城市市政轨道交通工程规划与设计

城市市政轨道交通工程规划与设计了解：线路规划设计基本原则,线路敷设方式，线路规划一般步骤。理解：线路设计方法及相关技术标准。掌握：线路走向与车站分布，线路平纵断面设计原则和方法，相关的技术规范与标准。

目录7.1线路总体设计7.2线路平纵断面设计7.3某市轨道交通系统线路设计案例7.1线路总体设计

线路设计是在已经确定的城市轨道交通线网条件下，研究某一条或某一段线路的具体位置，确定相关细节，包括线路的路由方案、敷设方式以及站点选择等。7.1.1线路的走向与路由1、所需资料2、线路方向及路由选择1)线路方向及路由选择要考虑的主要因素

(1)线路的作用(2)客流分布与客流方向。

(3)城市道路网分布状况。(4)隧道主体结构施工方法。(5)城市经济实力。2)通过特大型客流集散点的路由选择当特大型客流集散点离开线路直线方向或经由主路时，线路路由有下列方式可供选择。(1)路由绕向特大型客流集散点。(2)采用支路连接。(3)延长车站出入口通道，并设自动步道。(4)调整路网部分线路走向。(5)调整特大型客流集散点。3)路由方案比选

路由对线路工程建设和城市发展影响重大，应多做路由方案比较。吸引客流条件、线路条件、施工条件、施工干扰、对城市的影响、工程造价、运营效益等，是路由方案比选的主要内容。

4)影响线路的走向与路由确定的因素

（1）线路的性质、作用及地位（2）客流集散点和主客流方向（3）城市道路网及建设状况（4）线路的敷设方式和技术条件（5）与城市发展的近远期结合线路走向和路由方案的研究一般在1/50000—1/10000地形图上进行，特殊地段可采用1/2000地形图，结合线路的技术条件和地形地貌，提出2～3个可供选择的方案，以进行方案比选和论证。7.1.2线路敷设方式地下线一般选择在城市中心繁华地区，是对城市环境影响最小的一种线路敷设方式。地面线是造价最低的一种敷设方式，一般敷设在有条件的城市道路或郊区。高架线介于地面和地下之间的一种线路，既保持了专用道的形式，占地较少，又对城市交通干扰较小。4.线路与地地面建筑筑物之间间的安全全距离1)地下线与与地面建建筑物之之间的安安全距离离。2)高架线与与建筑物物之间的的安全距距离。3)地面线与与道路及及建筑物物之间最最小安全全距离。。5.线路位置置方案比比选1)线路条件件比较：：包括线线路长度度、曲线线半径、、转角等等。对于于小半径径曲线，，在拆迁迁数量、、拆迁难难度、工工程造价价增加不不多的情情况下，，宜推荐荐较大半半径的方方案，若若半径大大于或等等于400m，则不宜宜增加工工程造价价来换取取大半径径曲线。。5.线路位置置方案比比选2)房屋拆迁迁比较：：包括拆拆迁房屋屋数量、、质量、、使用性性质、拆拆迁难易易等的比比较。质质量差的的危旧房房屋可以以拆，住住宅房易易拆迁，，办公房房次之，，工厂厂厂房难拆拆迁；学学校、医医院等单单位，一一般要邻邻近安置置；商贸贸房异地地搬迁，，在市场场经济的的条件下下，拆迁迁难度大大。5.线路位置置方案比比选3)管线拆迁迁比较：：包括上上下水管管网、地地下地上上电力线线(管)、地下地地上通信信电缆线线(管)、煤气管管、热力力管等的的数量、、规格、、费用及及拆迁难难度比较较。大型型管道改改移费用用高，下下水管改改移难度度大。5.线路位置置方案比比选4)改移道路路及交通通便道面面积比较较：包括括施工时时改移交交通的临临时道路路面积及及便桥，，恢复被被施工破破坏的正正式路面面及桥梁梁等。5.线路位置置方案比比选5)其它拆迁迁物比较较：不属属于上述述拆迁内内容的其其它拆迁迁。5.线路位置置方案比比选6)地铁主体体结构施施工方法法比较：：包括施施工的难难易度、、安全度度、工期期、质量量保证、、市民生生活的影影响等方方面的综综合分析析评价。。1.车站分布布原则1)应尽可能能靠近大大型客流流集散点点，为乘乘客提供供方便的的乘车条条件；2)在城市交交通枢纽纽、地铁铁线路之之间与其其他轨道道交会处处设置车车站，使使之与道道路网及及公共交交通网密密切结合合，为乘客创创造良好好的换乘乘条件；；7.1.3车站的数数量及其其分布3)应与城市市建设密密切结合合，与旧旧城房屋屋改造和和新区土土地开发发结合；；4)尽量避开开地质不不良地段段，尽可可能减少少对周围围环境的的干扰；；5)兼顾各车车站间距距离的均均匀性。。2.影响车站站分布的的因素1)大型客流流集散点点。2)城市规模模大小。。3)城区人口口密度。。4)线路长度度。5)城市地貌貌及建筑筑物布局局。6)轨道交通通路网及及城市道道路网状状况。7)对站间距距离的要要求。3.车站分布布对市民民出行时时间的影影响车站数目目的多少少，直接接影响市市民乘地地铁的出出行时间间。车站站多，市市民步行行到站距距离短，，节省步步行时间间，可以以增加短短程乘客客的吸引引量；车车站少，，则恰恰恰相反，，提高了了交通速速度，减减少乘客客在车内内的时间间，可以以增加线线路两端端乘客的的吸引量量。市民民出行对对交通工工具的选选择，快快捷省时时条件排排在第一一位。如如芝加哥哥市滨湖湖线的不不同站间间距比较较，结果果是大站站距(1.6km)比小站距距(0.8km)多吸引客客流量3%。4.车站分布布比选由于车站站造价高高，车站站数量对对整个轨轨道交通通的工程程造价影影响较大大，在进进行线路路规划时时，一般般要做2~3个车站数数量与分分布方案案的比选选，比选选时要分分析乘客客使用条条件、运运营条件件、周围围环境以以及工程程难度和和造价等等几个方方面，通通过全面面、综合合地评价价，确定定推荐方方案。5.车站站位位选择原原则1)方便乘客客使用。。2)与城市道道路网及及公共交交通网密密切结合合。3)与旧城房房屋改造造和新区区土地开开发结合合。4)方便施工工，减少少拆迁，，降低造造价。5)兼顾各车车站间距距离的均均匀性。。上海地铁铁1号线线路路位置示示意图上海地铁铁1号线徐家家汇－人人民广场场区段线线路走向向方案示示意图7.2线路平、、纵断面面设计线路平纵纵断面设设计是在在线路规规划方案案的基础础上确定定线路在在城市空空间中的的详细位位置，它它一般分分可行性性研究、、初步设设计和施施工设计计等几个个阶段。。7.2.1线路设计计的技术术资料1.城市规划划类城市总体体规划、、分区规规划、城城市轨道道交通系系统路网网规划、、客流预预测、大大型交通通枢纽点点规划、、道路规规划红线线、规划划管线、、规划人人防设施施等。2.现状资料料现状地形形图、工工程地质质及水文文地质资资料、水水文气象象资料、、文物保保护及建建筑物资资料、主主要构筑筑物及基基础资料料、市政政及人防防设施资资料等。。3.工程前期期研究资资料(预)可行性报报告及批批件、各各级政府府对工程程的会议议纪要、、批示、、规划部部门的规规划意见见等。4.其它相关关资料车辆配备备及车辆辆技术参参数资料料、既有有线运营营技术经经济指标标及客流流统计资资料、既既有线主主要技术术标准等等。7.2.2主要设计计原则及及技术标标准1、主要设设计原则则1)线路路径径应以城城市轨道道交通路路网规划划为依据据，调整整要有充充分理由由。2)新线长度度一般不不宜小于于10km，以保证证运营效效益。7.2.2主要设计计原则及及技术标标准3)线路敷设设型式：：在市中中心区，，宜采用用地下线线；在市市中心区区外围，，且街道道宽阔，，宜首选选地面和和高架线线。4)轨道线路路与其他他线路相相交，应应采用立立体交叉叉方式。。5)地下线平平面位置置和埋设设深度应应根据地地面建筑筑物、地地下管线线和其他他地下构构筑物现现状与规规划、工工程与水水文地质质条件、、结构类类型和施施工方法法以及运运营要求求等因素素，经技技术经济济综合比比较确定定。6)车站应布布设在主主要客流流集散点点和各种种交通枢枢纽点上上，尤其其是轨道道交通线线网规划划的换乘乘点。7)经过市郊郊铁路车车站时，，应设站站换乘；；有条件件时宜预预留接轨轨联运条条件。2、主要技技术标准准基本类型ABC

最小曲线半径(m)正线300～350250～30050～100辅助线250150～20025～80车场线15080～11025～80

最大坡度(‰)正线30～3530～3560辅助线404060车场线1.51.51.5竖曲线半径(m)正线3000～50002500～50001000辅助线200020001000钢轨(kg/m)正线≥6050～6050辅助线≥50≥5050道岔(No/R。)正线9/2009/200或7/1507/150车场7/1506/110(待定)注：①①特殊困困难地段段的技术术标准，，应按国国家现行行有关技技术规范范执行。。②C型车的线线路最小小曲线半半径80m，系指受受流器的的车辆。。③No系指道岔岔号，R。系指道道岔导曲曲线半径径(m)。7.2.3线路平面面设计在确定线路路路由的情况下下，对线路的的平面位置、、车站的站位位以及全线的的辅助线进行行详细分析和和计算，以最最终确定线路路的准确位置置。1)地下线有三种位置；；1、线路的平面面位置A位：位于道路中中心，对周围围建筑物干扰扰较小，施工工相对容易，，是较为普遍遍的一种线路路位置，但若若采用明挖法法，对道路交交通干扰较大大。B位：位于规划的的慢车道和人人行道下方，，施工时能减减少对城市交交通的干扰和和对机动车路路面的破坏，，但由于它靠靠建筑物较近近，市政管线线较多且线路路不易顺直，，需结合站位位设置统一考考虑。C位：位于道路规规划红线以外外，是在特殊殊情况下采用用的一种线路路位置，如线线路上方建筑筑物较多，施施工时需采用用特殊的处理理方法或带来来较大的拆迁迁量。2)高架线高架线在城市市中穿越时一一般沿道路设设置，一般应应结合规划道道路的横断面面考虑，设于于车行道分隔隔带上。高架时有两种种方案:线路位于道路路中心的方案对道路路景观较为有有利，环境干干扰也相对较较小，是采用用较多的一种种线路形式。。线路位于快慢慢车分隔带上上，对一侧建筑筑物干扰小，，但对另一侧侧干扰大，适适用于道路两两侧环境要求求不一样的地地区。3)地面线通常用在沿铁铁路、河流或或城市绿地带带的线路上。。城市道路上设设地面线一般般有两种位置置。2、车站位置1)跨路口站位这种站位便于于各个方向的的乘客进入车车站，减少了了路口人流与与车流的交叉叉干扰，而且且与地面公交交线路有良好好衔接。在有有条件时应优优先选用。2)偏路口站位这种站位偏路路口一侧设置置，施工时可可减少对城市市地面交通以以及对地下管管线的影响，，高架时，较较容易与城市市景观相协调调。不过，其其缺点是路口口客流较大时时，容易使车车站两端客流流不均衡，影影响车站的使使用功能。一一般在高架线线或路口施工工难度较大时时采用。3)位于道路红线线以外站位典型的有：设设于火车站站站前广场或站站房下，以利利客流换乘；；与城市其它它建筑同步实实施，和新开开发建筑物相相结合；结合合城市交通规规划，建设城城市综合交通通枢纽等。3、辅助线类型型及其设计1)折返线和临时时折返线地铁规范规定定：“线路的每个终终点站和区段段运行的折返返站，应设置置折返线或渡渡线，它的折折返能力应与与该区段的通通过能力相匹匹配。当两折折返站相距过过长时，宜在在沿线每隔3至5个车站的站端端加设渡线或或车辆停放线线。”(1)站前折返线1)站前折返方式式指列车经由站站前渡线折返返。优点：站前折返时时，列车空走走少，折返时时间较短，乘乘客能同时上上下车，可缩缩短停站时间间，减少费用用。缺点：这种方式存存在一定的进进路交叉，对对行车安全有有一定威胁，，客流量大时时，可能会引引起站台客流流秩序的混乱乱。(2)站后折返线2)站后折返方式式站后折返由站站后尽端折返返线折返，可可避免进路交交叉。此外，，列车还可采采用经站后环环线折返的方方法。优点：站后折返避避免了前述进进路交叉，安安全性能好；；而且，站后后列车进出站站速度较高，，有利于提高高旅行速度。。一般说来，，站后尽端折折返线折返是是最常见的方方式。站后渡线方法则可为短短交路提供方方便；环形线线折返设备可可保证最大的的通过能力，，但施工量大大，钢轨在曲曲线上的磨耗耗也大。缺点：站后折返的的不足是列车车折返时间较较长。2)存车线(1).与折返线结合合设置(2).单独设置(3)车场出入线一般应尽可能能靠近车站出出岔，以减少少对正线运营营的干扰。四、线路平面面设计计算第一步：以城市道路路红线或建筑筑物坐标为控控制点，首先先确定线路任任意点的坐标标和沿线路走走向的直线方方位角，以此此作为计算基基础。第二步：交点坐标的的计算该步骤从起点点开始，先用用已知直线相相交公式及点点间距离公式式求出起始边边长，然后用用坐标公式计计算交点坐标标。用交点坐坐标及第二直直线方位角作作为新起始边边直线，继续续采用上述方方法计算第二二个交点坐标标，这样交替替计算边长和和坐标，直至至全线交点坐坐标计算完成成。第三步：曲线要素计计算根据线路的设设计标准，选选用合理的曲曲线半径和缓缓和曲线长度度，计算各曲曲线要素。曲线要素计算算方法圆曲线计算公式：T(切线长)=Rtg(α/2)L(曲线)=Rπα/180E0(外矢)=Rsec(α/2)–R式中：R为圆曲线半径径；α为偏角。缓和曲线计算算公式：T=（R+ρ）tg(α/2)+mL=Rπα/180+lE0=(R+ρ)sec(αα/2)–Rß(缓和曲线角度度)=90•l/（Rπ）m(切垂距)=l/2+l3/（240R）ρ(圆曲线移动量)=l2/（24R）–l4/（2688R3）l–缓和曲线长度第四步：里程计算里程计算一般从起起点开始，以公里里标K0+000表示，依此推算各各点里程。里程计算一般包括括起终点、直缓、、缓圆、圆缓、缓缓直、车站中心、、道岔中心以及特特殊点的里程等。。需要时，左右线的的里程分别进行计计算，先右线后左左线，一般在车站站中心里程相同，，当左右线线路长长度不同时，左线线设断链进行调整整。第五步：关键点坐标及距距离计算这一步主要是采用用点线间垂距计算算方法，对一些工工程控制点距线路路的距离以及线路路左右线的线间距距作计算，以验算算和确定工程设计计的条件。7.2.4线路纵断面设计在纵断面设计中，，主要是确定洞口口以及过渡段的位位置和形式。（1）确定敷设方式和和过渡段轨道交通线路由地地下过渡到地上，，线路纵断面设计计可采用以下步骤骤进行：1)在道路中间开口即在道路中间设置置过渡段，可分为为双线同时出洞和单线先后出洞两种形式。2)在道路红线以外开开口。3)结合地形等环境条条件开口。（2）线路设计中的控控制点分析各种敷设方式分界界点确定后，要对对不同敷设方式地地段进行控制高程程点分析。控制点点包括以下几种：：1）地下线结构顶板板覆土厚度当地下线位于城市市道路下方时，要要考虑路面铺装和和管线要求，一般般地，隧道结构顶顶板距地面为2—3米；当地下线位于城市市公园或绿地时，，要考虑植被的最最小厚度，一般草草坪为0.2－0.5米,灌木为0.5－1.0米,乔木为1.5－2.5米；当地下线位于经常常水面下方时，要要考虑隔水层厚度度要求，一般为1米左右；当地下线作为人防防工程时，应考虑虑防空工程的最小小覆土要求；在寒冷地带应考虑虑保温层最小厚度度要求。2）地下管线及构筑筑物在明挖车站遇地下下管线时，应尽可可能考虑改移，以以减少覆土厚度，，方便乘客出入。。地下隧道结构以明明挖法通过地下管管线或地下构筑物物时，隧道与管道道（构筑物）可不不留土层，甚至两两者共用结构。地地下隧道以暗挖法法通过地下构筑物物、楼房基础时，，两结构之间应保保持必要的土层厚厚度，最小厚度应应根据结构要求而而定。3）地质条件当地下线路遇到不不良地质条件时，，主要是淤泥质粘粘土及流沙地层，，应尽量考虑躲避避，若躲避有困难难时，应采取工程程措施。4）施工方法地下线采用明挖法法时，为减少土方方开挖量，线路埋埋深应尽可能地浅浅；当采用暗挖法法时，应选择较好好地层，一般埋设设深度较深。5）排水站位置地下线排水站一般般设于线路纵断面面的最低点。因此此纵断面设计要考考虑排水站的位置置。6）桥下净高线路为高架线时，，桥下净高最小值值受通行的车船高高度控制，应按相相关铁路、道路、、航运等有关规范范执行。7）防洪水位地面线路基、地下下线的各种地面出出口部，应按100年一遇的洪水位设设计。（3）线路纵断面方案案设计要点1）坡段应尽可能长长，以保证列车安安全平稳地运行，，提高乘客的舒适适度；2）尽量设计成节能能坡道，即车站位位于纵断面高处，，区间位于低处，，车站之间形成凹形坡，以便于列车运行行时节省能源；3）左右线坡道的设设计应根据区间结结构形式确定，当当两线位于同一隧隧道时，左右线坡坡度应一致，在曲曲线地段，左线坡坡度进行调整，使使曲线范围内同一一法线断面上的左左右线标高相同；；当左右线分设单单线隧道内，应使使车站范围内左右右线坡度及标高一一致。4）车站站台和道岔岔范围内不应设置置竖曲线，竖曲线线也不应与平面缓缓和曲线重叠；5）相