T城市轨道交通系统的设计与施工课件

第2章城市轨道交通系统的设计与施工第2章城市轨道交通系统的设计与施工【学习目标】

【教学建议】

2.1城市轨道交通路网规划与设计

2.2城市轨道交通限界

2.3城市轨道交通工程施工

【实践操作】

【评价跟进】【学习目标】1.能够掌握城市轨道交通路网规划与设计的一些基本概念。

2.能说出轨道交通线路的种类及其在运营中的作用，能够分析各种辅助线路。

3.能够说出限界的种类及作用。

4.知道城市轨道交通常用的施工方法。【教学建议】1.教学场地：在教室或多媒体教室中进行，课后可实地参观。

2.设备要求：各城市现有轨道交通线网图若干；限界、施工方法挂图或动画演示若干；各种施工机械模型1套。

3.课时要求：共6课时，其中课堂讲授4课时，参观学习2课时。2.1城市轨道交通路网规划与设计1.城市轨道交通路网规划与设计的基本概念

(1)线网线网是指在一个城市中轨道交通线路所构成的路网状态。

(2)线路线路是指城市中某一把甲地和到乙地连接起来的轨道路由。

(3)线网与线路的关系两者是整体与局部的关系，若干条线路构成线网。2.1城市轨道交通路网规划与设计图2-1天津市快速轨道交通路网规划图(4)城市轨道交通规划设计的构成城市轨道交通规划设计，可划分为线网规划与线路设计两部分，两者是系统与子系统间的关系。2.1城市轨道交通路网规划与设计(5)线网规划线网规划是指在一定线路数量规模条件下，确定路网的形态及各条线路走向的决策过程。

(6)线路设计线路设计是指在已经确定的城市轨道交通线网规划的基础上，研究某一条或某一段线路的具体位置，包括线路路由、敷设方式及站点选择等的确定过程。

2.城市轨道交通线网规划

(1)线网规划的意义与作用城市轨道交通线网规划是城市总体规划的一个组成部分，具有非可逆性，线路一经建成便不可更改。

(2)线网规划的内容城市轨道交通线网规划主要包括城市背景研究、线网结构研究、实施规划研究三个方面内容。

1)城市背景研究。

2)线网结构研究。2.1城市轨道交通路网规划与设计3)实施规划研究。

(3)线网基本结构形式根据城市现状与规划情况编制的线网中各条线路组成的几何图形一般称线网结构形式。图2-2线网几何结构图形2.1城市轨道交通路网规划与设计1)放射形(星形)结构。

2)条带形(树状)结构。

3)棋盘式(栅格网状)结构。

4)放射形网状(三角形)结构。

5)复合形结构。

6)其他结构。

3.城市轨道交通线路设计

(1)城市轨道交通线路设计的过程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。

1)可行性研究阶段。

2)总体设计阶段。

3)初步设计阶段。2.1城市轨道交通路网规划与设计4)施工设计阶段。

(2)城市轨道交通线路设计的内容城市轨道交通线路设计内容主要包括如下几个。

1)选线。图2-3车站位置与路口关系2.1城城市轨轨道交交通路路网规规划与与设计计2)线线路平平面的的设计计。3)线线路纵纵断面面的设设计。。4)车车站站站位的的选择择。①跨跨路口口站位位(见见图2-3a)：站站位跨跨主要要路口口，并并在路路口的的各个个角上上都设设有出出入口口，乘乘客从从路口口的任任何方方向进进入轨轨道交交通系系统均均不需需过马马路，，增加加了乘乘客安安全性性，减减少了了路口口的人人、车车交叉叉；与与地面面公交交线衔衔接好好，乘乘客换换乘方方便。。2.1城城市轨轨道交交通路路网规规划与与设计计②偏偏路口口站位位(见见图2-3b)：车车站不不易受受路口口地下下管线线影响响，减减少车车站埋埋深，，方便便乘客客使用用，减减少施施工对对路口口交通通的干干扰，，减少少地下下管线线拆迁迁，降降低工工程造造价。。在高高寒地地区，，当轨轨道交交通为为高架架线时时，可可以减减少高高架桥桥体阴阴影对对路口口交通通安全全的影影响。。不足足之处处是乘乘客集集中于于车站站一端端，降降低车车站的的使用用效能能，增增加运运营管管理上上的困困难。。将车车站出出入口口伸过过路口口，或或增加加路口口过街街人行行道(天桥桥)，，并与与出入入口连连通，，或者者将车车站设设计成成上下下两层层式，，可以以改善善路口口车站站的功功能。。③站站位设设于两两路口口之间间(见见图2-3c)：当当两路路口都都是主主路口口且相相距较较近(小于于400m)，，横向向公交交线路路及客客流较较多时时，可可将车车站设设于两两路口口之间间，以以兼顾顾两路路口。。2.1城城市轨轨道交交通路路网规规划与与设计计④贴贴道路路红线线外侧侧站位位(见见图2-3d)：一一般在在有利利的地地形条条件下下采用用。当当基岩岩埋深深浅、、区间间可用用矿山山法暗暗挖、、道路路红线线外侧侧有空空地或或危旧旧房区区改造造时，，地铁铁可以以与危危旧房房改造造相结结合，，将车车站建建于红红线外外侧的的建筑筑区内内，可可以少少破坏坏路面面，少少动地地下管管线，，减少少交通通干扰扰，充充分利利用城城市土土地。。(3)城市市轨道交通通线路的级级别与分类类线路是是轨道交通通系统中重重要的组成成部分，按按线路远期期单向客运运能力，可可分为Ⅰ、、Ⅱ、Ⅲ三三个等级，，各等级分分别有其相相关技术特特征(见表表)。2.1城城市轨道交交通路网规规划与设计计表2-1各各级线路路相关技术术特征2.适用城城市市区人人口规模系系指人口规规模能达到到或超过此此限的城市市，其快速速轨道交通通线网中的的主干线可可能达到相相应的运量量等级。1)正线。。2.1城城市轨道交交通路网规规划与设计计图2-4建建设中的的天津地铁铁1号线运运营正线2)辅助线线。2.1城城市轨道交交通路网规规划与设计计①折返线线：城市轨轨道交通线线路一般都都比较长，，全线的客客流分布可可能会不太太均匀，这这时可组织织区段运行行。区段运运行是指列列车根据运运行调度的的要求，在在尽端站与与中间站或或中间站与与中间站之之间进行列列车折返调调头，故在在这些地方方需要为列列车设置折折返线。折折返线除了了供运营列列车往返运运行时的调调头转线使使用外，有有些也可以以作为夜间间存车使用用。常见折折返线形式式有很多种种(见图2-5)。。2.1城城市轨道交交通路网规规划与设计计图2-5折折返线形形式②渡线：：渡线是指指在上下行行正线之间间(或其他他平行线路路之间)设设置的连接接线，通过过一组联动动道岔达到到转线的目目的。2.1城城市轨道交交通路网规规划与设计计渡线有单渡渡线和交叉叉渡线(见见图2-6)之分。。渡线单独独设置时，，用来临时时折返列车车，增加运运营列车调调度的灵活活性；在与与其他辅助助线合用时时，能完成成或增强其其他辅助线线的功能。。图2-6交交叉渡线线2.1城城市轨道交交通路网规规划与设计计③停车线线：停车线线一般设置置在端点站站，专门用用于停车，，也可进行行少量检修修作业(见见图2-7)。在城城市轨道交交通车辆基基地，要设设有足够的的停车线以以供夜间停停止运营后后的列车停停放。城市市轨道交通通线路由于于运输量大大，列车运运行间隔一一般比较密密。在运营营过程中，，在线运营营列车可能能会发生故故障。为了了不影响后后续列车运运行，设计计上应能使使故障列车车及时退出出运营正线线。一般来来说，在轨轨道交通线线路沿线每每隔3～5个车站的的站端应加加设渡线和和车辆停放放线。通过过渡线使故故障列车能能及时调头头，临时停停车线的作作用是临时时停放事故故列车。2.1城城市轨道交交通路网规规划与设计计图2-7立立体交叉叉的城市轨轨道交通线线路整体布布置图④车辆段段出入线：：为保证运运行列车的的停放和检检修，在轨轨道交通沿沿线适当的的位置应设设置车辆段段，车辆段段与正线连连接的线路路为车辆段段出入线。。2.1城城市轨道交交通路网规规划与设计计出入线可以设设计成双线或或单线，与城城市道路或其其他交通方式式的交叉处可可采用平交或或立交，具体体方案要根据据远期线路通通过能力需要要量来确定。。2.1城市市轨道交通路路网规划与设设计⑤联络线：：在整个城市市轨道交通线线网中，要使使同种制式线线路可以实现现列车过轨运运行，这种过过渡一般需要要通过线与线线之间的联络络线来实现。。合理确定联联络线，能够够在线网建成成后机动灵活活地调用线网网中各线的车车辆，使线网网形成有机的的整体。联络络线主要是两两条正线间的的连接线，主主要有以下作作用：车辆送送修的通道；；调运运营车车辆；为后建建线路运送设设备；同一期期工程跨线修修建时，两线线间需设置联联络线，近期期作正线使用用。例如，北北京地铁第一一期工程苹果果园至北京站站线路，其中中苹果园至复复兴门是线网网中1号线的的西段，复兴兴门至北京站站是2号环线线的南环。一一期工程修建建时，在南礼礼士路至长椿椿街站间设一一双线联络线线作正线运行行，直至环线线建成贯通，，两线各自独独立运营以后后，才停止作作正线使用(见图2-8)。联络线线是供调运车车辆、设备使使用，不载客客，所以设置置单线联络线线就可以了，，技术条件也也可以低些。。2.1城市市轨道交通路路网规划与设设计图2-8北北京地铁复兴兴门站联络线线3)车场线。。2.1城市市轨道交通路路网规划与设设计①检修线：：设置在车辆辆基地检修库库内，专门用用于检修车辆辆的作业线，，配有地沟和和架车设备。。②试验线：：设置在车辆辆基地，用于于对检修完毕毕的车辆进行行运行状态检检测的线路。。③洗车线：：专门用于清清洗车辆的作作业线。④出入库线线：是车辆基基地与正线联联系的线路，，专供列车进进出车辆基地地。一般分入入库线和出库库线。2.2城市市轨道交通限限界1.城市轨道道交通限界的的基本概念图2-9限限界在城市轨轨道交通设计计施工中的位位置2.城市轨道道交通限界的的种类(1)车辆限限界车辆限限界是指车辆辆最外轮廓的的限界尺寸。。(2)设备限限界设备限限界是指线路路上各种设备备不得侵入的的轮廓线。2.2城市市轨道交通限限界图2-10隧隧道内直线线地段车辆轮轮廓线、车(3)建筑限限界建筑限限界是行车隧隧道和高架桥桥等结构物的的最小横断面面的有效内轮轮廓线。2.2城市市轨道交通限限界1)隧道建筑筑限界。2)高架桥建建筑限界。3)车站建筑筑限界。图2-11区区间矩形隧隧道建筑限界界图2.2城市市轨道交通限限界图2-12圆圆形隧道建建筑限界图2.2城市市轨道交通限限界图2-13马马蹄形隧道道建筑限界图图2.2城市市轨道交通限限界图2-14直直线车站建建筑限界(4)接触轨轨(或接触网网)限界接接触轨(或接接触网)限界界是轨道交通通供电系统的的第三轨供电电方式的接触触轨或架空方方式接触网设设计位置的轮轮廓2.2城城市轨轨道交交通限限界尺寸。。2.2城城市轨轨道交交通限限界3.城城市轨轨道交交通限限界制制定的的原则则1)限限界是是确定定行车车轨道道周围围构筑筑物净净空大大小的的依据据，是是管线线和设设备安安装位位置的的依据据，是是各专专业间间共同同遵守守的技技术规规定，，它应应经济济、合合理、、安全全可靠靠。2)限限界应应根据据车辆辆的轮轮廓尺尺寸和和技术术参数数、轨轨道特特性、、受电电方式式、施施工方方法、、设备备安装装等综综合因因素进进行分分析计计算。。3)限限界一一般是是按平平直线线路的的条件件进行行确定定。4)在在道岔岔区范范围内内，由由于列列车需需通过过道岔岔侧面面的导导曲线线，所所以建建筑限限界应应进行行平面面。5)在在制定定限界界时，，对结结构施施工、、测量量、变变形误误差，，设备备制造造和安安装误误差，，设计计、施施工、、运营营过程程中难难于预预计的的其他他因素素在内内的安安全留留量等等，都都应分分别进进行研研究确确定。。2.2城城市轨轨道交交通限限界4.限限界设设计的的基本本内容容(1)限界界的坐坐标系系限限界的的坐标标系是是二维维直角角坐标标，将将车辆辆横断断面的的垂直直中心心线与与平直直轨道道横断断面的的垂直直中心心线相相重合合设为为纵坐坐标轴轴Y,将平平直轨轨道轨轨顶连连线设设为横横坐标标X，，两轴轴相垂垂的交交点为为坐标标的原原点O。(2)车车辆轮廓廓线1)车辆辆轮廓线线的含义义。2)车体体外轮廓廓尺寸。。2.3城城市轨轨道交通通工程施施工1.地下下工程施施工方法法(1)明明挖法明明挖法法是将地地面挖开开，形成成露天的的基坑，，然后在在基坑中中修筑隧隧道衬砌砌，最后后回填土土石，恢恢复地面面。(2)盖盖挖法采采用明明挖法修修建地下下线路，，其最大大的缺点点是对城城市交通通及居民民生活的的干扰较较大，而而在交通通繁忙的的地段修修建地下下铁道，，尤其是是修建有有综合功功能的车车站或需需要严格格控制基基坑开挖挖引起的的地面沉沉降时，，则可采采用盖挖挖法施工工。2.3城城市轨轨道交通通工程施施工图2-15盖盖挖顺作作法施工工步骤1)盖挖挖顺作法法。2)盖挖挖逆作法法。2.3城城市轨轨道交通通工程施施工图2-16盖盖挖逆作作法施工工步骤3)盖挖挖半逆作作法。2.3城城市轨轨道交通通工程施施工图2-17盖盖挖半逆逆作施工工步骤(3)新新奥法及及浅埋暗暗挖法地地下线线路穿越越基岩地地段，围围岩具有有一定的的自稳能能力时，，一般采采用新奥奥法施工工，2.3城城市轨轨道交通通工程施施工即以喷射射混凝土土、钢筋筋网、钢钢架和锚锚杆作为为主要支支护手段段，充分分发挥围围岩的自自承能力力，使其其与支护护结构成成为一个个完整的的支护体体系。(4)盾盾构法盾盾构法法是隧道道暗挖施施工法的的一种。。图2-18盾盾构机2.3城城市轨轨道交通通工程施施工图2-19盾盾构法施施工概貌貌图(5)沉沉管法沉沉管法法又叫预预制管段段沉放法法，即先先在预制制场(船船厂或干干坞)制制作沉放放管段，，管段两两端用临临时封墙墙密封，，2.3城城市轨轨道