城市轨道交通系统的设计与施工课件二

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