地铁与轻轨工程

地铁轻轨轨工程设计与施施工轨道交通通的路网网规划轨道交通通是城市市建设中中最大的的公益性性基础设设施对城市的的形成及及发展产产生深远远的影响响城市规划划、CBD、房房地产充分的可可行性研研究投资大不可恢复复性可持续发发展立项－报报批手续续BOT－－Building,Operation,Transfer轨道交通通的路网网规划路网规划划必须符符合城市市的总体体规划交通引道道城市发发展是一一条普遍遍规律带动沿线线房地产产和商业业区的开开发和升升值促使城市市发展走走向良性性循环2.1选线及车车站分布布《地下铁铁道设计计规范》》（GB50157-92））地下铁道道线路应应为右侧侧行车的的双线线线路，并并应采用用1435mm标准轨轨距。地下铁道道线路按按其在运运营中的的作用，，应分为为正线、、辅助线线和车场场线。地下铁道道的线路路在城市市中心地地区宜设设在地下下，在其其它地区区，条件件许可时时可设在在高架桥桥或地面面上。地下线路路的平面面位置和和埋设深深度，应应根据地地下构筑筑物的现现状与规规划、地地质与水水文条件件、结构构类型与与施工方方法以及及运营要要求等因因素经济济综合确确定。（5）地地下铁道道的每条条线路应应按独立立运行进进行设计计，线路路之间应应为立交交。线间间设联络络线。（6）地地下铁道道车站应应设置在在客流量量大的集集散点和和地下铁铁道线路路交会的的地方。。车站间间距在市市区宜为为1km左右，，在郊区区不宜大大于2km。（7）轨轨道设计计应保证证列车安安全、平平稳、快快速运行行，其构构造应具具有足够够的强度度、稳定定性、弹弹性和耐耐久性，，并应满满足绝缘缘、减振振和防锈锈等要求求。线路走向向选择按照路网网规划和和城市发发展总体体规划要要求，线线路基本本走向应应选择沿沿主要客客流方向向，并且且要通过过大客流流集散点点（如工工业区、、大型住住宅区、、商业文文化中心心、公交交枢纽、、火车站站、码头头、长途途汽车站站等），，以便于于乘客直直达目的的地，减减少换乘乘。选择线路路走向要要综合考考虑地质质条件、、历史文文物保护护、地面面建筑和和地下建建筑物等等情况，，在老城城区线路路宜选择择地下线线路。线路走向向选择———功能、经经济、技技术线路走向向选择———功能、经经济、技技术地下线路路基本走走向应结结合地形形、地质质及道路路宽窄等等条件，，尽量选选择在施工条件件好的城市市主干道道上。同同时进行行施工方方法的比比选，合合理选择择线路基基本位置置，埋置置方式及及深度，，减少施施工过程程中对现现有房屋屋等建筑筑物的拆拆迁以及及对城市市交通的的干扰。。在郊区区及次中中心区有有条件地地段，可可选择地地面线路路或高架架线路，，以节省投资资，降低运运营费用用。地下线路路通过建建筑群区区域的范范围应限限制在最最低限度度。线路走向向选择对于浅埋埋隧道线线路、地地面线路路或高架架线路，，其位置置通常是是沿着较较宽的城城市干道道布设，，或是通通过建筑筑物稀少少的地区区。为施施工创造造明挖条件件，还为车车站位置置的选择择增加了了自由度度。对于深埋埋隧道，，其线路路位置由由车站位位置决定定，一般般在两车车站之间间取短直直方向。。当线路预定与与远期规划线线联络时，先期与远期规规划线路的衔衔接虽然暂时费用用支出有所增增加，但为未未来路网中乘乘客的换乘方方便创造了条条件，这要比比未来改建线线路增设换乘乘设施要节省省投资。选择线路走向向时还要考虑虑车辆段、停车场的位置以及连连接两相邻地地铁线路间的的联络线。路网规划的形形式放射形(星形形)条带形棋盘形各种组合实例1：南南京地铁实例2：上上海地铁实例3:北北京地铁东京地铁线路路车站分布影响车站分布布的因素（a）大型客流集集散点（b）城市规模大大小（c）城区人口密密度（d）线路长度（e）城市地貌及及建筑物布局局（f）轨道交通路路网及城市道道路网状况（g）乘客对站间间距离的要求求地铁平均站间间距车站间距应参参照城市道路路布局和客流流吸引范围而而定。在市中中心区宜为1km左右，在市区区外围宜为2km左右地铁和轻轨土土建设计路基、线路上上部结构（轨轨道、道床等等）、桥梁、、隧道和沿线线设施组成的的线形构造物物。设计的主要内内容：（1）在经济济上论证所设设计线路在交交通运输系统统中的地位、、作用和经济效益益，说明其可可行性（2）根据铁铁路技术等级级（I、II、III级级）、勘测的的地形地物在在技术上选择线路———定线、线线路的平面和和纵剖面设计计（3）设计路路基、线路上上部结构、桥桥梁、隧道等等（4）进行其其它项目的设设计（车站、、机务、给水水、供电、铁铁路信号等项目的设计））中国铁路分级级我国铁路的等等级通常分为为三级，用罗罗马数字Ⅰ、、Ⅱ、Ⅲ表示示:Ⅰ级铁路：在在路网中起骨骨干作用的铁铁路，远期年年客货运量≥≥20百万吨吨；Ⅱ级铁路：1.在路网中中起骨干作用用的铁路，远远期年客货运运量＜20百百万吨。2.在路网中起起联络、辅助助作用的铁路路，远期年客客货运量≥10百万吨；；Ⅲ级铁路：为为某一区域服服务，具有地地区运输性质质的铁路，远远期年客货运运量＜10百百万吨。定线在地形图上或或地面上、下下选定路线的的走向，并确确定线路的空空间位置。在复杂的自然然条件和人文文地理条件下下，选出既能能以最少的人人力、物力、、财力，尽量量少改变自然然状态，又能能安全、迅速速、舒适，保保证输送能力力的线路。原则：1、输送能能力和运输发发展相适应2、确保地铁铁线路安全和和环境保护3、兼顾地铁铁和社会经济济效益4、协调机车车牵引性能和和线路技术标标准5、充分利用用合理先进科科学技术（1）几何设计：几何构造尺寸寸：定线、线形形的几何构成成（线路的平平面和纵剖面面设计）、道道路宽度的构构成。（2）路线结构设计计：路基——铁路路面下的的基础部分路基上面的结结构部分———线路上部结构构、桥梁、隧隧道等路面工程设计主要要包括：路基承受并传递轨轨道重力及列列车动态作用用的地面结构构物，是轨道道的基础。包包括路基体和附属属设施两部分。路基分为：路路堤、路堑、、半路堤半路路堑路基体：路基面、路路肩和路基边边坡（对地上上部分）路基附属设施施：排水设施（（排水沟）、、防护设施（（种草种树））与加固设施施（挡土墙、、扶壁支挡结结构）等。路基宽度、路基高度。边坡设计：考虑线路坡度度、路基稳定性、、工程经济性路基路基路基要满足三三个基本要求求：1、具有足够够的承载力和和刚度2、具有足够够的整体稳定定性3、具有足够够的水温稳定定性水温稳定性水温稳定性是是指强度和刚刚度在自然因因素的影响下下的变化幅度度。沿路基深度出出现较大的温温度梯度时，，水分在温差差的影响下以以液态或气态态由热处向冷冷处移动，并并积聚在该处处。这种现象象特别是在季季节性冰冻地地区尤为严重重。我国华北、东东北和西北地地区为季节性性冰冻地区，，这些地区的的路基在冬季季冻结的过程程中会在负温温度坡降的影影响下，出现现湿度积聚现现象。积聚的的水冻结后体体积增大，使使路基隆起而而造成面层开开裂，即冻胀胀现象。化冻时，路面面和路基结构构自上而下逐逐渐解冻，而而积聚在路基基上层的水分分先融解，水水分难以迅速速排除，造成成路基上层的的湿度增加，，路面结构的的承载能力便便大大降低。。若是在交通通繁忙的地区区，经重车反反复作用，路路基路面结构构会产生较大大的变形，严严重时，路基基土以泥浆的的形式从胀裂裂的路面缝隙隙中冒出，形形成了翻浆。。不是在季节性性冰冻地区所所有的道路都都会产生冻胀胀与翻浆,与与路基土的种种类,冻结形形式,水源情情况有很大关关系。对于渗渗透件较高的的砂性土以及及渗透性很低低的粘性土，，水分都不容容易积聚，因因此不易发个个冻胀与翻浆浆。而相反，，对于粉性上上和极细砂则则由于毛细水水活动力强，，极易发生冻冻胀与翻浆。。路线几何设计计几何构造尺寸寸：道路宽度的的构成、线形形的几何构成成几何设计的意意义：（1）几何构构造尺寸是地地铁路线设计计和施工的基基础（2）几何构构造尺寸决定定了车辆行驶驶的安全性、、舒适性及地铁建设与运运营的经济性性（3）几何构构造尺寸决定定了地铁路线线的等级和规规模几何设计考虑虑的因素：（1）车辆在在运动学和力力学方面是否否安全、舒适适（2）在视觉及运动心理学学方面是否良良好（3）与环境境风景是否协协调（4）从地形形方面看在经经济上是否妥妥当几何设计内容容：平面设计：路路线在水平面面的投影纵断面设计：：沿地铁路线线中线的竖向向剖面横断面设计：：地铁路线中中线上任意点点的法向切面面在道路线形设设计中，为了了便于确定道道路中线的位位置、形状、、尺寸，我们们是从路线平平面、路线纵纵断面和空间间线形三个方方面来研究路路线的，如图图所示。道路路中线在水平平面上的投影影叫路线平面面，反映路线线在平面上的的形状、位置置及尺寸的图图形叫路线平面图。用一曲面沿道道路中线竖直直剖切展成的的平面叫路线线纵断面，反反映道路中线线在断面上的的形状、位置置及尺寸的图图形叫路线纵断面图图。沿道路中线上上任一点所作作的法向剖切切面叫横断面面，反映道路路在横断面上上的结构、尺尺寸形状的图图形叫横断面面图。线路纵断面：：线路中心线纵纵向展直后在在铅垂面上的的投影,表明明线路的起伏伏变化情况。。铁路线路纵断断面平道与坡道就就成了线路纵纵断面的组成成要素线路平面线形形:直线、圆曲线线、缓和曲线线线路纵断面：：直线、曲线道路横断面（a）高速公公路和一级公公路（b）二二、三级公路路路线交叉：铁路与道路(或铁路)在在同一平面上上相交的地方方称为平面交交叉，又称为为交叉口。交叉口设计的的基本要求：：一是保证车车辆和行人在在交叉口能以以最短的时间间顺利通过，，使交叉口的的通行能力能能适应各条道道路的行车要要求。二是正正确设计交叉叉口立面、保保证转弯车辆辆的行车稳定定，同时符合合排水要求。。同一行驶方向向的车辆向不不同方向分开开行驶的地点点称为分叉点点(或称分流流点)；来自不同行驶驶方向的车辆辆以较小角度度向同一方向向汇合行驶的的地点，称为为合流点(或或称汇合点)；来自不同行驶驶方向的车辆辆以较大角度度相互交叉的的地点称为冲冲突点(或称称交叉点)。。此三类交错点点都存在相互互层撞、挤授授或碰撞的可可能性，是影影响交叉口行行车速度、通通行能力和发发生交通事故故的主要原因因。其中，以以直行与宜行行、左转与左左转以及直行行与左转车辆辆产生的冲突突点、对交通通干扰和行车车安全影响最最大，其次是是合流点。再再次是分流点点。2.2线路平面轨道交通线线路一般由由直线、圆圆曲线以及及连接直线线与圆曲线线的缓和曲曲线构成。。道岔是线线路平面上上的重要设设备。线路平面主主要技术要要素的确定定线路平面设设计的主要要要素有：：曲线半径：：最小夹直线长度度：最小圆曲线长度度：最小缓和曲线线线型和长度度曲线还可以以分为单曲曲线和复曲曲线。只有有一个半径径的曲线称称作单曲线线。由两个和几几个不同半半径（或是是不同转向向角）组成成的曲线，，称为复曲曲线。若相邻的曲曲线转向角角方向相同同，则该复复曲线为同同向曲线，，否则为反反向曲线。。表示圆曲线线大小和转转向的参数数有（1））转向角（（2）曲线线半径（3）切线长长（4）曲曲线外失距距。其中最最主要的参参数是转向向角和曲线线半径。转转向角越小小，曲线半半径越大，，列车运行行条件就越越好。在实实际线路中中，线路曲曲线半径一一般为350米到4000米米不等。根根据不同线线路的线路路等级，对对线路所能能采用的最最小曲线半半径，设计计规范中有有明确的规规定。此外外，为了不不使车辆同同时处在曲曲线的始、、终点之外外，圆曲线线一般不得得短于20米。平曲线参数数计算公式式曲线起讫点点里程，可可按下列方方法推求：：ZH（直缓点））里程，在在平面上量量得；HZ（缓直点））里程＝ZH里程＋K；HY（缓圆点））里程＝ZH里程＋l0；YH（圆缓点））里程＝HZ里程－l0；最小圆曲线线半径小半径的线线路有许多多缺点：外轨超高大大，乘客舒舒适度差；；加速轮缘和和轨道的磨磨耗；增加噪声和和振动公害害，还必须须限制行车车速度；如需要较大大的建筑接接近限界去去容纳与车车辆端部和和中部的偏偏移距离；；小半径上视视距短，司司机了望条条件差。最小曲线半半径选定是是否合理，，对地下铁铁道线路的的工程造价价、运行速速度和养护护维修都将将产生很大大的影响。。影响最小曲曲率半径的的其它因素素有：列车在小曲曲线半径地地段下坡道道上运行时时，摇晃加加剧，降低低乘客的舒舒适度。另另外，小半半径上视距距短，司机机了望条件件差，对行行车安全不不利。钢轨磨耗主主要是轮轨轨间发生摩摩擦造成的的，轮轨间间的摩擦包包括滚动摩摩擦和滑动动摩擦。单单纯的滚动动摩擦使钢钢轨磨耗甚甚微，而车车轮只要有有0.2％％的滑动，，磨耗就会会显著增加加。列车在在曲线上运运行时，附附加动压力力及轮轨间间的相对滑滑动与曲线线半径成反反比，半径径越小滑动动磨耗越大大。从北京地下下铁道运营营情况看，，一期地下下铁道在困困难情况下下最小曲线线半径为200m，，有的地段段磨耗较严严重；二期期地下铁道道最小曲线线半径为250m，，磨耗情况况尚可，曲曲线半径R≥300m的曲线线上未发现现不正常磨磨耗现象。。小半径地段段，因横向向力大，碎碎石道床线线路的轨距距与水平均均难以保持持，曲线的的几何形状状不易固定定，养护维维修工作量量大。最小圆曲线线半径？缓和曲线行驶于曲线线轨道的机机车车辆，，出现一些些与直线运运行显著不不同的受力力特征。如如曲线运行行的离心力力，外轨超超高不连续续形成的冲冲击力等。。为使上述诸诸力不致突突然产生和和消失，以以保持列车车曲线运行行的平稳性性，需要在在直线与圆圆曲线轨道道之间设置置一段曲率率半径和外外轨超高度度均逐渐变变化的曲线线，称为缓缓和曲线。。缓和曲线在铁路线路路上，直线线和圆曲线线不是直接接相连的，，它们之间间需要插入入一段特殊殊线段，称称为缓和曲曲线。缓和曲线作作用：(1)使离离心力逐渐渐增大或消消失，保证证列车平稳稳通过曲线线。(2)在缓和曲曲线范围内内完成轨距距加宽量和和外轨超高高量。缓和曲线特特点：半径径是变化的的，由∞→R或R→∞缓和曲线具具有以下几几何特征：：1．缓和曲曲线连接直直线和半径径为R的圆圆曲线，其其曲率由0至1／R逐渐变化化。2．缓和曲曲线的外轨轨超高，由由直线上的的零值逐渐渐增至圆曲曲线的超高高度，与圆圆曲线超高高相连接。。3．缓和曲曲线连接半半径小于350m的圆曲线线时，在整整个缓和曲曲线长度内内，轨距加加宽呈线性性递增，由由零至圆曲曲线加宽值值。所以，缓和和曲线是一一条曲率和和超高均逐逐渐变化的的空间曲线线。缓和曲线设设置在正线上当当曲线半径径小于或等等于2000m时，，圆曲线与与直线间应应根据曲线半径及行车速度按表2-3规定设置置缓和曲线线。缓和曲曲线可以是是放射螺旋旋型、三次次抛物线型型。道岔附带曲曲线可不设设缓和曲线线和超高，，但其曲线线半径不得得小于道岔岔导曲线半半径。当两圆曲线线的曲率差差大于1／／2000时，应设设置中间缓缓和曲线，，其长度应应根据计算算确定，但但不应小于于20m。。正线及辅助助线的圆曲曲线最小长长度不宜小小于20m，在困难难情况下不不得小于一一个车辆的的全轴距。。全轴距系系指一节车车辆第一位位轴至最后后位轴之间间距离，目目前我国地地铁车辆的的全轴距最最大不超过过20m。。缓和曲线长长度计算夹直线夹直线是指指相邻曲线线两端点间间的直线。。夹直线短短于20m时，会出现现一车辆同同时跨越两两条曲线，，引起车辆辆左右摇摆摆，影响行行车平稳性性，增大钢钢轨磨耗。。正线及辅助助线上两相相邻曲线间间的夹直线线长度，不不应小于20m，车场线上上的夹直线线长度不得得小于3m。在地形困难难曲线毗连连地段，两两相邻曲线线间的直线线段，即前前…’曲线线终点(HZ1)与与后一曲线线起点(ZH2)间间的直线，，称为夹直直线，如图图所示。两两相邻曲线线、转向相相同者称为为同向曲线线，转向相相反者称为为反向曲线线。夹直线长度度力争长一一些，为行行车和维修修创造有利利条件。但为适应地地形节省工工程，需要要设置较短短的夹直线线时，其最最小长度受受下列条件件控制：(1)线路路养护要求求夹直线太短短，特别是是反向曲线线路段，列列车通过时时，因频繁繁转换方向向，车轮对对钢轨的横横向推力加加大，夹直直线的正确确位置不易易保持。维维修实践证证明：夹直直线长度不不宜短于2—3节钢钢轨．钢轨轨标准长度度为25m，即50—75m；地形困困难时，至至少应不小小于一节钢钢轨长度，，即25m。(2)行车车乎稳要求求旅客列车从从前一曲线线通过夹直直线进入后后一曲线的的运行过程程中，因外外轨超高和和曲线半径径不同，末末被平衡的的横向加速速度频繁变变化，引起起车辆左右右摇摆，反反向曲线地地段更为严严重。为了了保证行车车平稳、旅旅客舒适，，夹直线长长度不宜短短于2—3节客车长长度。我国国25型客客车全长为为25．5m，故夹夹直线长度度不宜短于于51．0—76．．5m。客车通过夹夹直线时，，要跨过夹夹直线前后后的缓直点点和直缓点点，车轮与与钢轨冲击击引起转向向架弹簧的的振动。为为保证缓直直点和直缓缓点产生的的振动不叠叠加，以保保证旅客舒舒适，夹直直线应有足足够长度，，使客车通通过夹直线线的时间不不小于弹簧簧振动消失失的时间。。即进进一一步步考考虑虑客客车车后后转转向向架架后后轴轴在在后后方方缓缓直直点点产产生生的的振振动动，，不不与与前前转转向向架架前前轴轴在在前前方方直直缓缓点点产产生生的的振振动动叠叠加加，，则则夹夹直直线线长长度度中中尚尚需需减减去去客客车车全全轴轴距距L*再再计计算算时时间间。。2.3线线路路纵纵断断面面轨道道交交通通线线路路按按地地面面标标高高差差异异分分为为地地面面线线、、高高架架桥桥线线、、地地下下线线。。地面面线线形形的坡坡度度应应与与城城市市道道路路相相当当，，以以减减少少工工程程量量。。地下下线线的埋埋深深受受到到所所在在地地区区工工程程地地质质水水文文地地质质条条件件限限制制，，还还与与隧隧道道施施工工方方法法、、地地面面建建筑筑物物和和地地下下构构筑筑物物的的情情况况等等因因素素有有关关。。高架架线线应充充分分注注意意城城市市景景观观，，考考虑虑机机车车牵牵引引能能力力，，坡坡度度尽尽量量延延长长。。地下下车车站站经经常常设设在在线线路路纵纵剖剖面面的的最最高高处处？？地下下铁铁道道车车站站设设在在线线路路纵纵剖剖面面的的最最高高处处，，车车站站两两端端为为下下坡坡，，称称为为节能能纵纵坡坡。列列车车从从车车站站启启动动后后，，借借助助下下坡坡势势能能增增加加列列车车的的加加速速度度，，缩缩短短列列车车牵牵引引时时间间，，从从而而达达到到节节能能目目的的。。在在列列车车进进站站时时，，可可借借助助上上坡坡阻阻力力，，降降低低列列车车的的速速度度，，缩缩短短制制动动时时间间，，减减少少制制动动发发热热，，节节约约环环控控能能量量的的消消耗耗。。线路路纵纵断断面面主主要要技技术术要要素素的的确确定定最大大纵纵坡坡地铁铁由由于于高高密密度度行行车车和和大大运运量量，，为为了了保保证证行行车车安安全全和和正正点点，，设设计计原原则则要要求求列列车车失失去去部部分分（（最最大大可可达达到到1半半））牵牵引引动动力力条条件件下下，，仍仍能能用用另另一一部部分分牵牵引引动动力力将将列列车车从从最最大大坡坡度度上上启启动动，，因因此此最最大大坡坡度度阻阻力力及及各各种种附附加加阻阻力力之之和和，，不不宜宜大大于于列列车车牵牵引引力力的的一一半半。。最大大纵纵坡坡确确定定原苏苏联联地地下下铁铁道道设设计计规规范范(1981年年7月月1日日起起执执行行)规规定定的的地地下下线线路路段段和和隐隐蔽蔽地地面面线线段段的的纵纵坡坡不不大大于于40‰‰，，而而敞敞开开地地面面段段的的坡坡度度则则不不大大于于35‰‰。。法法国国巴巴黎黎市市区区地地铁铁线线路路最最大大坡坡度度为为40‰‰，，地地区区快快车车线线最最大大坡坡度度30‰‰，，困困难难地地段段的的坡坡度度还还可可以以大大一一些些。。香香港港地地铁铁线线路路最最大大纵纵坡坡30‰‰。。综合上上述各各种因因素，，我国国地下下铁道道正线线规范范规定定最大大坡度度宜采采用30‰‰，困困难地地段可可采用用35‰，，辅助助线的的最大大坡度度宜采采用40‰‰。，，但均均不包包括各各种坡坡度的的折减减值。。高架轻轻轨线线按我我国轻轻轨样样车技技术条条件规规定正正线的的限制制坡度度为60‰‰。纵坡折折减（1））高原原纵坡坡在海拔拔3000米以以上的的高原原地区区，因因为空空气稀稀薄而而使车车辆输输出功功率降降低，，相应应降低低了车车辆的的爬坡坡性能能；此此外，，在高高原地地区行行车，，大气气压强强低水水箱易易开锅锅；所所以，，各级级公路路的最最大纵纵坡应应按规规定折折减；；最大大纵坡坡折减减后，，如小小于4%时时，仍仍采用用4%。（2））桥梁梁隧道道纵坡坡大、中中桥上上的纵纵坡不不宜大大于4%，，桥头头引道道纵坡坡不宜宜大于于5%；位位于市市镇附附近非非车辆辆交通通量较较大的的地段段，桥桥上及及桥头头引道道纵坡坡均不不得大大于3%；；小桥桥涵纵纵坡随随路线线。隧道内内的纵纵坡不不应大大于3%，，并不不得小小于0.3%；；独立立的明明洞和和长度度小于于50米的的隧道道可不不受上上述限限制。。（3））非汽汽车交交通量量较大大的路路段纵纵坡非汽车车交通通量较较大的的路段段纵坡坡，应应根据据具体体情况况将纵纵坡放放缓；；平原原微丘丘区一一般不不大于于2%—3%，，山岭岭重丘丘区一一般不不大于于4%—5%。。车站纵纵坡地面和和高架架桥的的车站站站台台段线线路应应设置置在平平道，，在困困难地地段可可设在在不大大于8‰的的坡道道。设在隧隧道内内的车车站线线路纵纵坡尽尽可能能平缓缓，根根据相相关技技术标标准不不宜大大于5‰。。最小纵纵坡隧道内内的最最小坡坡度主主要为为满足足纵向向排水水需要要，一一般情情况下下线路路坡度度与排排水沟沟坡度度取一一致，，隧道道内线线路坡坡度一一般不不小于于3‰。车场线线设在在不大大于1.5‰的坡坡道上上，较较大坡坡度停停车不不稳，，易发发生溜溜车的的危险险事故故。为了便便于道道岔的的养护护与维维修，，道岔岔应铺铺在较较缓的的坡道道上，，一般般规定定设在在不大大于5‰的坡坡度上上，在在困难难的条条件下下可设设在不不大于于10‰的坡坡度上上。隧道内内折返返线和和存车车线，，既要要保持持隧道道内最最小的的排水水坡度度，又又需满满足停停放车车辆和和检修修作业业的要要求，，一般般选取取20‰。竖曲线线为了缓缓和变变坡度度的急急剧变变化，，使列列车通通过变变坡点点时产产生的的附加加加速速度不不超过过允许许值，，相邻邻坡度度差大大于或或等于于2‰时，，应设设竖曲曲线。。地下铁铁道若若为钢钢筋混混凝土土的整整体道道床，，其弹弹性变变形量量比地地面铁铁路碎碎石道道床小小得多多，所所以地地下铁铁道设设置竖竖曲线线的要要求要要高。。抛物物线形形曲率率渐变变，更更适合合列车车运行行，但但铺设设和养养护复复杂，，竖曲曲线通通常为为圆曲曲线形形。(四)竖曲曲线是是纵断断面上上的圆圆曲线线。(1)竖曲曲线半半径的的选取取：ⅠⅠ、ⅡⅡ级铁铁路为为10000mⅢⅢ级级铁路路为5000m(2)竖曲曲线设设定的的条件件：在在Ⅰ、、Ⅱ级级铁路路上相相邻坡坡段的的坡度度代数数差大大于3‰，，Ⅲ级级铁路路大于于4‰‰时，，应以以圆曲曲线连连接。。地铁坡坡段长长度在列车车通过过变坡坡点时时要产产生附附加离离心力力和附附加加加速度度。为为行车车平稳稳考虑虑，宜宜设置置较长长的坡坡段。。为了适适应线线路高高程的的变化化，坡坡段也也不能能太长长，否否则将将引起起较大大的工工程量量，给给施工工带来来困难难。因此应应综合合考虑虑两者者的影影响来来确定定最短短坡段段长度度。①一般般情况况下，，当线线路纵纵向最最小坡坡段小小于列列车长长度时时，可可以使使一列列车长长范围围内只只有一一个变变坡点点，以以避免免变坡坡点附附加力力叠加加及附附加力力频繁繁变化化的影影响，，保证证行车车的平平稳。。②坡段段长度度还应应满足足竖曲曲线既既不相相互重重叠，，又能能相隔隔一定定距离离，两两竖曲曲线夹夹直线线长度度不宜宜小于于50M，，以利利于列列车运运行和和线路路的维维修。。轻轨高高架坡坡段长长度对于轻轻轨高高架线线，坡坡段最最小长长度不不短于于远期期列车车长度度，同同时保保证两两竖曲曲线间间夹直直线不不小于于25m。。对于大大坡道道，由由于牵牵引功功率限限制，，对于于60‰坡度限限长50m；50‰坡度限限长1000m。小于50‰坡道不不限。。竖曲线线的切切线长长度＠外矢距距＠2.4轨轨道的的几何何形位位轨道几几何形形位是是指轨轨道各各部分分的几几何形形状、、相对对位置置和基基本尺尺寸。。从轨道道横断断面上上来看看，轨轨道的的几何何形位位包括括轨距距、水水平、、外轨轨超高高和轨轨底坡坡。轨道的的两股股钢轨轨之间间应保保持一一定的的距离离，为为保证证机车车车辆辆顺利利通过过小半半径曲曲线，，曲线线轨距距应考考虑加加宽。。两股钢钢轨的的顶面面应置置于同同一水水平面面或保保持一一定水水平差差。曲线上上外轨轨顶面面应高高于内内轨顶顶面，，形成成一定定超高高度，，以使使车体体重力力的向向心分分力得得以抵抵消其其曲线线运行行的离离心力力。轨道两两股钢钢轨底底面应应设置置一定定的轨轨底坡坡，使使钢轨轨向内内倾斜斜，以以保证证锥形形踏面面车轮轮荷载载作用用于钢钢轨断断面的的对称称轴上上。从轨道道的纵纵断面面上看看，轨轨道的的几何何形位位包括括轨道道的前前后高高低。。钢轨顶顶面在在纵向向上应应保持持一定定的平平顺度度，为为行车车平稳稳创造造条件件。轨道是是机车车车辆辆运行行的基基础．．直接接支承承机车车车辆辆的车车轮，，并引引导其其前进进，因因而机机车车车辆走走行部部分的的基本本几何何形位位与轨轨道的的几何何形位位之间间应密密切配配合。。轨道道几何何形位位正确确与否否，对对机车车车辆辆的安安全运运行、、乘客客的旅旅行舒舒适度度、设设备的的使用用寿命命和养养护费费用起起着决决定性性的作作用。。影响安安全性性的因因素有轨距距、水水平、、轨向向、外外轨超超高等等，这这些几几何形形位超超限是是产生生机车车车辆辆掉道道、爬爬轨以以及倾倾覆的的直接接因素素。影响旅旅行舒舒适度度的因因素有轨距距、轨轨向、、外轨轨超高高顺坡坡及其其变化化率、、缓和和曲线线线形形、前前后高高低等等，这这些几几何形形位因因素直直接影影响机机车车车辆的的横向向及竖竖向的的加速速度，，产生生相应应的惯惯性力力，在在高速速铁路路和快快速铁铁路中中，随随着运运行速速度的的提高高，该该影响响特别别显著著。影响设设备使使用寿寿命和和养护护费用用的几几何形形位因因素包括轨轨距、、轨向向、水水平、、前后后高低低和外外轨超超高等等，这这些因因素对对钢轨轨的磨磨耗和和轨道道各部部件的的受力力有较较大影影响，，直接接影响响养护护维修修的上上作量量和费费用。。轨道的的几何何形位位轨道由由直线线和曲曲线组组成。。直线线部分分的方方向应应保持持平直直，两两股钢钢轨之之间应应保持持一定定的距距离，，称之之为轨距；两股钢钢轨的的顶面面应位位于同同一水水平或或保持持一定定的相相对高高差，，称之之为水平；为使钢钢轨顶顶面在在有锥锥形踏踏面的的车轮轮荷载载作用用下受受力均均匀，，两股股钢轨轨均应应向内内倾斜斜铺设设，称称之为为轨底坡坡（一般般设1:40的内倾倾度））；轨道的的几何何形位位对半径径很小小的曲曲线，，为保保证轨轨道交交通车车辆能能顺利利通过过，应应将轨距加加宽；；为抵消消轨道道交通通车辆辆通过过曲线线时的的离心心力，，应使使外轨轨顶面面略高高于内内轨顶顶面，，形成成适当当的超高；；为使轨轨道交交通车车辆平平稳地地自直直线进进入圆圆曲线线，或或由圆圆曲线线进入入直线线，直直线与与圆曲曲线间间，应应有一一条曲曲率渐渐变的的缓和曲曲线，并为为外轨轨逐渐渐升高高、轨轨距逐逐渐加加宽创创造必必要的的条件件。轨距轨距为为两股股钢轨头头部内内侧与轨道道中线线相垂垂直的的距离离。因因为轨轨底坡坡的缘缘故，，所以以规定定，轨轨距应应在钢钢轨头头部内内侧面面下16mm处量取取。我我国目目前已已建的的几条条城市市轨道道交通通线路路的轨轨距都都是采采用1435mm。轨距小小于1435mm者统称称为窄窄轨距距。为使轨轨道交交通车车辆能能顺利利通过过轨道道，轨轨道的的轨距距必须须略大大于轮轮对宽宽度，，有一一定的的游间间。当当轮对对的一一个车车轮轮轮缘与与钢轨轨贴紧紧时，，另一一车轮轮轮缘缘与钢钢轨之之间的的游间间δ为（见见图））：δ＝S—q式中S为轨距距；q为轮对对宽度度。轮轨游游间的的大小小，对对列车车运行行的平平稳性性和轨轨道的的稳定定性有有重要要的影影响。。如游间间太大大，则则列车车运行行的蛇蛇行幅幅度就就大，，列车车左右右摆动动就大大，作作用于于钢轨轨的横横向力力就大大，动动能损损失就就大，，轮轨轨间撞撞击也也大，，加剧剧轮轨轨磨耗耗和轨轨道变变形，，严重重时将将引起起撑道道脱线线，危危及行行车安安全。。如游间间太小小，则则增加加行车车阻力力和轮轮轨磨磨耗，，严重重时还还可能能楔住住轮对对、挤挤翻钢钢轨或或导致致爬轨轨事件件，危危及行行车安安全。。随着行行车速速度的的口益益提高高，目目前世世界上上一些些国家家正致致力于于通过过试验验研究究的办办法得得到游游间的的合理理取值值。轨向是是指轨轨道中中心线线在水水平面面上的的平顺顺性经过运运营的的直线线轨道道并非非直线线、而而是由由许多多波长长10一20m的曲曲线所所组成成，因因其曲曲度很很小，，故通通常不不易察察觉。。若直线线不直直则必必然引引起列列车的的蛇行行运动动。在在行驶驶快速速列车车的线线路上上，线线路方方向对对行车车的平平稳性性具有有特别别重要要的影影响。。相对对轨距距来说说，轨轨道方方向往往住是是行车车平稳稳性的的控制制因素素：只只要方方向偏偏差保保持在在容许许范围围以内内，轨轨距变变化对对车辆辆振动动的影影响就就处于于从属属地位位。在无缝缝线路路地段段，若若轨道道方向向不良良，还还可能能在高高温季季节引引发胀胀轨跑跑道事事件(轨道道发个个明显显的不不规则则横向向位移移)，，严重重威胁胁行车车安全全。轨底坡坡由于车车轮踏踏面与与钢轨轨顶面面主要要接触触部分分是1／20的的斜坡坡，为为了使使钢轨轨轴心心受力力，钢钢轨也也应有有一个个向内内的倾倾斜度度，因因此轨轨底与与轨道道平面面之间间应形形成一一个横横向坡坡度，，称之之为轨轨底坡坡。考虑在在机车车车辆辆的动动力作作用下下，轨轨道发发生弹弹性挤挤开，，轨枕枕产生生挠曲曲和弹弹性压压缩，，加上上垫板板与轨轨枕不不密贴贴，道道钉的的扣压压力不不足等等因素素，实实际轨轨底坡坡与原原设计计轨底底坡1／20有有较大大的出出入。。另外外车轮轮踏面面经过过一段段时间间的磨磨耗后后，原原来1／20的的斜面面也接接近1／40的的坡度度。所所以1965年年以后后，我我国铁铁路的的轨底底坡统统一改改为1／40。。曲线轨轨道的的轨距距加宽宽与超超高（1）轨距距加宽宽为使轨轨道交交通车车辆能能够平平顺的的通过过曲率率半径径较小小的曲曲线轨轨道，，对轨轨距要要适当当加宽宽。加加宽轨轨距通通过将将曲线线轨道道的内内轨向向曲线线中心心方向向移到到，并并在缓缓和曲曲线长长度范范围内内完成成，曲曲线外外轨位位置保保持不不变，，我国国曲线线轨距距加宽宽标准准见下下表。。曲线半径mR≥350350＞R≥300R＜300轨距加宽mm0515机车车辆辆进入曲曲线轨道道时，仍仍然存在在保持其其原有行行驶入向向的惯性性，只是是受到外外轨的引引导作用用方才沿沿着曲线线轨道行行驶。在小半径径曲线，，为使机机车车辆辆顺利通通过曲线线而不致致被楔住住或挤开开轨道，，减小轮轮轨间的的横向作作用力，，以减少少轮轨磨磨耗，轨轨距要适适当加宽宽。加宽轨距距，系将将曲线轨轨道内轨轨向曲线线中心方方向移动动．曲线线外轨的的位置则则保持不不变。曲线轨道道外轨超超高为了平衡衡车辆经经过曲线线轨道时时的离心心力，需需在曲线线轨道上上设置外外轨超高高，即把把曲线外外轨适当当抬高。。借助车辆辆重力的的分力平平衡离心心力，从从而达到到内外两两股钢轨轨受力均均匀、垂垂直磨耗耗均等使旅客不不因离心心加速度度的存在在而感到到不舒适适提高线路路横向稳稳定性，，保证行行车安全全假定a＝＝0对应应的v＝＝vp，则：注意：曲线地段段的外轨轨设有超超高，轨轨枕处于于倾斜状状态。当当其倾斜斜到一定定程度时时，内股股钢轨中中心线将将偏离垂垂直线而而外倾，，在车轮轮荷载作作用下有有可能推推翻钢轨轨。因此此，在曲曲线地段段应视其其外轨超超高值而而加大内内轨的轨轨底坡。。倾覆稳定定性任何一条条曲线轨轨道，均均按一定定的平均均速度设设置超高高。在既既定的超超高条件件下，通通过该曲曲线的列列车最高高速度和和最低速速度必定定受到限限制，低低速和高高速行驶驶均有列列车倾覆覆的危险险。低速行驶驶通过外外轨最大大超高允允许值来来限制。。高速行驶驶通过最最高行车车速度来来限制。。采用末被被平衡超超高度的的容许值值，来限限制曲线线行车，，是保证证行车安安全的一一项重要要指标。。2.5限界限界确定定的原则则根据地铁铁和轻轨轨车辆轮轮廓尺寸寸和性能能、线路路特性、、设备安安装及施施工方法法等因素素经技术术经济综综合比较较确定的的空间尺尺寸称为为限界。。车辆限界界应根据据车辆主主要尺寸寸等有关关参数，，并考虑虑静态和和动态情情况下，，所达到到的横向向和竖向向偏移量量及偏移移角度，，按可能能产生的的最不利利情况确确定。为为了确保保运营的的安全，，各种建建（构））筑物和和设备均均不能侵侵入限界界。铁路限界界机车车辆辆限界：：车辆宽度度和高度度的最大大尺寸；；建筑限界界：建筑至铁铁路中心心线的最最小距离离。限界地铁和轻轻轨限界界应包括括车辆限界界设备限界界建筑限界界接触轨和和接触网网限界接触轨受受电的车车辆主要要尺寸应应符合如如下规定定：车体长度度19000mm；两车钩钩中心距距离19520mm；车辆最大大宽度为为2800mm；车辆高度度为3515mm；车辆定距距为12600mm；固定轴距距2300mm；地板面距距轨顶的的高度为为1100mm；受流器安安装尺寸寸：受流流器端部部距车体体横向中中心为1473mm；受流器中中心距轨道道顶部高度度为140mm。地铁隧道限限界地铁隧道限限界区间高架桥桥面建筑限限界小结2.1选选线及车站站分布2.2线线路平面最小曲线半半径、夹直直线长度、、最小圆曲曲线长度以以及缓和曲曲线线型和和长度。2.3线线路纵断面面主要技术要要素有坡度度、坡段长长度及竖曲曲线。竖曲曲线参数又又包括曲线线半径、竖竖曲线长度度、外矢距距等。2.4轨轨道的几何何形位轨距；称之之为轨底坡坡（一般设设1:20的内倾度度）。曲线线轨道的轨轨距加宽；；外轨超高高；缓和曲曲线2.5限限界车辆限界、、设备限界界、建筑限限界、接触触轨和接触触网限界思考题1确定轨道交交通线路走走向的基本本原则？路路网规划对对城市发展展的影响？？2轨道交通线线路平面主主要技术要要素有哪些些？3轨道交通线线路纵断面面主要技术术要素有哪哪些？4对曲线轨道道，为什么么要规定的的最小圆曲曲线半径和和外轨超高高？5地铁和轻轨轨的车辆限限界是根据据哪些因素素确定的？？铁路工程本讲主要内内容（1）铁路路工程的基基本组成（2）高速速铁路（3）地铁铁（4）城市市轻轨（5）磁悬悬浮铁路铁路工程的的基本组成成——线路：：路基和上上部结构铁路工程设设计的主要要内容：（1）在经经济上论证证所设计线线路在交通通运输系统统中的地位位、作用和经济效效益，说明明其可行性性（2）根据据铁路的技技术等级（（I、II、III级）、勘勘测的地形形地物在技术上选选择线路———即线路路的平面和和纵剖面设设计（3）设计计路基、线线路上部结结构、桥梁梁、隧道等等（4）进行行车站、机机务、给水水、供电、、铁路信号号等项目的的设计铁路定线在地形图上上或地面上上选定路线线的走向，，并确定线线路的空间间位置。在复杂的自自然条件和和人文地理理条件下，，选出既能能以最少的的人力、物物力、财力力，尽量少少改变自然然状态，又又能安全、、迅速、舒舒适，保证证输送能力力的线路。。原则：1、输送送能力和运运输发展相相适应2、确保铁铁路安全和和环境保护护3、兼顾铁铁路和社会会经济效益益4、协调机机车牵引性性能和线路路技术标准准5、充分利利用合理先先进科学技技术路基承受并传递递轨道重力力及列车动动态作用的的地面结构构物，是轨轨道的基础础。包括路基体和附附属设施两部分。路基分为：：路堤、路路堑、半路路堤半路堑堑路基体：路基面、、路肩和路路基边坡路基附属设设施：排水设施施（排水沟沟）、防护护设施（种种草种树）与加加固设施（（挡土墙、、扶壁支挡挡结构）等等。路基要满足足三个基本本要求：1、具有足足够的承载载力和刚度度2、具有足足够的整体体稳定性3、具有足足够的水温温稳定性铁路的上部部结构——钢轨、、轨枕、道道床、道岔岔钢轨：要求有足足够的承载载能力、抗抗弯强度、、断裂韧性性、稳定性及耐耐腐性能标准钢轨：≥70、、60、50、43、38kg/m；；长度：25m、12.5m轨枕：钢轨的支支座，要求求有足够的的强度、弹弹性和耐久久性主要有木枕枕和预应力力混凝土枕枕；长度一一般为2.5m轨道分类：特重、重重、次重、、中、轻型型5个等等级道床：铺设在路路基顶面上上的道渣层层铁路横剖面面上部结构的的强度和稳稳定性取决决于钢轨类类型、轨枕枕类型和密密度、道床类类型和厚度度等因素道岔：铁路线路、、线路间连连接和交叉叉设备的总总称轨排的组装装、运送和和铺设6.2高高速铁路铁路速度的的分档：常速（100～120km/h）；；中速速（120～160km/h）；准高速或快快速（160～200km/h）；；高速（200～400km/h）；；特高速（400km/h以上上）高速铁路优优点：①节省能源源；②保保护环境；；③安全全；④舒舒适；⑤⑤省时对高速铁路路的要求包包括：铁路沿线的的信号与通通讯自动化化管理；铁铁路机车和和车辆的减减震和隔声声要求；对对线路平、、纵断面的的改造；加加强轨道结结构，改善善轨道的平平顺性和养养护技术等等地铁施工技技术盾构法盾构法施工工是以盾构构(Shield)作为施工工机械在地地面下以暗暗挖修筑隧隧道的一种种施工方法法。盾构是是一种钢制制的活动防防护装置或或活动支撑撑，既能支支撑地层压压力，又能能作为活动动钢制圆形形或半圆形形装置在地地层中推进进。盾构是是通过软弱弱含水层，，特别是江江河底、海海底以及城城市中心区区修建隧道道的一种机机械，是一一种集开挖挖、支护、、推进、衬衬砌等多种种作业一体体化的大型型暗挖隧道道施工机械械，主要用用于软弱、、复杂地层层的隧道施施工。第一一节节盾盾构构法法施施工工流流程程一、、盾盾构构在在隧隧道道施施工工中中的的作作用用（1））将将隧隧道道前前端端约约二二环环衬衬砌砌的的外外周周用用盾盾构构壳壳体体支支护护，，形形成成外外部部支支撑撑，，在在盾盾壳壳的的掩掩护护下下开开挖挖地地层层及及装装配配隧隧道道衬衬砌砌。。（2））盾盾构构壳壳体体为为内内部部结结构构所所支支撑撑，，在在内内部部结结构构中中如如有有必必要要时时可可添添设设水水平平及及竖竖向向隔隔板板，，将将盾盾构构分分隔隔成成一一些些小小工工作作室室，，既既增增加加了了盾盾构构的的刚刚度度又又带带来来了了操操作作上上的的方方便便。。（3））盾盾构构后后部部盾盾尾尾部部分分无无内内部部支支撑撑结结构构，，可可在在其其掩掩护护下下拼拼装装隧隧道道衬衬砌砌。。（4））盾盾构构的的掘掘进进靠靠液液压压千千斤斤顶顶在在已已拼拼装装好好的的隧隧道道衬衬砌砌环环上上向向前前推推进进。。二盾盾构构法法施施工工工工序序流流程程（1））在在盾盾构构法法隧隧道道的的起起始始端端和和终终端端各各建建一一个个工工作作井井。。（2））盾盾构构在在起起始始端端工工作作井井内内安安装装就就位位。。（3））依依靠靠盾盾构构千千斤斤顶顶推推力力将将盾盾构构从从起起始始端端工工作作井井的的墙墙壁壁开开孔孔处处推推出出。。（4））盾盾构构在在地地层层中中沿沿着着设设计计中中轴轴线线推推进进，，在在推推进进的的同同时时不不断断出出土土和和安安装装衬衬砌砌管管片片。。（5））及及时时地地向向衬衬砌砌背背后后的的空空隙隙注注浆浆，，防防止止地地层层移移动动和和固固定定衬衬砌砌环环位位置置。。（6））盾盾构构进进入入终终端端井井并并被被拆拆除除，，如如施施工工需需要要，，也也可可穿穿越越工工作作井井再再向向前前推推进进。。第二二节节盾盾构构法法施施工工技技术术要要求求一、、盾盾构构法法施施工工的的优优缺缺点点及及适适用用范范围围（一一））盾盾构构施施工工法法的的优优点点1．．安安全全性性盾构构施施工工方方法法属属于于暗暗挖挖施施工工，，具具有有良良好好的的隐隐蔽蔽性性，，不不受受地地面面交交通通、、河河道道、、航航运运、、潮潮汐汐、、季季节节、、气气候候等等条条件件的的影影响响，，能能较较经经济济合合理理地地保保证证隧隧道道安安全全施施工工，，可可在在盾盾构构支支护护下下安安全全地地进进行行开开挖挖、、衬衬砌砌等等。。2．．高高效效率率盾构构的的推推进进、、出出土土、、拼拼装装衬衬砌砌等等可可全全部部机机械械化化、、自自动动化化作作业业，，施施工工劳劳动动强强度度较较低低，，而而掘掘进进速速度度比比较较快快。。3．危害小施工中噪声、、振动引起的的公害小．对对周围环境没没有干扰；隧隧道穿越河底底、海底及地地面建筑群下下部时，可完完全不影响航航道通行和地地面建筑正常常使用。4．经济性适宜在不同颗颗粒条件下的的土层中施工工，多车道的的隧道可做到到分期施工，，分期运营，，可减少一次次性投资；在在松软含水地地层中．修筑筑埋置深度较较大的长大隧隧道，具有经经济、技术、、安全等方面面的优越性。。（二）盾构施施工法的缺点点1．重复利用用率低盾构是一种价价格较昂贵，，针对性很强强的专用施工工机械，对每每一座采用盾盾构法施工的的隧道，均应应根据工程地地质、水文地地质条件、衬衬砌结构断面面尺寸的大小小进行专门制制造、运送、、拼装与拆卸