车市轨道交通1

交通与机械工程学院关醒权

《轨道交通运输设备》沈阳建筑大学第一章城市轨道交通线路与站场学习目的：了解城市轨道交通的发展历程；掌握城市轨道交通的基本形式；了解地铁线路的特点，掌握盾构法的原理；掌握地铁车站的分类。轨道交通地铁高速客运专线城际轨道交通铁路轨道交通的快速发展1.线路2.车站3.车辆10.机电设备4.牵引供电9.票务设备8.通信7.闭塞5.信号6.联锁运输设备基本范围绪论一、地铁的发展1863年，世界上第一条地铁在英国伦敦建成通车。它标志着城市快速轨道交通在世界上诞生。1863-1899年，美国、英国、法国、匈牙利、奥地利等5个国家的7座城市相继修建了地铁。1900-1924年，欧洲和美洲又有9座城市修建了地铁，包括柏林、马德里、费城等。1925-1949年，由于第二次世界大战的影响，城市轨道建设速度放慢。莫斯科第一条地铁于1935年建成通车。1950-1974年，欧洲、亚洲、美洲有30余座城市地铁相继通车。1975-2000年，世界进入和平发展时期，又有30余座城市地铁相继通车，其中亚洲有20余座城市开通了地铁。亚洲最早地铁：1927年12月日本的浅草→涩谷我国最早地铁：1969年北京地铁。二、城市轨道交通的基本形式城市轨道交通按能力分为市郊铁路、地铁、轻轨和有轨电车四种形式城市轨道交通按构造主要可分为：铁路、地铁、轻轨、单轨、磁悬浮、导向轨道交通等。1、铁路：在城市轨道交通中，主要是指市郊铁路和城市间城际铁路。2、地铁（metro、subway）：

地铁是地下铁道的简称，地铁一般采用大载客量车箱，每辆定员一般在310人左右，每小时单向交通流量在3→6万人。它是一种独立的有轨交通系统，不受地面道路情况的影响，能够按照设计的能力正常运行，从而快速、安全、舒适地运送乘客。地铁效率高，无污染，能够实现大运量的要求，具有良好的社会效益。（世界十大地铁）3、轻轨（lightrailtransit、lightRapidTransit）：

是原城市有轨电车的发展而来，采用中等载客容量的车箱，每辆定员一般在202人左右，每小时单向交通流量在1.5→3万人左右。其设计成本较地铁要轻。4、单轨单轨交通可分为跨座式和悬挂式两种，单轨铁路速度较慢，多采用橡胶轮胎，建造成本低，每小时单向交通流量一般在0.84→2.52人间，适合与速度和运输需求低的场合。5、磁悬浮：利用车辆与轨道间的磁相吸或相斥原理，使车辆悬浮在轨道上的运输方式，速度快，建造成本极高。6、导向轨道交通（AutomaticGuidewayTransit）：导向轨道交通(AGT)，是一种第三轨供电引导的系统，一般实现无人驾驶。杭州地铁2010年线路图杭州地铁2050年线路图一、地铁线路地铁路网的基本型式有：单线式、单环线式、多线式、蛛网式。每一条地铁线路都是由区间隧道（地面上为地面线路或高架线路）、车站及附属建筑物组成。地铁线路按其在运营中的作用不同，可分为正线、辅助线和车场线。1、正线正线贯穿所有车站、区间供列车运行的线路。多数为全封闭。地铁列车采用右侧行车制。第一节地铁线路一、地铁线路地铁路网的基本型式有：单线式、单环线式、多线式、蛛网式。每一条地铁线路都是由区间隧道（地面上为地面线路或高架线路）、车站及附属建筑物组成。地铁线路按其在运营中的作用不同，可分为正线、辅助线和车场线。1、正线正线贯穿所有车站、区间供列车运行的线路。多数为全封闭。地铁列车采用右侧行车制。一、地铁线路2、辅助线辅助线是为空载列车提供折返、停放、检查、转线及出入段作业的线路，主要包括：折返线、临时停车线、渡线、车辆段出入线、联络线等。（1）折返线位于端点站或有折返需求的中间站。（2）临时停车线为了停放运营中的故障列车。一般3－5个车站设置一个临时停车线。（3）渡线用于列车折返时更换轨道（4）车辆段出入线是从车辆段与商业运营正线间的连接线。可设计为单线或双线。（5）联络线主要为其他线路的轨道交通列车提供运行的可能。第七章城市轨道交通设备第二节地铁线路二、结构工程（一）、地下结构施工方法按不同地下工程结构类型，地下结构施工方法可分为：明挖法和暗挖法。1、明挖法（CutandOver或OpenCut）

明挖法是直接在地下工程建造处进行露天开挖和支护，然后在开挖处建造地下结构，完工后再进行覆盖、恢复地貌的方法。明挖法具有施工作业面多、速度快、工期短、易保证工程质量和工程造价低等优点，但因对城市生活干扰大、对周围环境破坏大，使其应用受到限制。明挖法适用于浅埋的地下工程，可修建的空间比较大。1950年前后，日本东京、大阪重新开始的地铁建设全部采用明挖法施工。第七章城市轨道交通设备第二节地铁线路2、暗挖法

盾构法

矿山法

传统矿山法新矿山法新奥法浅埋暗挖法二、结构工程（1）、盾构法（ShieldMethod）：原理：盾构法亦称掩护筒法，是法国人于1818年发明的在土层或松软岩层中暗挖隧道的一种方法。采用盾构顶进，而后拼装预制管片形成衬砌。盾构施工方法为用被称做盾构(shield)的钢壳里面，在保持撑子面稳定的同时进行安全掘进，而后面则装上被称做衬砌(segment)的衬砌组件，利用其反作用力，以千斤顶盾掘进的一种隧道施工方法。第七章城市轨道交通设备第二节地铁线路二、结构工程（1）、盾构法（SHIELDMETHOD）：盾构法优点：施工速度快、振动小、噪音低，且对隧道上方地面的副作用很少。新开发的已泥水加压盾构法和土压平衡式盾构对地面的影响更少。盾构法缺点：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。总的费用比盖挖法高。适用性：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。(2)矿山法（MINETUNNELINGMETHOD）原理：矿山法一般是指埋置于基岩，用传统钻爆法或臂式掘进机开挖隧道的方法，也称为“钻爆法”。优点：矿山法具有施工工艺简单、应用灵活、减少拆迁和交通疏解及造价合理等优点。缺点：由于矿山法采用爆破或机械掘进洞开挖，对周围岩体的扰动比较大。此外对地质勘探要求较高，对围岩地质情况的预见性较差，需要超前地质探明和预报、对地表沉降较难控制，防水效果较盾构隧道差，通过软弱土层、砂层、断层破碎带时施工较困难。适用性：一般适用于线路埋深较大、地质条件较好的工程项目。矿山法隧道施工技术在北京地铁、广州地铁一号线中被广泛应用。(2)矿山法（MINETUNNELINGMETHOD）矿山法可分为传统矿山法和新矿山法新矿山法分为新奥法、浅埋暗挖法。第七章城市轨道交通设备第二节地铁线路（二）、高架结构1、分类地面筑堤：不适合与城市高架桥：分钢桥和混凝土桥（多用），混凝土桥又有当梁形桥（两端支撑）、刚性框架桥（中间支撑）等。2、高架桥梁组成桥的梁根据形状主要有预应力混凝土槽形梁、预应力混凝土板梁、预应力混凝土T形梁等，多用T形梁。桥的墩台根据形状有：T形墩、双柱墩、V形墩和Y形墩。第七章城市轨道交通设备第二节地铁线路（二）、高架结构三、轨道（一）轨道结构1、钢轨目前城市轨道交通中使用的钢轨主要有三种：槽形钢轨：多用于有轨电车的街道轨道，使用后路面与钢轨在同一平面，基本不影响城市其它交通运输。如香港屯门地铁、欧洲有轨电车等中有使用，是一种新兴轨道。双头钢轨：19世纪曾经应用过，现已基本淘汰；平底钢轨：现在普遍使用的I字钢轨。我国铁路中钢轨主要有：50、60、75

kg/m几种我，城市轨道中一般正线等尽量采用60轨，可增加轨道稳定性、增加牵引电流回流断面，减少杂散电流。车场线。停车线等可用50或更低的轨。2、轨枕与大铁路中的情况相似。但城市轨道交通中如果采用第三轨供电，在安装第三轨托架的地方还要采用特殊加长的混凝土枕。3、道床道床分为道碴道床和无碴道床。一般在地面线中使用道碴道床，在其它如隧道、高架中使用无碴道床。地铁中无碴道床主要为整体道床，整体道床可分为以下几种：

无枕式整体道床：也称整体灌注式，施工复杂；

轨枕式整体道床：可分为短枕式整体道床（中心设排水沟）和长枕式整体道床（侧向设排水沟）（一）轨道结构第七章城市轨道交通设备第二节地铁线路4、扣件在无碴道床中，扣件直接将钢轨与混凝土基础联结。故对扣件有以下要求：调整量要求：可适当改变轨距杭横向力要求：就＞＝40KN扣压力要求：每组扣件扣压力大于12KN就能阻止钢轨爬行强度、刚度等要求：目前国内扣件主要有：DTⅠ型扣件：全弹性分开式，在北京地铁一、二期工程中使用；DTⅢ、DTⅣ：全弹性分开式，二阶减振，用于北京地铁复八线、上海地铁一号线；DTⅥ：全弹性分开式，用于青岛、沈阳和上海地铁二号线，取消螺栓；DTⅦ：半弹性分开式，最初为伊朗德黑兰地铁设计（一）轨道结构四、限界限界主要包括车辆限界、设备限界、建筑接近限界和接触轨或接触网限界等。其中隧道限界中，可分为：矩形隧道限界（明挖法施工形成的）圆形隧道限界（盾构施工形成的）马蹄形隧道限界（矿山法施工形成（浅埋暗挖法））第三节车站车站是旅客乘降的场所，市区车站间距应在1公里左右，郊区在2公里左右。一、车站的分类：

车站按其运营性质和功能分为四种：中间站：只供乘客乘降用，此类车站数量最多。折返站：在中间站设有折返线路设备即称为折返站，一般在市区客流量大的区段设立，可以满足乘客需要，同时节省运营开支。换乘站：既用于乘客乘降又为乘客提供换乘的车站。终点站：地铁线路两端的车站，除了供乘客上下或换乘外，通常还供列车停留、折返、临修及检修使用。一、车站的分类：按与地面相对位置分：地下车站；地面车站；高架车站。按站台形式分为：岛式车站；侧式车站；一岛一侧；一岛二侧车站等。二、车站规模一般根据日均乘降乘客流量和高峰小时乘客流量来确定，可分为：小型站、中型站、大型站和特大型站。车站规模日均乘降量高峰小时乘降量小型站5万人次以下0.5万人次以下中型站5→20万人次0.5→2万人次大型站20→100万人次2→10万人次特大型站1000万人次以上10万人次以上三、车站的组成与大铁路相似，主要由：车站大厅及广场、售票大厅、站台、办公室等旅客不常到的地方。在车站主体空间中，可分为乘客使用空间（付费区和非付费区）、车站用房。第七章城市轨道交通设备第三节车站练习题：1、城市轨道交通按能力分为哪四种形式？2、请说明地铁与轻轨的区别？3、地铁施工方法有哪些，其形成的隧道各有什么特点？4、说明盾构法的适用地形、优点与缺点？5、车站按其运营性质和功能分为哪四种？练习答案1、城市轨道交通按能力分为__市郊铁路、__地铁、__轻轨和__有轨电车四种形式2、地铁一般采用大载客量车箱，每辆定员一般在310人左右，每小时单向交通流量在3→6万人。轻轨采用中等载客容量的车箱，每辆定员一般在202人左右，每小时单向交通流量在1.5→3万人左右。3、可分为明挖法和暗挖法，暗挖法又分为盾构法和矿山法。矩形隧道限界（明挖法施工形成的）圆形隧道限界（盾构施工形成的）马蹄形隧道限界（矿山法施工形成（浅埋暗挖法））4、盾构法优点：施工速度快、振动小、噪音低，且对隧道上方地面的副作用很少。新开发的已泥水加压盾构法和土压平衡式盾构对地面的影响更少。盾构法缺点：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。总的费用比盖挖法高。适用性：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。5、车站按其运营性质和功能分为四种：中间站、折返站、换乘站、终点站。第七章城市轨道交通设备练习题世界办第一条地铁

19世纪中叶，伦敦比以前任何城市发展得都要快。在这庞大帝国的中心，当数以千计的新房屋、商店、办公楼和工厂为日益膨胀的劳动大军而建造起来时，它几乎要爆炸了。这些人需要有比狭窄的街道所能提供的更好的运输工具。

查尔斯.皮尔逊认为，答案就是在地下建造铁路。1843年，他把自己的建议提交议会。然而直到1863年，短途的“大都市铁道”才总算开通。不过即使这段路程只有6.5千米，这条线路也是非常成功的，第一年就运载了乘客950万人。第一条地铁线路采用了“挖-盖”的工序来建造，即挖掘一条深沟，然后封盖其上面。1890年建造的真正的“管状”铁道，是用一个液压冲头推进的钢箍钻通泥土建成的。中国第一条地铁北京地铁第一期工程于1969年10月基本建成，于1971年1月开始试运营。运行区段从北京火车站至西郊苹果园，全长23.6公里，共有17个车站。由于这是我国第一条地铁，缺乏运营管理经验，加上这条地铁是在十年动乱期间修建的，车辆、设备一开始存在不少问题。在试运营开始后的头几年，遇到的困难较多。但是，负责试运营工作的北京地下铁道管理处，在国务院有关部门的指导和帮助下，不断摸索、总结经验，发动群众，努力改善管理工作。从1977年开始各项工作基本上走上了正轨，并逐步取得了进展。近几年来，他们狠抓了技术队伍的建设，通过开办地铁技工学校，培训职工6200多人次；建立和健全了各项规章，改革了一部分车辆，提高了车辆的完好率；对现有设备进行了整治，保证了正常运转；狠抓了安全行车工作。他们还通过技术革新，提高了地铁的自动化水平，先后实现高度集中、自动闭塞、自动广播等自动化项目，使发车间隔由过去的十几分钟缩短到4分钟，提高了列车的运输效率。

资料补充世界十大地铁（1）莫斯科（俄国）：年输送旅客量达26亿人次。（2）东京（日本）：年客流量25亿人次。（3）纽约（美国）：年客流量15亿人次。（4）墨西哥城（墨西哥）：年载旅客15亿人次。（5）巴黎（法国）：年乘地铁人次为12亿。（6）大阪（日本）：年载客为9.48亿人次。（7）列宁格勒（前苏联）：年客流量8.21亿人次。（8）伦敦（英国）：年输送旅客8.15亿人次。（9）汉城（韩国）：年输送旅客8.12亿人次。（10）香港（中国）：年输送旅客6.3亿人次

资料补充有轨电车

资料补充单轨

资料补充导向交通

资料补充德国、日本磁悬浮

资料补充盾构

资料补充概念：盾构法亦称掩护筒法，是法国人于1818年发明的在土层或松软岩层中暗挖隧道的一种方法，一般采用盾构顶进，而后拼装预制管片形成衬砌。盾构施工方法为用被称做盾构(shield)的钢壳里面，在保持撑子面稳定的同时进行安全掘进，而后面则装上被称做衬砌(segment)的衬砌组件，利用其反作用力，以千斤顶盾掘进的一种隧道施工方法。盾构法优点：施工速度快、振动小、噪音低，且对