路网规划与设计PPT课件.ppt

2 1规划设计原则2 2路网结构2 3线路规划设计 第二章路网规划与设计 第一节规划设计原则 路网规划是轨道交通规划的重要组成部分和具体体现 包括线路的规模 走向 类型等方面 基本原则 全局性原则路网规划必须符合城市总体规划 交通通引导城市发展 轨道交通改变了大城市发展模式 城市沿轨道交通走廊轴向伸展 带来了城市蔓延和副中心出现 客流预测原则路网规划要与城市客流预测相适应 定量确定路线单向高峰小时客流量 以此确定线路规模和容量 线路走向原则规划路线应尽量沿城市主干道布置 线路要贯穿客流集散数量大的场所 如 交通中心 商业中心 文化娱乐中心 生活区等 线路布置原则 线路布置要均匀 线路密度要适量 交通组织原则发展以快速轨道交通为骨干 常规的公共交通为主体 辅之以其他交通方式 构成多方位多层次立体交通体系 基本原则之外还要满足一下要求 1 客运负荷均匀各条线路上的客运负荷量要尽量均匀 要避免个别线路负荷过大或过小的现象 2 地层和环境选线合理在考虑线路走向时 应当考虑地面建筑情况 要注意保护重点历史文物古迹和保护环境 避开不良地质段和地下管线等构筑物 3 利用既有线路尽可能利用城市原有的铁路设施 4 设置车辆停放和检修基地要同时规划好车辆段 场 的位置和用地范围 5 环行线设置轨道环线的布设 要在客流预测基础上 经过分析比较 优化组合确定 做到因地制宜 6 优化路网修建程序确定各条线路修建顺序时 要与城市建设规划和旧城改造计划相结合 第二节路网结构 路网结构 根据城市规划编制的路网中各条线路所组成的几何图形 一 要求 1 一般与城市道路网的结构形式相适应 2 在确定时应首先考虑客流主方向 3 需要考虑结构形式的合理性 路网结构的基本类型 二 轨道交通路网结构主要形式 路网结构的基本类型 1 放射形 星形 路网所有线路在一个小区域交接的结构 换乘站通常位于市中心的客流集散中心 捷克布拉格地铁网 圣彼得堡地铁网 优点 线路均可在中心区域换乘 郊区与市中心联系方便 一次换乘即可到达目的地 缺点 换乘站客流量大 客流干扰严重 换乘站设计施工难度大 建设费用高 各副中心之间联系不便 需到市中心换乘 2 放射网状指线路 至少3条 为径向线交叉所成的网状结构 优点 市中心线路和换乘站均匀 连通好 换乘方便 郊区到市中心出行方便 市中心区对市郊经济辐射较远 缺点 郊区之间联系不便 必须到中心区换乘站换乘 3 放射形环状结构在放射网状基础上增加环行线而成的路网结构 其环线一般与所有径线交叉 优点 整个路网连通性好 有效缩短市郊间乘客出行的里程和时间 起到疏散市中心客流的作用 莫斯科地铁网 成都地铁网 青岛地铁网 墨西哥地铁 4 棋盘式 栅格网状结构 由若干条线路 至少四条 大致呈平行四边形交叉 构成的网络多为四边形路网结构 优点 在内城区分布比较均匀 结构连通性好 乘客换乘选择多 能提供很大的运输能力 客流分布比较均匀 缺点 二次换乘多 无到市中心的径向路线 市郊到市中心出行不便 5 棋盘加环线形式 提高环线上乘客的直达性和减少换乘次数 改善环外线路间乘客的换乘条件 缩短了出行时间 减轻了市中心的线路负荷 起到疏散客流作用 北京地铁50年代规划网络图 北京地铁1995年规划网络图 北京地铁2015年轨道网络图 6 对角线形在棋盘加环线的基础上 增加对角线走向线路 优点 可弥补棋盘形非直线多 换乘多的缺点适用 只有对角线方向的客流确实较大 并且有布置线路的适宜条件时 才能用这种形式的路网 广州地铁12号线 浔峰岗站 科学中心站 是广州市城市轨道交通线网构架中 X 形对角线中西北 东南的结构骨干线建设地铁12号线是为了加密中心城区线网 优化线网换乘条件 可将南端4号线客流和西端金沙洲客流快速引入中心区 动工时间 2018年开通时间 预计于2023年 7 条带形 树状 结构几条线路有n 1个交点 换乘站 形如树枝状 适用于沿江或沿山谷条带状发展的城市 特点 结构连通性差 换乘不方便 客流分布不均 行车组织困难 宜昌轨道交通 三 路网规划对城市发展结构的影响 1 路网规模 长度 1 以城市公共交通客流总量计算路网总长度Lz 式中 Lz 路网规划线路总长度 km Q 远期公共交通预测客流每年总量 万人次 y 快速轨道交通远期在公共交通总客流量中分担客流的比重 该值根据各城市情况不同 一般为0 3 0 6 q 线路负荷强度 万人次 km y 2 以路网密度指标计算路网线路总长度 以城市的用地面积计算 式中 A 城市市区用地面积 km2 1 路网密度指标 km km2 一般取0 25 0 35 以人口总数计算 式中 M 市区人口数 百万人 2 路网密度 km 百万人 密度指标可参考轨道交通发达城市的路网密度指标 3 从地铁公司考虑 运营的收入 运营的支出 这是最低的要求 4 以往经验总结世界上已有轨道交通现状 对轨道交通客运量和城市人口及线路长度关系作出判断 5 从居民出行特征考虑 网络结构的优化 1 相同的人口和工作岗位分布下 相同里程 不同的网络结构其运输效率是不同的 2 网络结构运输效率 可以用该网络服务市民出行的总时间和总里程的比来反映 总时间越小 总里程越短 网络结构运输效率就越高 出行总时间可以表示为 式中 Tt 出行总时间 h Nij 从第i个交通分区到第j个交通分区的出行人数 tij 从第i个交通分区到第j个交通分区的出行时间 单位为h n 为交通分区数 式中 LL 表示出行总里程 km Nij 从第i个交通分区到第j个交通分区的出行人数 Lij 交通分区数i到交通分区j的出行里程 km n 为交通分区数 出行总里程为 分析 1 假定两种典型分布方式 均匀分布 市中心集中分布 2 选择三种路网形式 分别计算各个结构下的市民出行总时间和总里程 计算所采用参数如下表 可看出 1 当人口和工作岗位均匀分布时 从网络的交通功能的角度 栅格结构是最优的 2 当人口和工作岗位市中心集中分布时 放射形环状结构最利于市民出行 注 的环线半径3km 的环线半径6km 计算结果列于下表 三种典型网络结构下市民的出行总时间与总里程 不同网络结构对城市结构的影响 1 星形结构引导城市向单中心结构发展 2 树状结构引导城市呈条带状中心区结构发展 宜昌轨道交通 圣彼得堡地铁网 3 栅格网状结构引导城市较均匀向外扩展 4 放射网状结构促使城市形成手掌状向外延伸的平面图 墨西哥地铁网 哥本哈根地铁网 我国大城市轨道交通网络 1 绝大多数城市是单中心结构 2 单一中心结构缺点 加剧市中心的交通拥挤 增加人们平均出行距离 市中心地价高 反过来抑制市中心的发展 市中心人口过分密集 环境污染 生活质量下降 3 我国城市要走持续发展之路 利用快速轨道交通引导城市结构布局的改变和发展 对于300万以上人口的特大型城市 应设置放射 环形网络的轨道交通 引导城市市区形成多个中心 向市郊沿轴向发展 优先规划市郊轨道交通促进卫星城的发展 人口在100万以上大中型城市 随着经济的发展 交通需求日益增大 要规划轨道交通 100万以下 有一定的经济 文化 旅游特点城市 要结合地理 人口环境规划轨道交通 安阳城市轨道交通规划 第三节线路规划设计 一 基本规定 3 地下铁道线路在城市中心地区宜设在地下 条件允许时可设在高架桥和地面上 4 应根据地面建筑物 地下管线和其他地下构筑物的现状与规划 工程地质与水文地质条件 采用的结构类型与施工方法以及运营要求等因素 经技术经济综合比较确定 5 地铁每条线路均应按独立运营进行设计 线路之间以及线路与其他交通线路之间的交叉处 应为立体交叉 二 规划设计内容1线路的形式及各期所要完成的路段 2线路的平面位置及埋置深度 3线路纵断面设计图 4线路标志与轨道类型 线路标志是引导列车运行的一种信号 应按规定设置 6车站的位置 数量 距离 形式 7设备间的位置 通风 上下水及电力形式 布局等 8线路内的障碍物状况及解决办法 9总体说明 包括城市状况 建造地铁意义 建设规模等 10技术经济比较论证 三 准备工作前期应准备下述资料 1拟规划地段的地形图 城市规划图 规划红线位置及红线宽度 道路及建筑规划模式 2掌握地段内的地下状况 主要是附近建筑的基础资料 地下管网资料 已建地下建筑状况 3准备工程地质与水文地质资料 包括土质状况 地下水深度 土的物理力学性质等 4了解当地自然气候的情况 如风力 风向 雨雪分布 地震烈度及洪水等 5获取地铁线路的防护等级 基本要求 防火等级等资料 6其他资料 如河床 坡谷 重要保护性建筑 古文物 古树等 7调查预测近期和远期列车编组的车辆数 四 选线 2 选线分为经济选线和技术选线 1 经济选线经济选线就是选择行车线路的起始点和经过点 线路起始点往往选择在换乘量大的处所 在城市中心区 轨道交通宜设置在地下 线路应尽量经过大的客流集散点 在市郊结合部和郊区 应以高架桥和地面线路为主 地铁与轻轨不论地下 高架或地面线 左线和右线一般平行并列于同一街道范围内 左右线的组合方式形式多样 常见地下线的组合形式如图 左右线路位置关系 尺寸单位 m 上海明珠轻轨高架桥区间线路横断面 高架线路在左右线一般采用同一桥墩 故左右线一般均为并列 平行 等高 高架轻轨线路及车站 地面轨道交通线路 地面线路一般也是并列 平行 等高 地面线路 应结合街道规划 可以放在车道中心 也可设置在一侧 应全线通盘考虑 不可随意换位 2 技术选线技术选线是按照行车线路 结合有关设计规范 平面和纵剖面设计要求 确定不同坐标处线路位置 遵循先定点 后连线 点线结合 车站的疏密与人口密度的高低以及线路长短有关 车站间在城市中心区和居民稠密地区宜为1km 在城市外围区宜为2km 超长线路的车站间距可适当加大 我国已经建成地铁平均站间距离 我国已建成的地铁车站平均间距如表所示 辅助线的分布辅助线路按其使用性质可以分为折返线 存车线 渡线 联络线 车辆段 车场 出入线 辅助线是为保证正常运营 合理调度列车而设置的线路 最高运行速度限制在35km h 渡线 1 折返线为供运营列车往返运行时调头转线及夜间存车而设置的线路 折返线形式 2 联络线是为沟通两条单独运营线路而设置的连接线 为两线车辆过线服务 联络线图 3 车辆段出入线是正线与车辆段间的连接线 是车辆段与正线之间的联络通道 辅助线的分布原则 1 每条线路的起始点或每期工程的起止点必须设置折返线或渡线 在靠近车辆段端一般设渡线 利用正线折返 2 小客流截面的区段上应设置区段折返线 3 每隔3 5个车站应设置存车线 供故障列车临时存放或检修 五 线路平面设计1 地铁线路平面曲线设计最小曲线半径 是修建地铁的主要技术标准 合理与否 对地铁的工程造价 运行速度 养护维修都将产生重大影响 1 曲线半径选择线路平面最小线路半径 按 地铁设计规范 GB50157 2013 规定 2 缓和曲线为了保证列车运行的平顺 在正线上当曲线半径等于或小于3000m时 圆曲线与直线间应设置缓和曲线 缓和曲线半径采用三次抛物线型 其缓和曲线方程式为 式中 R 曲线半径 m L 缓和曲线全长 m 续上表 2 高架轻轨线 1 半径选择 线路平面要与规划道路平面保持一致 路口转弯处最小曲线半径应符合下表 最小曲线半径 m 车站宜设在直线上 站台范围内最小曲线半径应符合 车站最小曲线半径 m 2 平面连接线路平面圆曲线与直线之间应设置缓和曲线 曲线道岔除外 缓和曲线长度可按 轻轨交通设计标准 中表确定 线路缓和曲线长度 六 线路纵断面设计 轨道交通线路按地面标高差异分为地面线 高架线 地下线 地下车站设在线路纵剖面的最高处 车站两端为下坡 称为节能纵坡 车站主体结构采用明挖法施工 区间隧道采用盾构法或其他暗挖法施工 方便设计成节能纵坡 坡度选择 1 最大纵坡 我国地铁正线规定最大坡度宜采30 困难地段可采用35 辅助线的最大坡度宜采用40 高架轻轨线正线的限制坡度定为50 困难条件下可采用60 车场内的库线宜设在平坡道上 库外停放车的线路坡度不应大于1 5 为了便于道岔的养护与维修 道岔应铺设在不大于5 的坡度上 在困难的条件下可设在不大于10 的坡度上 2 最小纵坡区间隧道的线路最小坡度宜采用3 困难条件下可采用2 区间地面线和高架线 当具有有效排水措施时 可采用平坡 3 车站纵坡 地铁车站站台计算长度段坡度宜采用2 当具有有效排水措施或与相邻建筑物合建时 可用平坡 地面和高架桥的车站站台段线路设置在平道 在困难地段可设在不大于2 的坡道 竖曲线为避免坡度的急剧变化 使列车通过变坡点时产生的附加加速度不超过允许值 相邻坡度差大于或等于2 时 应设竖曲线连接 竖曲线半径计算采用下式计算 式中 R 竖曲线半径 m a 竖向加速度 m s 地铁一般取0 08 0 3 轻轨取0 385V 行车速度 km h 地铁 轻轨最小竖曲线半径分别不宜小于表中规定 地铁竖曲线半径 m 轻轨竖曲线半径 m 坡段长度综合考虑行车平稳及工程量的影响来确定最短坡段长度 1 一般情况 线路纵向最小坡段小于列车长度时 可以使一列车范围内只有一个变坡点 2 坡段长度还应满足竖曲线不相互重叠 同时相隔一定距离 两竖曲线间夹直线长度不宜小于50