终点。除供乘客上、下车外，根据折返能力和列车作业的需要，还设置相应形式的折返线、尽线或存车线，以供列车折返、停放之用。一般不要设置列车作业所需的相关检修设备。车站分类2.1.2.2车站分布规划2.1.2.3 联络线规划联络线两条正线间的线，主要用途： 运送厂修(大修)车辆 走行运用车辆 运送新车辆 同一期工程跨线修建时，两线间需设置联络线，近期作 正线使用 特殊用途的联络线2.1.2.3联络线规划2.1.2.4 线路埋设方式规划 理想型：车站埋深浅些，区间埋深些，以形成进站减速，出站加速，实际不易达到。 最大问题是：工程耗资太大

18、。 解决的方法：为了降低工程造价和减小对城市的干扰，地铁在离开人口稠密的市中心区，出地面设地上线(地面线或高架线)，减少地下线是降低工程投资和运营成本的重要途径。2.1.2.4线路埋设方式规划2.1.3 轨道交通客流预测与计算客流预测的意义轨道交通客流预测是指在一定的社会经济发展条件下科学预测城市各目标年限轨道交通线路的断面流量、站点乘降量以及站间OD、平均运距等反映轨道交通客流需求特征的指标。轨道交通线客流量是城市快速轨道交通可靠性研究和设计的重要依据。在规划线网时，不同的轨道交通线网方案的客流分析结果是进行线网优选的主要内容，如发现有不当之处，要重新调整布线方案，并重作客流分析，如此反复直

19、至为满意为止(路网优化研究)。在工程可行性研究阶段，客流量是工程修建必要性和可靠性的主要依据。在工程设计阶段，其系统运输能力、车辆选型及编组、设备容量及数量、车站规模以及工程投资和经济效益分析等，都要依据预测客流量的大小来确定。2.1.3规划年各线路的平均运距，线路平均负荷强度，直达率与一次换乘率，规划年各线路客运量占公交客运量比例，各线路客运量的年递增率等 分析结果客流预测目的规划年居民全方式出行OD规划年居民全方式出行期望路线图规划年居民公交方式出行OD规划年公交方式出行期望路线图规划年各线路早晚高峰站点乘降量及断面客流量表规划年各线路的全日站间OD表规划年换乘站各方向的客流换乘量表客流预

20、测年限按照城市快速轨道交通工程项目建设标准，客流预测年限分为：初期、近期和远期。初期为建成通车后的第3年近期为交付运营后的第10年远期为交付运营的第25年预测年限也就是设计年限，是控制工程规模和投资的重要因素，其合理与否将直接影响工程建成后的效率和效益。客流预测方法城市交通需求预测起源于美国，并且在全世界范围内得到迅速发展。Chicago Area Transportation Study提出了四阶段预测法，开创了城市综合交通需求预测的先河。四阶段预测法：交通生成预测、交通分布预测、交通方式划分和交通分配四个阶段，该方法是分析城市现状和未来的交通状况，是目前交通规划领域应用最广的方法。p35非

21、集计法(Discrete Choice)是交通规划领域的研究热点，该方法以随机效用理论、出行效用最大化理论为基础，避免了四阶段法数据利用率低、无法探讨众多的影响因素、预测精度差等缺点。但非集计法的研究成果还无法使其在工程界完全取代四阶段法，主要应用于方式划分领域。四阶段法仍是使用最为普遍的交通需求预测方法。客流预测模型与方法1)模型A：现状公交虚拟现状地铁远期地铁2)模型B：现状OD虚拟现状地铁远期地铁3)模型C：现状OD 出行需求预测远期地铁交通的产生出行分布预测模型出行方式划分概率2.1.4 路网评价与优化轨道交通线网方案的评价是涉及诸多因素的复杂问题，在我国对城市轨道交通线网进行系统评价

22、尚处于探索阶段，可以供参考和借鉴的资料不多，可以采用层次分析法和模糊综合评判法对轨道交通线网规划方案进行优化。一个好的线网方案要具备好的交通运输，合理的线路而已和线路走向，并与城市的总体规划和城市的未来发展相适应。轨道网对地面常规公交负荷量的疏散效果轨道交通线网布线方案的主要评价指标轨道线网的总长度轨道线网所承担的日客运总量轨道线网所承担的客运量占公交总客运量的比例轨道线网的直达率和一次换乘率线路的负荷强度轨道线网平均运距2.1.4多因素决策方法层次分析法(Analytic Hierarchy Process,简称AHP法)是美国运筹学家T.L.Saaty于20世纪70年代提出的一种定性与定量

23、分析多目标决策分析方法。特别是将决策者的经验判断给予量化，对判断目标(因素)结构复杂且缺乏必要的数据情况下更为实用。模糊决策(Fuzzy Decision Making)是一种综合评判方法，就是对多因素所影响的事物作出总评价。思考题：地铁与轻轨相同和不同之处，对未来城市轨道交通的 发展趋势谈一谈你的看法？(2) 路网优化与客流预测之间的关系是什么？(3) 城市交通规划是一门专业强的独立学科，若你对该研 究方向感性趣，应继续钻研。2.2.1 设计阶段可行性研究阶段总体设计阶段初步设计阶段施工设计阶段通过不同设计阶段，逐步由浅入深，不断地比较修正线路平面、纵剖面和坡度、线路与车站的关系，最后得到地

24、铁和轻轨线路在城市三维空间中准确的位置。2.2.1设计阶段线路按其运营中的作用可分为：正线、辅助线和车场线。可行性研究阶段主要是通过线路多方案比选，完善线路走向、路由、敷设方式，稳定车站、辅助线等的分布，提出设计指导思想、主要技术标准、线路平纵剖面及车站的大致位置等。总体设计阶段是根据可行性研究报告及审批意见，通过方案比选，初步稳定线路平面位置、车站位置、辅助线形式、不同敷设方式的过渡段位置，提出线路纵剖面的初步标高位置等。初步设计阶段是根据总体设计文件及审查意见，完成对线路设计原则、技术标准等的确定，稳定线路平面位置、基本稳定车站位置及右线纵剖面设计。施工设计阶段是根据初步设计文件及审查意见

25、，有关专业对线路平纵剖面提出的要求，对部分车站位置及个别曲线半径等进行微调，对线路平面及纵剖面(包括左线)进行精确计算和详细设计，提供施工图纸说明文件。2.2.2 线路选线所需资料线路方向及路由车站分布辅助线分布2.2.2线路选线所需资料(1)地铁路网规划报告；(2)地铁项目建议书及其审批文件；(3)市政府及其上级部门或领导对地铁项目建设的指示；(4)客流资料；(5)城市总体发展规划资料；(6)城市经济统计资料；(7)水文气象资料；(8)工程地质及水文地质资料；(9)地形图资料；(10)线路可能经过区域内的文物保护志士及建筑物等资料；(11)线路可能穿越的街坊建筑区内主要房屋及其基础资料；(1

26、2)线路可能经由区域内的市政及人防设施资料；若还有地铁延伸线需增加下列资料：(13)地铁线的主要技术标准；(14)接轨点线路平纵剖面竣工资料；(15)运营技术经济指标及客流统计资料；(16)地铁车辆配备及车辆技术参数资料。所需资料线路方向及路由1、线路方向及路由选择要考虑的主要因素(1)线路的作用；(为城市提供交通服务；其它如：战备、物资运输、安装电缆)(2)客流分布与客流方向；(最大限度吸引客流)(3)城市道路网分布状况；(4)隧道主体结构施工方法；(5)城市经济实力。其它因素还有：城市发展与改造计划、城市地理环境条件、线路敷设方式等，在特定条件下还可能起主导作用。2、通过特大型客流集散点的

27、路由选择(1)路由绕向特大型客流集散点；(2)采用支路连接；(3)延长车站出入口通道，并设自动步道；(4)调整地铁路网部分线路走向；(5)调整特大型客流集散点。线路方向及路由3、路由方案比选地铁路由对地铁工程建设和城市发展影响重大，应多作路由方案比较。路由方案比选的主要内容：吸引客流条件、线路条件、施工条件、施工干扰、对城市的影响、工程造价、运营效益等。吸引客流条件包括：客流量大小、吸引范围内居住及工作人口多少、照顾客流集散点的多少、乘客便利条件及与其它交通工业换乘条件等。线路条件包括：线路长度、曲线半径大小及曲线总转角大小、车站数目、车站设置条件等。施工条件包括：施工方法、施工场地安排、施工

28、运输道路以及施工难易条件的评价。施工干扰包括：房屋、地下地上管线等拆迁量大小，对道路交通的影响，对商业经营的影响等。对城市的影响主要是评价地铁路由与城市改造发展规划的一致性及结合程度。车站分布(1)大型客流集散点；(必须设站)(2)城市规模大小；(城区面积越大、人口越多、线路客流量大情况下，车站分布宜稀，地铁以长距离乘客为主要服务对象，提高地铁的速度)(3)城区人口密度；(人口密度大，车站宜密)(4)线路长度；(短线多站，长线少站)(5)城市地貌及建筑物布局；(江、河、湖、山和铁路站场等不设站)(6)地铁路网及城市道路网状况；(地铁双线交叉点设站，与城市主干道交叉点设站)(7)人们对站间距离的

29、要求。(国际上两种趋势，小站间距1km，大站间距1.6km。我国市区宜为1km左右，在郊区不宜大于2km)影响车站分布的因素车站分布辅助线分布1、辅助线分类及用途辅助线按其使用性质分：折返线、存车线、渡线、联络线、车辆段(车场)出入线。2、折返线、存车线、渡线分布地点选择折返线：线路起终点或每期工程的起终点站，因列车需要转线返回，必须设置折返线或渡线。在靠近车辆段端，一般可不设折返线而设渡线，利用正线折返。存车线：为了使故障列车能尽快退出正线运营，每隔35个车站应设置存车线，供故障列车临时存放或检修。起终点站及区段折返线上应有供故障列车存放的能力，不再另设存车线。渡线：当两折返线(存车线)之间

30、相距5个车站，且工程不时，宜在蹭站端再设一单渡线，平时可增加维修工程车折返的灵活性，一旦线路及设备发生故障时，可使运营中断地段缩短。辅助线分布2.2.3 线路平面设计左右线关系及线间距过渡设计原则及标准线路平面位置车站站位辅助线形式2.2.3线路平面设计设计原则及标准(1)地铁线路与城市发展规划结合；(2)双线右侧车制；右侧行车制，最小间隔时间为75120s，正线为双线。(3)线路最高运行速度。一般6075km/h，最大80km/h。原则(1)曲线半径。从大到小选择，最大不超过3000m，当400m以下时，轮轨磨损大、噪声大，应尽量少用。最小曲率半径300600m，困难条件下250300m。(

31、2)曲线连接。与车速有关，不得小于车辆第一位轴到最后位轴之间的距离，目前我国地铁车辆的全轴距最大不超过20m。(3)道岔。正线9号曲尖轨道岔，车场7号曲尖轨道岔，车辆段7号以下轨道岔。主要技术标准设计原则及标准线 路一般情况(m)困难情况(m)正线km/hV8035030030025080V100550500450400联络线、出入线250200150车场线150110110注：除同心圆曲线外，曲线半径应以10m的倍数取值。线路平面最小曲线半径线路平面位置地下线平面位置高架线路平面位置地面线平面位置地铁与地面建筑物之间的安全距离线路位置方案比选线路平面位置(1)位于道路规划线范围内(2)位于道

32、路范围以外地下线平面位置图2.1 地铁线路设置位置图路中，对建筑物影响小，管线拆迁少，有利于取直。但明挖对道路破坏大，影响交通。慢车人行道下方，比A影响小，但管线折迁较大。建筑物下方，无A和B的缺点，但需与旧城改造结合。无(1)的缺点，但需具备条件：a.地质条件好基岩浅；b.城市非建成区或广场、公园、绿地(耕地)；c.老街改造区。线路从高层建筑下通过，施工复杂、难度大、造价高，尽量避开。高架线路平面位置图2.2 高架桥设置位置高架平面位置较地下线严格，自由度小，顺主路平行设置，道路宽度大于40m。桥柱置于分隔带上。在路中，景观有利，噪声影响较小，路口对机动车影响小。有快车道隔离带较好，改建道路

33、工程大。在快慢车分隔带上，利于道路隔离带，减少占路和改建，但噪声对一侧影响大。建在慢车道、人行道上方或建筑区内，仅适用于广场、公园、绿地、空旷地段或与旧房改造规划成一体。地面线平面位置图2.3 地面线设置位置之一图2.4 地面线设置位置之二路中，带宽20m。对两建筑物内的车辆无影响，有利于城市景观、减少噪声。但乘客均需通过地下道或天桥进入地铁。快车道一侧，带宽20m。道路中间分隔带时，可减少道路改移量。但另一侧需要辅路，增加管理的复杂性。路外，应设计成封闭线路，与城市道路立交。地铁与地面建筑物之间的安全距离地下线与地面建筑物之间的安全距离(与施工方法和施工技术水平有关)高架线与建筑物间的安全距

34、离(考虑防火和防止物体坠落的安全距离，前者有规范，后者无规范)地面线与道路及建筑物之间最小安全距离线路位置方案比选线路条件比较房屋拆迁比较管线拆迁比较改移道路及交通便道面积比较其它拆迁物比较地铁主体结构施工方法比较车站站位站位选择原则一般站站位大型突发客流集散点站位大型商业区站位车站站位站位选择原则方便乘客与城市道路网及公共交通网密切结合与旧城房屋改造和新区土地开发结合兼顾各车站间距离的均匀性一般站站位图2.5 车站位置与路口关系图跨路口站位设于两路口之间贴道路红线外侧站位偏路口站位与地面交通衔接好，乘客换乘方便。不受路口地下管线影响，减少车站埋深，方便乘客使用减少施工对路口交通的干扰，降低工

35、程造价。路口相距较近(400m),兼顾两路口。有条件时采用，少动管线，减少交通干扰，充分利用城市土地。大型突发客流集散点站位大型体育场一般只有突发性客流，地铁车站不宜靠得太近，防止集中客流对地铁车站的冲击，车站出入口离开体育场主出入口一般应在300m以上。突发客流越大，距离越应大些。大型商业区站位乘客到大型商业区购物，要货比三家，一般不计较时间和步行距离，地铁站位距商业区中心不超过500m为宜辅助线形式折返线(存车线)形式车辆段出入线布置形式联络线布置形式辅助线形式折返线(存车线)形式图2.6 折返线形式双折返线单折返线渡线折返线侧线折返线环形折返线综合折返线可存车和折返，能力强、灵活性好、常

36、采用。扳返能力和灵活性稍差，折返存车不能兼顾，多用于存车。渡线短、节省折返时间和建设资金，但正线延伸后，正常运营列车难以折返，需另设折返线。比较简便经济，主要用于高架线上。折返能力与正线匹配，列车来回换边，避免车轮偏磨。但扳返线长，增加列车数量，需适合的地形采用。集列车折返、乘客上下车、列车越行等三功能为一体，使用灵活、功能多，但车站规模大、效率较低。车辆段出入线布置形式立体交叉：工程量大，列车能力大，使用灵活。平面交叉：连接简单，流线短，工程造价低。图2.7 车辆段出入线联络线布置形式联络线一般为单线，设置地点由路网规划统一安排。图2.8 联络线图左右线关系及线间距过渡喇叭口曲线形式左右线关

37、系左右线关系及线间距过渡左右线关系图2.9 左右线路位置关系喇叭口曲线形式图2.10 喇叭口曲线形式岛式站台车站至区间的连接。对称式单偏式非对称式不规则式2.2.4 线路纵剖面设计设计原则及标准影响纵剖面设计的因素2.2.4线路纵剖面设计设计原则及标准一般原则最大坡度最小坡度坡段长度坡段连接及竖曲线设计原则及标准纵剖面设计要保证列车运行的安全、平稳及乘客舒适，高架线路要注意城市景观，坡段应尽量长。线路纵剖面要结合不同的地形、地质、水文条件，线路敷设方式与埋深要求，隧道施工方法，地上地下建筑物与基础情况，线路平面条件等，进行合理设计，力求方便乘客使用和降低工程造价。必要时，可建议变更线路平面及施

38、工方法。尽量设计成符合列车运行规律的节能型坡道。车站高，区间低。一般原则区间线路。阻力之和不大于列车牵引力的一半，正线30，困难段35。车站线路。最好为平坡，最大坡度3，困难5。其它线路。折返线或存车线最好平坡，最大坡度2，并朝车挡方向为下坡。联络线最大坡度40。道岔段最大5，困难不大于10。车辆段最好平坡，其它线不大于1.5。最大坡度线 别一般情况(m)困难情况(m)正 线区 间50003000车站端部30002000联络线、出入线2000车场线2000线路纵剖面竖曲线半径满足排水要求，不小于3，困难时可小于3。最小坡度坡段长度线路纵坡长度不小于远期列车长度，还应满足两相邻竖曲线间的夹直线坡

39、段长度不小于50m。坡段连接及竖曲线两相邻坡段的坡度代数差等于或大于2时，应设竖曲线，比市际铁路要求高。规范中有要求，正线5000m，困难时3000m；车站3000m，困难时2000m；辅助线2000m；车场线2000m。影响纵剖面设计的因素1、覆土厚度(最小覆土厚度0.22.5m)2、地下管线及构筑物(以移为主，不得以才改站位或加深站位)3、地质条件(淤泥质粘土及流沙层尽量避开，或困难则采取工程措施)4、施工方法(明挖为站高、线低的凹型坡；暗挖为站低、线高的凸型坡)5、排水站位置(区间最低点，困难时不得偏离10m，与通风道结合；站内考虑排水站)6、桥下净高(2.56.5m)7、防洪水位(10

40、0年洪水位设计)影响纵剖面设计的因素2.3 轨道工程设计自 学2.3轨道工程设计(自学)2.4 限界限界制定的原则限界基本内容限界定义2.4限界地铁列车是沿固定轨道调整运动的物体，它需要在特定的空间中运行，根据各种参数和特性，经计算确定的空间尺寸，称为限界。限界定义限界制定的原则(1)限界是确定行车轨道周围构筑物净空的大小，是管线和设备安装相互位置的依据，是专业间共同遵守的技术规定，它应经济、合理、安全可靠。(2)限界应依据车辆的轮廓尺寸和技术参数、轨道特性、受电方式、施工方法、设备安装等综合因素进行分析计算确定。(3)限界一般是按平直线路的条件进行制定。而曲线和道岔区的限界应在直线地段限界的

41、基础上根据车辆的有关尺寸以及不同曲线半径、超高、不同的道岔类型分别进行加宽和加高。(4)在制定限界时，对结构施工测量、变形误差，设备制造和安装误差，设计、施工、运营过程中难于预计的其它因素在内的安全留量等，都应分别进行研究确定。限界定义及原则限界基本内容(1)限界的坐标系(2)车辆轮廓线(3)车辆限界(4)设备限界(5)建筑限界图2.11 区间建筑限界图限界基本内容1、怎样进行客流预测？2、路网的形式对城市发展产生何种影响？怎样进行路网优化？3、已知地铁通过曲线段最高运营速度为80km/h，外轨最大超高120mm，内轨最大欠高61.2mm，理论计算平面曲线最小曲线半径Rmin？取列车通过变坡点

42、的附加加速度av=0.1m/s2，正线运行速度仍为80km/h，试计算适合运行的竖曲线最小半径？4、地铁正线最大、最小纵坡怎样确定？5、选定轨道结构的基本要求是什么？6、适合于地铁的道床形式有哪几种？各有哪些优缺点？7、为什么要进行建筑限界的设计？思考题思考题第三章 车站建筑设计3.1 概 述3.2 地铁车站建筑设计3.3 轻轨车站建筑设计第三章车站建筑设计建筑组成车站分类3.1 概 述建筑组成图3.1 地铁线路及车站设置图车站是地铁重要部分，与乘客密切相关，集中设置地铁运营大部分和管理系统，对保证地铁安全运行起着关键作用。区间是连接车站通道，关系到列车的安全运行。区间设计的合理性、经济性对地

43、铁总投资影响很大，对乘客乘坐列车时的舒适感和列车运行速度有较大影响。车辆段是地铁列车停放和日常检修的场所，是技术培训基地。由各种生产、生活、辅助建筑及各专业的设备和设施组成车站、区间和车辆段车站组成由单一功能向多功能方向发展车站设备向高科技方向发展，设施日趋完善现代地铁车站发展趋势修建地铁车站是为了解决城市客运交通问题，随着物质文化水平提高，人们对交通环境提出了更高的要求，地铁车站向多功能方向发展。如：斯德哥尔摩地铁车站；巴黎某地铁车站等。自动售检票系统、电力临近系统、环控、自动灭火系统现代化设施，对车站建筑设计提出了更高的要求，使地铁车站向现代化和高科技方向发展。车站分类按车站与地面相对位置

44、分按运营性质分按车站结构横断面形式分按车站站台型式分图3.2 车站与地面相对位置关系按车站与地面相对位置分地下车站地面车站高架车站按车站埋深分图3.3 不同埋深的车站浅埋车站深埋车站浅埋和深埋车站的划分，目前无统一的标准，一般认为20m为深埋。按运营性质分图3.4 不运营性质的车站换乘站：位于两条及两条以上线路交叉点上的车站。具有中间站的功能外，更主要的是它还可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。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。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。终点站：设在线路两端

45、的车站。设有列车全部折返的折返线和设备，也可供列车临时停留检修。区域站(即折返站)：区域站是设在两种不同行车密度交界处的车站。站内有折返线和设备。区域站兼有中间站的功能中间站：仅供乘客上、下车。功能单一，是地铁最常用的车站。按车站结构横断面形式分图3.5 车站结构横断面矩形断面：是最常选用的形式，一般用浅埋车站。车站可设计成单层、双层或多层；跨度可选用单跨、双跨、三跨及多跨的形式。拱形断面：用于深埋车站，有单拱和多跨连拱等形式。圆形断面：用于深埋或盾构法施工的车站。其它类型断面：马蹄形、椭圆形等。按车站站台型式分图3.6 车站站台型式岛式站台平行相对式侧式站台平行错开式侧式站台上下重叠式侧式站

46、台上下错开式侧站台岛、侧混合式站台岛式站台：站台位于两线中间。常用的一种形式。特点：站台面积利用率高，灵活调整客流、乘客使用方便。通常用于较大客流量的车站。侧式站台：站台位于线路两侧布置。侧式站台根据环境条件可以布置成：平行相对式、平行错开式、上下重叠式及上下错开式。面积利用率、调整客流、站台之间联系等方面不如岛式站台。侧式站台多用于客流量不大的车站及高架车站。岛、侧混合式站台：可同时在两侧的站台上、下车，也可适应列车路途折返的要求。如：西班牙马德里车站。按车站间换乘形式分基本要求：缩短换乘距离，路线明确、简捷、方便减少换乘高差，避免高度损失换乘客流宜与进、出站客流分开，避免相互交叉干扰换乘设

47、施的设置应满足换乘客流量的需要，留有扩改建余地规划时应考虑选择换乘方式，合理确定换乘通道及预留口位置换乘通道长度不宜超过100m，超过100m，宜设置自动步道节约投资按乘客换乘方式分类：站台直接换乘站厅换乘通道换乘(1)同站台的两侧换乘，如香港的太子、旺角站。(2)通过楼梯或自动扶梯直接换乘。(3)同平面侧式车站，通过天桥或地道换乘。优点：路线短、高度小、没有高度损失，方便，换乘设施工程量小，比较经济。由某层车站站台经楼梯、自动扶梯到达另一车站站厅的付费区内，再经楼梯、自动扶梯到达站台换乘。多用于相交的两个车站。换乘路线较长，提升高度较大，在高度损失，需设自动扶梯。两车站不直接相交，相互之间可

48、采用单独设置的换乘通道进行换乘。换乘路线长，换乘霎时间长，不太方便。增加通道，造价较高。图3.7 车站间换乘形式一字形换乘L形换乘T形换乘十字形换乘工字形换乘图3.7车站间换乘形式按车站换乘方式分类3.2 地铁车站建筑设计地铁车站的特点地铁车站的组成车站设计车站出入口及出入口通道车站通风道残疾人设施车站人防设计地铁车站的特点一般车站典型地下车站地面车站高架车站一般车站车站位置受客观条件限制比较多经过城市最繁华、人口最集中的地区，往往这些地区的城市管网密布，径路趋向错综复杂，且城市其它设施较多。因此规划地铁线路、车站时与上述设施经常有冲突，不得不移动线路及车站位置，造成站位不完全合理的情况。客流

49、量大，客流连续，方向性强车站站位都位于客流量大的地方，进、出客流是连续性的，客流大多为上、下班，购物客流和其它外出客流。列车停站时间短停站时间为2030s。与城市规划、市政部门关系密切地铁路网、车站设置、土地使用都纳入城市规划布局。地铁用地范围内的拆迁、管线改移等都应经过规划等部门的认可和同意，且相互密切配合，解决矛盾。典型地下车站空间封闭、狭长、结构类同站内噪声大站内温度大发生火灾后扑救困难机械通风、人工照明施工比较复杂节约城市用地有良好的防护功能地面车站车站简易，工程量小，布置灵活乘客进出车站方便可自然通风和天然采光，节约费用和能源安全疏散较易造价较低高架车站有行车噪声干扰，根据情况采取封

50、闭或不封闭隔离噪声有永久性的阴影区少占城市地面用地较地下车站施工简易地铁车站的组成乘客使用空间运营管理用房技术设备用房辅助用房车站由车站主体(站台、站厅、生活用房)，出入口及出入口通道，通风道及地面通风亭等三大部分组成。乘客空间：乘客空间约占总面积的50%，主要包括：站厅、站台、出入口、通道、售票处、检票口、问讯、公用电话、小卖部、楼梯及自动扶梯等。运营管理用房：保证车站正常运营和营业秩序的办公用房。主要包括：站长室、行车值班室、业务室、广播室、会议室、公安保卫、清扫员室等。技术设备用房：保证列车正常运行、车站内具有良好环境条件及在事故灾害情况下能及时排除灾情不可缺少的设备用房，主要包括：环控

51、室、变电所、综合控制室、防灾中心、通信机械室、信号机械室、自动售检室、泵房、冷冻站、机房、配电等设备的用房和值班室。辅助用房：保证车站内部工作人员正常工作生活所设置的用房。直接供站内工作人员使用的，主要包括：厕所、更衣室、休息室、茶水间、盥洗间、储藏室等。车站设计设计原则平剖面设计消防、安全与疏散车站综合开发和空间利用设计原则合理组织人流路线，划分功能分区(1)乘客与站内人员路线分开；(2)进、出站客流要尽量避免交叉和相互干扰；(3)乘客购票、问讯及使用公用设施时，均不应妨碍客流通行；(4)换乘客流与进、出站客流路线分开；(5)当地铁与城市建筑物合建时，地铁客流应自成体系。车站宜设在直线段上车

52、站公用区应划分为付费区与非付费区无障碍通行设计原则平剖面设计车站规模站厅层站台层平剖面设计车站规模规模指车站外形尺寸大小、层数及站房面积多少。车站规模分为3个等级，即1级、2级和3级车站。1级最大，适用于大型商贸、交通枢纽中心，大型集会广场、大型工业区及重要的政治中心；2级较大，适用于中型；3级最小，适用于郊区。车站规模的大小直接影响地铁工程造价的高低。应慎重研究和考虑。车站规模站厅层站厅层的功能站厅层的位置站厅层设计站厅层站厅层的功能将出入口进入的乘客迅速安全方便地引导到站台乘车、或将下车的乘客同样引导至出入口出站。站厅层是上、下车的过渡空间，乘客在站厅内需要办理上、下车的手续。因此，站厅内

53、需要设置售票、检票、问讯等为乘客服务的各种设施。站厅层内设有地铁运营设备用房、管理用房，具有组织和分配人流的作用。用房包括：管理用房和设备用房，设备用房一般分设在车站的两端，并呈现一端大，一端小，中间为站厅公共区，用于客流均匀通向站台(或出站)。管理用房：站控室及站长室。站控室一般设在站厅公共区的尽端、中部，且高出站厅公共区600mm，视野开阔，能观察站厅中运行管理情况。站长室紧连站控室，合于快速应变情况。设备用房：占面积最大的是环控机房，其中包括冷冻机房、通风机房及环控电控室。环控系统组成：1、车站公共区域的环控系统，主要是站厅、站台的制冷送风(包括新风)回风系统；2、车站的排风(排烟)系统

54、；3、站台层列车及车道产生的热量和废气的排热、排烟系统；4、区间隧道发生灾变时的排烟系统；5、各管理用房的小环控系统。图3.8 车站站厅布置示意图车站一端车站两侧车站两端的上层或下层车站上层常用于终点站，且车站一端靠近城市主要道路的地面车站。常用于侧式车站，客流量不大多采用。常用于地下岛式车站及侧式车站站台的上层，高架车站站台的下层，客流量较大多采用。常用于地下岛式车站及侧式车站，客流量很大的车站。站厅层的位置站厅层设计客流通道口通道口的总宽度必须大于站台至站厅楼梯(包括自动楼梯)总宽度，以利于灾变时的紧急疏散。根据地铁设计规范，通道口最小宽度不得小于2.4m。售票人工售票亭、自动售票机(台)

55、数：客流总量超高峰系数，1.2-1.4售票能力，人工1200人/h，售票机600人/h。进出站检票口及付费区和非付费隔离栏的设置检票口检票机台数：超高峰系数，1.2-1.4出站客流总量检票机能力，1200人/h站厅与站台联系的上下楼梯设计进出站检票机旁还需设置一定宽度的人工开启栅栏门，以便解决检票过程中的特殊情况和较大行李的进出，也有利于站务人员的进出。在检票口周围设有围隔的栏板，区分非付费区和付费区。一般非付费区面积要比付费区面积大，因为客流一经检票就快速地进入站台候车，在付费内很少停留。非付费区应几个通道口以利于客流出站后自由地选择出站通道通向地面的不同方位。在非付费区还必须设置一定的服务

56、设施。自动梯台数：预测下客量，人/h超高峰系数，1.2-1.4输送能力8100人/h楼梯利用率，0.8楼梯宽度安全疏散时间验算：观测上客量，人/h站台候车上客总量自动梯输送能力8100人/h/台自动梯台数楼梯上行通过能力(单向)3700人/h/m楼梯总宽度1分钟遇灾时反映时间楼梯宽度：预测下客量，人/h超高峰系数，1.2-1.4利用率，0.7楼梯双向混行通过能力，取3200人/h/m地铁规范规定：公共区的步行楼梯宽度不得小于1.8m。站台层站台是供乘客上、下车及候车的场所。站台层公共区主要确定：站台有效长度和宽度。站台长度分为站台总长度及有效长度两种。站台总长度是根据站台层房间布置的位置以及需

57、要由站台进入房门的位置而定。站台有效长度是远期列车编组总长度与列车停站时的允许停车距离不准确值之和。我国停车不准确值为12m，上海达到0.3m。站台层岛式站台侧式站台站台使用站台面积利用率高，可调节客流，乘客有乘错车的可能站台面积利用率低，不能调节客流，乘客不易乘错车站厅设置站厅与站台需设在两个不同高度上，站厅跨过线路轨道站厅与站台可设在同一高度上，站厅可不跨过线路轨道站内管理管理集中，联系方便站厅分设时，管理分散，联系不方便乘客中途折返乘客中途改变乘车方向比较方便乘客中途改变乘车方向不方便，需经过天桥或地道改扩建难易性改建扩建时，延长车站很困难，技术复杂改建扩建时，延长车站比较容易站内空间站

58、厅、站台空间宽阔完整站厅分设时，空间分散，不及岛式车站宽阔喇叭口设置需设喇叭口不设喇叭口造价较高较低岛式站台和侧式站台比较车站站台最小宽度尺寸(GB50157-92)地下铁道设计规范车站站台形式站台最小宽度(m)岛式站台8多跨岛式车站的侧站台2无柱侧式车站的侧站台3.5有柱侧式车站的侧站台柱外站台2柱内站台3站台宽度有两种计算方法：经验法；客流计算法经验法岛式站台宽度侧站台宽度超高峰小时每列车单向上下车人数人流密度0.4m2/人站台长度岛式站台宽度侧站台宽度柱宽楼梯、自动扶梯宽客流计算法岛式站台宽度侧站台宽度站台总面积列车车厢数从流密度0.75m2/人超高峰系数1.2-1.4车厢人数上下车乘客

59、百分比，取2050%单拱岛式站台宽度站台有效长度乘客沿站台纵向流动宽度，23m消防、安全与疏散(专门一讲介绍)重要性及危害性建筑防火技术措施与要求建筑防水淹技术措施与要求消防安全与疏散车站综合开发和空间利用车站综合开发和空间利用利用盖挖法修建地铁工程时，当车站顶板距地面高度大于4.5m的情况下，顶板上面可以不再回填土，而利用此空间增加一层面积，进行综合开发和利用。如：慕尼黑铁路前的地铁车站，地下修建了4层，第一层为地铁站厅兼作城市地下人行过街道，其余空间开设商店和服务设施。第二、三层为不同线路的地铁车站和区域性快车线车站。第四层为地下停车场。又如：上海地铁徐家汇车站集地铁、商业、城市立交桥三功

60、能于一体。还有南京地铁新街口车站、香港九龙湾车辆段、巴黎苔芳斯地铁车站等。车站出入口及出入口通道出入口分类出入口的设计平站结合出入口的设计出入口通道出入口分类按使用性质分类按平面形式分类按口部围护结构形式分类按口部修建形式分类敞口式出入口半封闭式出入口全封闭式出入口独建出入口合建式出入口普通出入口战备出入口图3.9 车站出入口按平面形式分类一字形L形T形形Y形施工简单，进出方便，经济。口部较宽，不宜修在路面狭窄地区。施工稍复杂，进出方便，较经济，不宜修在路面狭窄地区。施工稍复杂，造价较高，口部较窄，适合于路面狭窄地区。环境条件所限，出入口长度较长，此种形式布置出入要走回头路。布置灵活，适用强，