设备-城轨综述、轨道、结构、车站

设备-城轨综述、轨道、结构、车站第三章城市轨道交通设备

第一节城轨交通概述第二节轨道与结构工程第三节城轨交通车站第四节城轨交通车辆第五节信号与通信系统第六节供电、环控与给排水系统2第一节城轨交通概述

一、历史与现状

二、城市轨道交通基本形式

3一、历史与现状

世界上最早的地铁1863年元月10日在伦敦开通长6km目前，伦敦12条线路、总长400余km4一、历史与现状

亚洲最早的地铁日本东京，1927年12月开通的浅草-涩谷线。5一、历史与现状

目前，日本有11个城市拥有城市轨道交通系统，东京50km圈内的轨道交通系统总长达2355km，其中高架铁路1985km，地铁及线性地铁273km。

6我国最早的地铁1969年建设的北京地铁一、历史与现状

78有代表性国家轨道交通的发展9天津（1984）、上海（1995）、广州（1997）陆续建设了地铁；香港的第一条地铁建成于1975年。目前北京、上海、广州、大连、长春等多个城市建成和正在建设轨道交通系统。

一、历史与现状

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按能力分市郊铁路(SuburbsRail)

地铁Subway

轻轨(LightRailTransit)

有轨电车(TrolleyBus)二、城市轨道交通基本形式

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按构造分为铁路地铁单轨导向轨道交通磁悬浮二、城市轨道交通基本形式

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北美轨道交通系统则分为快速轨道交通（RRT）轻轨交通（LRT）通勤铁路（CR）自动导向系统（AGT）

二、城市轨道交通基本形式

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市郊铁路主要为通勤者提供运输服务1、铁路系统

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为土地紧张的城市中心区提供的一种交通形式，每小时单向最大运送能力可达5万人次以上。地铁建设投资大，周期长。现代地铁的牵引多采用电力驱动的动车组方式。2、地铁系统15

特点：断面比一般地铁小，可降低建设成本，可采用较小的曲线半径和较大的坡道，也可高架，维护较容易。目前在日本已有几条线路建成投产。线性地铁能力略低于一般地铁系统。

3、小断面地铁（线性地铁）16174、轻轨系统

轻轨系统（LightRailTransit或LightRapidTransit）雏形是城市有轨电车轻轨要求有至少40%的股道与道路完全隔离18Metrolink列车在车站194、轻轨系统

轻轨可以在地面、地下或高架建设最大运送能力根据列车编组确定，每列车2节编组时每小时单向能力可达13500人。

205、单轨系统类型跨座式和悬挂式两种类型一般使用道路上部空间，土地占用较少。采用橡胶轮胎，适应急弯、大坡度、复杂地形，减少拆迁量。建设工期较短，投资小于地铁系统。2122235、单轨系统单轨系统每小时单向最大运送能力在8400人至25200人，适用于对速度和运输需求较低的场合。246、自动导向系统（AGT）自动导向系统（AutomaticGuidewayTransit）是一种通过非驱动的专用轨道引导列车运行的轨道交通。25自动导向系统266、自动导向系统（AGT）在日本，较早的AGT系统是1981年开通的两条线路：一是神户新交通公司开通的三宫-中公园线路，全长公里；二是大阪市住之江公园-中埠头间的公里线路。276、自动导向系统（AGT）目前这两条线路均采用无人驾驶的ATO系统，运营速度22~27km/h，最大速度达到60km/h；高峰期最小间隔达到了3min左右，能力与单轨系统大致相同。2829第二节轨道与结构工程

一、土质路基的轨道结构二、隧道内的轨道结构三、高架桥上的轨道结构

四、结构工程30轨道一般由钢轨、扣件、轨枕、道床、道岔及其他附属设备组成。(自学)第二节轨道与结构工程31一般宜采用混凝土枕碎石道床，尽可能敷设无缝线路。

1、钢轨钢轨形式2、轨枕及扣件3、道床(自学)一、土质路基的轨道结构32（一）扣件1、扣件的技术性能2、扣件型式(自学)二、隧道内的轨道结构33整体道床整体性能好，坚固稳定、耐久；轨道建筑高度小，减少隧道净空，节省投资；轨道维修量小，适宜城市轨道交通运营时间长，维修时间短的特点。（二）道床341．无枕式整体道床(整体灌注式)特点

（二）道床

352．轨枕式整体道床

分短枕式和长枕式两种特点（二）道床

36长枕式整体道床37(自学)三、高架桥上的轨道结构38四、结构工程（一）地下结构轨道交通地下工程的结构类型及施工方法应根据区间隧道及车站规模、工程地质条件、水文地质条件和周围环境条件进行技术经济比较确定。

39（一）地下结构结构类型和施工方法明挖法暗挖法401．明挖法

地下铁道线路在地下几米深时采用。明挖法采用敞开口开挖或以工字钢桩、钢板桩、地下连续墙、钻孔桩等护壁施工的明挖隧道或车站，一般为现浇整体式矩形钢筋混凝土框架结构。

411．明挖法

根据运营需要可做成单跨、双跨或多跨结构，单层、双层或多层结构。

42不同型式的站台43明挖法放坡分配44暗挖法盾构法矿山法

45在松软含水地层，或地下线路等设施埋深达到10m或更深时，可以采用盾构法。

（1）盾构法

（ShieldMethod）46盾构既是一种施工机具，也是一种强有力的临时支撑结构。盾构外形上看是一个大的钢管机，较隧道部分略大，它是设计用来抵挡外向水压和地层压力的。

（1）盾构法

47复合式盾构机2.6结构工程48包括三部分：前部的切口环、中部的支撑环以及后部的盾尾。大多数盾构的形状为圆形，也有椭圆形、半圆形、马蹄形及箱形等其他形式。

（1）盾构法

49盾构施工方法步骤：第一，在置放盾构机的地方打一个垂直井，再用混凝土墙进行加固；第二，将盾构机安装到井底，并装配相应的千斤顶；（1）盾构法

50第三，用千斤顶之力驱动井底部的盾构机往水平方向前进，形成隧道；第四，将开挖好的隧道边墙用事先制作好的混凝土衬砌加固，地压较高时可以采用浇铸的钢制衬砌加固来代替混凝土衬砌。（1）盾构法

51盾构法施工概貌52盾构法具有施工速度快、振动小、噪音低等优点，且对隧道上方地面的副作用很少。在松软含水地层中及城市地下管线密布，施工条件困难地段采用盾构法施工，其优点尤为明显。（1）盾构法

53盾构法的缺点是对断面尺寸多变的区段适应能力差。此外，新型盾构购置费昂贵，对施工区段短的工程不太经济。总的费用一般也比盖挖法要高。（1）盾构法

54分类传统矿山法新矿山法（新奥法或浅埋暗挖法）

（2）矿山法55隧道一般采用拱形结构，其基本断面型式为单拱、双拱和多跨连拱。

（2）矿山法56隧道衬砌的作用是加固围岩并与围岩一起组成一个有足够安全度的隧道结构体系，共同承受可能出现的各种荷载，防止地表下沉。衬砌的基本结构类型为复合式衬砌，由初期支护、防水隔水层和二次衬砌所组成。（2）矿山法57外层为初期支护，其作用为加固围岩，控制围岩变形，是衬砌结构中主要的承载单元，一般应在开挖后立即施作，并应与围岩密贴，所以最适宜采用喷锚支护。（2）矿山法58内层为二次衬砌，通常在初期支护变形稳定后施作，主要为安全储备，承受初期支护腐蚀后所引起的后续荷载；在初期支护和二次衬砌之间应敷设防水隔离层。（2）矿山法59（二）高架结构

1．地面筑堤2．高架桥（1）梁（2）墩台与基础

(自学)

60第三节城轨交通车站一、线路二、车站三、限界

61一、线路

线路是轨道交通系统中重要的组成部分。轨道交通运营线路包括三部分：(1)区间结构

(2)车站(3)轨道62一、线路

正线辅助线车场线63指载客列车运行的线路，包括区间正线、支线、车站正线及站线。（一）正线64（二）辅助线

辅助线是指为空载列车进行折返、停放、检查、转线及出入段作业所运行的线路。辅助线包括折返线、临时停车线、渡线、车辆段出入线、联络线等。

651．折返线区段运行是指列车根据运行交路的要求，在端点站与中间车站或中间站与中间站之间开行折返列车，这些可折返的中间站上需要配置折返线。折返线的形式应能满足折返能力的要求。662．临时停车线运营过程中，在线运营列车可能会发生故障。为不影响后续列车运行，设计上应能使故障列车及时退出运营正线。一般说来，在轨道交通线路沿线每隔3至5个车站的站端应加设车辆停放线。673．渡线停车线仅仅提供了故障列车的临时停放。为使这些故障列车返回车辆段，一般还需要设置渡线，以保证故障列车能及时调头返回车辆段。684．车辆段出入线车辆段出入线是从车辆段到商业运营正线之间的连接线。车辆段出入线可以设计为双线或单线，与城市道路或其他方式的交叉处可采用平交或立交，具体方案要根据远期线路通过能力需要量来确定。695．联络线在城市轨道交通网络中，要使同种制式的线路可以实现列车过轨运行。这种过渡一般通过线与线之间的联络线来实现。7071二、车站作为旅客乘降的场所城市轨道交通车站一般应设置在客流量大的集散点以及与其他线路交会的地方，车站间的距离要根据实际需要确定。一般地，市区车站间距应在1km左右，郊区在2km左右。72（一）车站的分类1）按车站与地面相对位置分：地面站、高架站、地下站2）按车站的运营性质可分：终点站、一般中间站、中间折返站和换乘站等；3）按车站结构形式和施工方法分：明挖站、暗挖站等；73（一）车站的分类4）按车站站台形式分：岛式车站、侧式车站、一岛一侧、一岛两侧等车站形式。5）按车站服务的对象及功能分：城市标志站（作为城市的象征或著名建筑物）、与干线或机场等交通连接的换乘枢纽站（完成与机场或其他交通方式的接续运输过程）、市郊地区车站、农村地区车站等。74（一）车站的分类轨道交通车站不同于城市间车站的特点：1．需要处理的行李很少或没有；2．旅客密度高，流量大，进出口的设计需要更快速有效；因此，车辆设计也包含了较多、较宽的自动门，站台设计一般与车厢地板同高；75（一）车站的分类3．列车间隔较短，一般非高峰期间隔为10min，高峰期间隔90s；从而不需要太多的等待候车空间和设施。4．需要设计或预留自动售、检票设施。5．当设计成高架或地下形式时，需要注意纵向流通径路；使轨道交通与街道交通保持良好的接续。76（一）车站的分类6．城市车站位于高犯罪区时，要有特殊的保安措施；如闭路电视监控系统灯。7．在郊区车站，需要为巴士、私家车提供乘降设施以及相应的停车存放场所。77（二）车站的组成大型轨道交通系统车站组成：一：车站大厅及广场，它通常是乘客、游客和商人聚集的地方；二：售票大厅，为乘客出售列车客票；三：站台，直接供乘客乘降车使用；四：旅客不经常到达的地方，如车站办公室、仓库、维修设施及铁路股道等。78（二）车站的组成车站一般包括主体、出入口及通道、通风道及风亭（地下）和其它附属建筑物组成。79（二）车站的组成车站主体是列车的停车点，供乘客上下车、集散、候车，办理运营业务和运营设备设置的地方。80（二）车站的组成车站主体根据功能的不同，可分为两大部分1．乘客使用空间又可分为非付费区和付费区。2．车站用房包括运营管理用房、设备用房和辅助用房三部分。81不同型式的站台82（三）车站规模轨道交通系统车站规模主要根据车站设计客流量（容量）确定。一般可以参照日均乘降客流量和高峰小时客流乘降量来综合确定。83（三）车站规模车站规模一般分为小型站、中型站、大型站和特大型站。84（三）车站规模根据欧洲的经验，车站设计要考虑“高峰中的高峰”，例如，设计中一般要考虑15min最大流量，它是按高峰小时流率的30%计算（正常为25%）。类似地，5min最大流率按15min的40%计算。85（三）车站规模地铁车站规模主要根据车站远期预测客流及所处位置确定，一般可分为三级，A级：客流量大、地处大型客流集散点以及地理位置十分重要的车站B级：客流量较大、地处市中心或较大的居住区的车站C级：客流量较小、地处郊区的各站86（三）车站规模轻轨车站规模分级小型站：5万人次/日以下，高峰小时乘降量万人次/h以下中型站：5-20万人次/日，高峰小时乘降量万人次/h大型站20-100万人次/日，高峰小时乘降量万人次/h特大型站100万人次/日以上，高峰小时乘降量万人次/h以上注：特大型站的日均乘降客流量为多条线路合计量。87（三）车站规模轻轨车站的站间距一般在1km左右。在郊区站间距可以略大一些，在市中心区则可以更短一些。88三、限界限界是指列车沿固定的轨道运行时所需要的空间尺寸。限界越大，安全度越高，但工程量及工程投资也随之增加。89（一）限界的种类