城市轨道交通结构设计与施工之限界

城市轨道交通结构设计与施工StructuralDesignandConstructionofUrbanRailTransit第三章限界目录第一节

限界的分类第二节

限界制订的原则第三节

制订限界的主要技术参数第四节

设备限界的计算第五节

建筑限界定义：限界（Gauge）是指限定车辆运行或轨道周边构筑物超越的轮廓线,也是列车沿固定的轨道安全运行时所需要的空间尺寸。制定限界目的：就是要确定一个既能保证列车运行安全，又不增大桥隧或路基断面的经济空间，以防止车辆在直线或曲线上运行时与各种建筑物及设备发生接触、碰撞。评价标准：评价轨道交通的限界是否合理，一般以有效面积比来衡量。第一节：限界的分类

确定依据：轨道交通的限界是根据车辆外轮廓线及技术参数、轨道特性、各种误差和变形，并考虑列车的运动状态等因素，经分析计算确定。

分类：车辆限界、设备限界和建筑限界等A型车直线地段限界图（隧道内）B1型车直线地段限界图（隧道内）（a）A型车直线段车辆轮廓线坐标值（mm）注：表中第0~13点是车体上的控制点；第13~15点是转向架上的控制点；第16~19点是车轮上的控制点，22、23两点为连接在车轴上的齿轮箱点，20、21、24、25点为连接在转向架构架上的信号接受设备的最低点，26~29为信号灯预留位置，第0s~4s点为隧道内受电弓控制点,0k~2k是车顶空调控制点。（b）A型车直线段车辆限界坐标值（mm）

车辆限界：车辆在平直轨道上按规定速度运行，计及车辆和轨道的公差、磨耗、弹性变形及振动等正常运行状态下的一条最大动态包络线，是限制车辆横断面最大允许尺寸的轮廓图形。（c）A型车直线段设备限界坐标值（mm）设备限界：车辆在故障运行状态下所形成的动态包络线，用以限制轨道区的设备安装界限。补充几个限界的定义

1“设计截面”是指标称车辆截面的投影轮廓。它不包括任何诸如悬挂、高度、宽度及挠度等制造及安装公差。它是“限界图”中的“车辆轮廓线”。2“静态限界”是指已经造好的、新的、空载的、停在平直轨道上的车辆截面的投影轮廓,是由设计截面加上制造和安装误差而来的,即加上悬挂误差,挠度,高度与宽度误差,不对称的角度等。3“动态限界”是车辆在直线轨道上按规定速度运行时在计及车辆如悬挂部件的位移、车辆允许范围内的磨耗、外部侧风等因素的影响的情况下,车辆各部位偏离轨道基准中心所允许的程度,车辆运行时各点必须在此空间范围内。在限界图中为车辆限界。4“动态包络线”是车辆在平直轨道上正常运行时,在各种因素作用下,计入所有允许的轨道结构公差、维修公差及磨耗,车辆各点偏离轨道基准中心所连成一个包络空间,它不包括车辆在水平及垂直曲线的偏移。5“扫掠包络线”是动态包络线的扩大,它包括垂直和水平曲线对车辆中央和端部的偏移的影响。第二节限界制订原则（1）限界应保证列车安全、正常运行。（2）限界应根据车辆的轮廓尺寸和技术参数、轨道特性、受电方式、设备及管线安装、施工方法等因素，进行综合分析后由计算确定。（3）限界一般按平直轨道的条件制定。（4）设备限界与车辆限界之间的间隙主要为安全预留量，应全面考虑横向安全留量和竖向安全留量。（5）建筑限界和设备限界之间应充分考虑建筑物上的设备和管线安装位置，在宽度方向上设备和管线与设备限界之间应留出20～50mm安全间隙。（6）建筑限界中不包括施工误差、测量误差、结构沉降、变形等因素。第三节制定限界的主要技术参数序号项目名称单位车型A型车B型车B1型B2型上部受流下部受流1车体计算长度mm22100190002车体最大宽度mm300028003车辆最大高度mm380038004车辆定距m向架固定轴距mm25002200～23006客室地板面距轨顶面高度mm113011007受电弓落弓高度mm3810--38108受电弓最大工作高度mm5410--54109受流器工作点至转向架中心线水平距离750Vmm--1417.51401--1500V--144410受流器工作面距走行轨面高度750Vmm--140160--1500V--200

城市轨道交通车辆基本参数表

1.线路与轨道参数线路最小曲线半径：因列车在高速通过弯道时由于离心力作用向弯道的外侧产生横向力，会对钢轨产生挤压，外翻。为了保证列车的行驶安全，在铁路的设计和建造时，国家《修规》对不同速度等级的铁路规定了车辆可以安全通过的圆曲线的最小半径，就是线路的最小曲线半径。轨道最大超高值：列车在曲线上运行时,产生离心力,使曲线外轨承受较大的压力,外轨磨损加重,增加行车阻力,严重时,会造成车轮脱轨.为了平衡离心力,把曲线外轨抬高,使车辆内倾,以车辆重力向内分力,来抵消减轻离心力的影响,使内外轨所受的压力相等,保持行车安全。超高值越大，列车所能通过的速度越快。

轨道结构强度:轨道具有的承载能力道岔:使列车由一组轨道转到另一组轨道上去的装置2.车辆参数车辆定距：车辆定距指车体两端支撑处之间的距离。有转向架的车辆为两心盘中心线之间的水平距离。转向架：把两个或几个轮对用专门的构架(侧架)组成一个小车，称为转向架，车体支承在前后两个转向架上第四节 设备限界的计算

限界的确定步骤：

以车辆的设计截面为基础,加上制造安装误差向外拓展得出车辆的静态限界;以静态限界为基础,考虑车辆的弹性部件的位移、允许范围内的磨耗和侧风等得出车辆的动态限界;在动态限界的基础上加上轨道线路原因(建设公差、维护限度和磨耗)造成的车辆偏移,得出车辆的动态包络线;以动态包络线为基础,加上适当的安全距离(车辆故障情况下未考虑的因素所需空间),从而可以确定车辆的设备限界;根据设备限界,加上设备安装所需要的空间得出建筑限界。

一、直辟线段设超备限界川的确定直线食段设械备限来界是母在车梯辆限裕界的抽基础筛上，易采用尚基准拆坐标茂系确名定直僚线段挤设备啄限界病的坐争标。悬直线太地段币设备芽限界铁坐标耍计算肆公式是为：（3-1）式中：——车辆龙限界券坐标路值；——轨道横向芳最大可能光容许偏差副；——轨道鹿竖向凑最大周可能誉容许鲜偏差座；i——轨道电倾斜糠度；ε——安全寄间距辫。二、曲线恋段设备限英界的计算1.平面寒偏移平曲线烟地段设墓备限界缠应在直俯线地段扁设备限捷界基础昏上，进拍行加宽奥和加高召处理。（1）车体曲线外侧腐：（3-先2）曲线内侧钩：（3-纯3）曲线露加宽很加高列车在曲员线上运行出，转向架箩可以转动扯，但其为垫刚性结构话，不能随避轨道而弯屡曲，车体亡纵向轴线耀与轨道中挨心线不相阀吻合，致味使车体两缴端向轨道佳外侧突出届，车体中街部向轨道收内侧偏入始，使车体否与建筑接名近限界间恋的净空减想少。另外犬，由于曲毅线外轨设赛置超高，合车体向曲穴线内侧倾练斜，也会令影响内侧悬限界示。油故，曲线融限界需加极宽加高。车辆轴线车辆长度L车辆前后转向架间距l线路中线曲线半径d内1d外d外车辆绿通过凉曲线误时，拍转向立架中觉心点码沿线悦路运决行，圈而车晕辆本外身却煮不能伏随线膊路弯胜曲仍惑保持迟其矩哈形形匙状。贱故其助两端扫向曲河线外仗侧偏粪移（d外），肠中间忽向曲投线内雪侧偏杠移（d内1）。二、纯曲线犁段设之备限筑界的端计算1.平面逃偏移平曲洽线地寺段设房诚备限歇界应连在直设线地姑段设况备限顷界基岗础上埋，进蠢行加晃宽和切加高游处理燃。（1）车简体曲线外冈侧：（3-2）曲线音内侧净：（3-镜3）（2）转向架曲线外侧坐：（3-棚4）曲线黎内侧言：（3-5）式中坟：m——计算讽断面拜至相损邻轴崖的距厘离（mm）。A型车代针入参数惨后，为Tba=82给0/R，Tbi=7什80筝/R。2.过（炭欠）振超高火引起鸣的设念备限抓界加序宽量重和加弃高量缠的计税算（1）车体横向向加宽量曲线轿内侧榨：（3-6）曲线外侧皱：（3-氏7）（2）车砌体竖厦向加让高量曲线内侧碌：（3-8）曲线外侧龙：（3-螺9）上述尚各式线中参见数应些根据劲不同甚车型收取值耕，可陷参看《地铁凉限界因标准》。3.曲线轨道金参数变化祖及车辆参滴数变化引柄起的设备绒限界加宽妖量（1）车体及转棍向架横向垃曲线外侧繁加宽量：整体道闷床：（3-炎10）碎石辫道床杯：（3-11）材（2）车体献及转向向架之横向超曲线直内侧整体道床棵：（3-12）碎石页道床丝式：（3-1厉3）式中：——曲线外轨骂磨耗（mm）。与车浮辆无关，耻当R≥8侦00m时为3mm，80兆0>屯R>南20幼0m时为3+阀30召0/轰R）；l——曲线轨洒道横向祝弹性变密形增量缎（mm），太取1.4犯mm；——车辆一系闪及二系弹深簧横向位钟移在曲线雷及直线的雨差值（mm），车体衫取9mm，转独向架殿取4mm；——曲线轨距吗加宽及内水轨磨耗（mm），俱当R≥8条00m时为0，800>译R>20身0m时为300/丛R）。①车体横洲向加宽损和过超撑高（或鼠欠超高贷）偏移叼方向相颠同时曲线外止侧：（3-计14）（3-15）曲线内剪侧：（3-1轮6）（3-17）车体公横向拼加宽站和过轰超高刷（或肆欠超膀高）造偏移待方向轨相反搂时平衡离心嗽力所需的膊超高大于搞实设超高剧，说明超宴高不足，罪其差值称铜为欠超高平衡竹离心杯力所李需的眯超高再小于步实设豪超高罩，说壮明超纽奉高过陶大，挠其差基值称备为过附超高曲线外侧扰：（3-18）（3-19）曲线内侧犹：（3-苹20）（3-2功1）曲线赠地段爷设备拢限界竟坐标出值即折为直太线地霞段设抗备限纤界坐瘦标值崖加上棒上述猪加宽织加高声值后义得到诸的坐昆标值嚼。第五节肯建筑限界一、鉴区间遍建筑熊限界二、苗区间任曲线役段建翁筑限脸界三、炸道岔蚊区建停筑限视界四、车地站限界一、区间秘建筑限界轨道萌交通迁的区锻间一眯般包特括地乏下区但间、乎高架街区间联、地固面线是区间躺和过纷渡段源。各价种区晓间结笔构根睁据不猴同的态施工炼方法写有不迅同的荒限界右断面桂。1.地下蚊线建谱筑限夺界区间沟建筑映限界疤分为谁：2.高架线缠桥面建泼筑限界3.地面伏线建敞筑限链界区间直挨线段矩停形隧道吸建筑限晴界（A型车）A型车单估圆隧道滥建筑限离界区间直线暖段双圆隧献道建筑限柄界（A型车）区间直线芬段双线高盾架桥面建狮筑限界（B1型车币）二、颠区间镇曲线开段建诸筑限脊界1.圆形轮隧道古和马梁蹄形弓隧道圆形隧道未和马蹄形摸隧道在曲角线超高地证段，采用伴隧道中心惠向线路基浑准线内侧辆偏移的方杂法，解决起轨道超高描引起的内隔外侧不均臂匀位移量茄，位移量况计算公式松如下：（3-2陪2）式中赞：α——轨道笨超高过角度摧，α=si蔽n-1（h/接s）；h0——直线饼段圆粒心距查轨面机高度消（mm）；h——轨道超高猫值（mm）；s——内外轨中国心距离（mm），一朝般取1500锡mm。2.矩形隧决道曲线地段勉矩形隧道增建筑限界蛛，应在曲弊线地段设私备限界基猾础上，按吵下列公式洗计算确定嚷：曲线地遣段建筑案限界外教侧宽度怒（）：（3-23）曲线建兵筑限界嚷内侧宽旬度（）：（3-2谷4）曲线建疾筑限界志高度（）应贵按下冒式计嫂算确美定：（3-竿25）（3-2新6）式中:h——轨道超高鞋值（mm）；——右侧、隶左侧设匠备或支降架最大走安装宽壳度值（mm）；（）、贼（）、肉（）——曲线地段笼设备限界痕控制点坐哑标值（mm）；——设备安装加误差和安袍全间隙（mm）；——受电弓工洋作高度（mm）；——接触网掘系统高元度（mm）；——轨道辽结构助高度溜（mm）。对于缓和尸曲线地段汇，一般有肿图解法和增公式法等煎方法。目隐前采用较撞多的则是乘图解与公乳式相结合弊的方法，义将内、外客侧加宽分鹿开计算。（1）内劫侧加辨宽量（3-瘦27）（2）外侧加日宽量（3-2肠8）式中：X2、X3——分别为计摄算断面处稿距缓和曲莫线起点的盖长度（mm）；C=Rl0，l0为缓爹和曲绞线长衡度；αx=si竭n-1（hx/s），hx为缓和曲慨线地段计扫算断面处镜的超高值熄（mm）。根据津车辆心所处贷的不州同工呼况，济将建晶筑限递界内抢外侧凡加宽宅量绘贷制成越图，沾即常沉用圆赔曲线慕和缓御和曲卧线地治段建厕筑限漆界加笋宽量单图，董这样神可方嫩便使已用。3.竖曲线地构段建筑限续界竖曲线:为了缓零和纵断逢面上坡烦度的突疤然变化,设置已在变注坡点皆处平能滑连蛮接两箩相邻唇坡段祖的竖厕向曲剃线。竖曲线地真段建筑限义界在直线产地段上根耐据公式（3-表29）和（3-薄30）进骄行加柴高。（1）凹形竖曲间线（3-29）（2）凸形歼竖曲背线（3-30）式中：R1、R2——分别为猎凹凸形浆竖曲线尊的半径砍（mm）。对于残轨道钥交通呼线路应而言钱，由责于一朴般竖筋曲线朝半径秘都比众较大迟，根披据上棒述公垄式计追算得夫出的甜竖曲过线加岩高值侍很小国，故报可以屿忽略罚不计渴。竖扩曲线辨半径绳很小线时，忧可根厌据需漆要进钟行核符算。三、道宝岔区建匹筑限界60待kg厘/m钢轨9号单开道报岔内、外勾侧加宽量券图道岔沙：使翠列车份由一浊组轨侧道转迅到另冻一组凳轨道玻上去字的装触置四、车站第限界1.地下混车站直线段矩赴形隧道岛全式车站建六筑限界2.高架朝车站轨道交弯通的高归架车站尘根据车颜站形式雀的不同睡，分为滩侧式车降站和岛杯式车站估。（1）侧式越车站A=（a0+站台费宽度徒）×2胃+l0（3-31）（2）岛式车爬站A=慨b0×2析+l0（3-32）式中雨：a0——线路此中心仇线至伪站台蔽边缘烤距离室（mm），A型车未为160寸0mm；l0——线间距蹈（mm）；b0——线路中心竖线至护栏喜柱内侧距施离。直线芽段高葱架侧赛式车议站桥煎面建凝筑限缩慧界（A型车、接悲触网供电化）3.屏蔽门猜与安全匙门建筑管限界车站屏蔽购门与安全库门的建筑前限界，一否般按屏蔽劳门与安全叉门的安装杯尺寸在不长考虑弹性译变形状态贯下，屏蔽盈门（安全耳门）最外换突出点至塞车站地段陡车辆限界亦之间应有怀不小于25mm的安全忙间隙考半虑。4.曲线车魂站设在曲仅线上的买车站，汽应在直耳线地段光车站的简有关限兰界基础辜上，包星括曲线忘内侧加多宽和曲耐线外侧比加宽。跨其中平矿面曲线捆偏移量任可分别妄按凹形未站台和轻凸型站惧台进行嫌计算。对于凹形谊站台，加殃宽量:（3-3啦3）