《铁道信号自动控制技能训练》课件-第二章城市轨道交通线路1

第二章城市轨道交通线路第一节城市轨道交通线路概述

城市轨道交通线路是城市轨道列车运行的道路设施，是城市轨道交通系统的基本组成部分。线路的设计必须满足行车安全、线路平顺与养护方便等要求，并保证一定的舒适度及符合有关设计规范的要求。城市轨道交通线路一般由路基、桥隧、轨道组成一个整体工程的结构。第一节城市轨道交通线路概述城市轨道交通线路特点1.城市轨道交通线路一经建成，无论其是在地下、地面还是在地面以上，位置的改变都十分困难，建成后的改建会引起周围建筑、道路等很大的拆迁工程，并破坏多年来逐渐形成的环境协调。因此，线路设计要作长期的考虑。2.城市轨道交通线路一般为双线，通常每条线路设有一个车辆段和一个停车场。线路车站没有经常性的调车作业，为节省用地，一般车站不设到发线，车辆集中停放在车辆段或停车场。3.市内客运的运距短，且全面地分布在整个城市区域内，为保证线路的客流吸引力，通常站距设置为1~2km，因此，站点设置密，停车频繁。4.由于线路各站点的吸引范围小，城市客流可容忍的等待时间较短，这要求发车间隔时间不能太长，一般不长于10分钟，短时间里聚集的客流量有限，因而列车编组长度通常为4~8节车厢，较城际列车编组短。一、城市轨道交通线路分类（一）按线路与地面位置的关系分（二）按线路在运营中的作用分（一）按线路与地面位置的关系分城市轨道交通线路按其与地面位置的关系可分为地下线路、地面线路及高架线路。

⒈地下线路

地下线路常用于地下铁道系统，线路置于地下隧道中。其优点是与地面交通完全分离，且不占城市地面与空间，不受气候影响。其缺点是需要较大的一次性投资，较高的施工技术，较先进的管理，完善的环控、防灾措施与设备；建设过程会影响地面交通，运营成本较高，改造调整与线路维护均较困难。根据线路与城市道路的关系，城市轨道交通地下线路的平面位置主要有线路位于道路规划红线范围内和线路位于道路规划红线范围外两种情况。道路红线是指道路用地的边界线。下图中A、B、C分别代表城市轨道交通地下线路的几种位置。

A位：城市轨道交通线路位于道路中心，对两侧建筑物影响小，地下管网拆迁较少，有利于减少曲线数量，线路裁弯取直，并能适应较窄的道路红线宽度。但若采用明挖法施工便破坏了现有道路路面，对城市交通干扰大，不如B位。B位：线路位于规划的慢车道和人行道下方，施工时能减少对城市交通的干扰和对机动车道路面的破坏，但它靠建筑物较近，市政管线较多且线路不易顺直，需结合站位的设置统一考虑。地下线路(2)线路位于道路规划红线范围以外

城市轨道交通的地下线路也有位于道路规划红线范围以外的情况，如图2-1中的C位。

C位：线路位于道路规划红线以外，是在特殊情况下采用的一种线路位置，如果线路从既有多层、高层房屋建筑下面通过，不但施工复杂、难度大，并且造价高昂，选线时要尽量避免。如果线路位于待拆的已有建筑物下方，对现有道路及交通基本上无破坏和干扰，地下管网也极少。城市轨道交通地下线路位于道路范围之外，可以缩短线路长度、减少拆迁、降低工程造价。但必须具备如下条件。①沿线区域地质条件好，基岩埋深很浅，隧道可以用矿山法在建筑物下方施工。②沿线区域为城市非建成区或广场、公园、绿地(耕地)等。③沿线区域为老的街坊改造区，可以与城市轨道交通同步规划设计，并能按合理施工顺序进行施工。

2.地面线路

地面线路的优点是造价最低，施工简便，运营成本低，线路调整与维护方便；缺点是运营速度难以提高(有部分信号控制的平面交叉点)，占地面积较多，破坏城市道路路面，使城市道路交叉口复杂化，容易受气候影响(如雨水、雾、台风等)，乘车环境难改善，有一定的污染等负效应(如噪声、景观等)。

在城市道路上设地面线，一般有两种位置，一种是位于道路中心带上，另一种是位于快车道一侧，如图所示。地面线设置示意图

城市轨道交通地面线位于道路中心带上，带宽一般为20m左右。当城市快速路或主干道的中间有分隔带时，地面线设于该分隔带上，不阻隔两侧建筑物内的车辆按右行方向出入，不需设置辅路，有利于城市景观及减少城市轨道交通噪声的干扰。其不足处是乘客需通过地道或天桥进入城市轨道交通站台。城市轨道交通地面线位于快车道一侧，带宽一般为20m左右。当城市道路无中间分隔带时，该位置可以减少道路改移量，其缺点是在快车道另一侧需要建辅路，增加道路交通管理复杂性。城市轨道交通地面线应尽量采用专用道的形式，两侧设置护栏，防止行人、车辆进入，以保证列车快速安全运行。线路通过市区繁忙路口时，要求采取立体交叉，在次要路口，行车密度低时，可考虑设平交道口，交通信号灯给予优先通行。当道路范围之外为江、河、湖、海岸摊地，以及不能用于居住建筑的山坡地等，可考虑将城市轨道交通线路布置于这些地带上，但要充分考虑路基的稳固与安全。⒊高架线路

高架线路是城市轨道交通中一种重要的线路敷设方式，既保持了专用道的形式，又占地较少，对城市交通干扰也较小。高架区段中的高架桥是永久性的城市建筑，结构寿命要求为100年。高架线在城市中穿越时一般沿道路设置，一般应结合规划道路的横断面考虑，设于道路中心或快慢车行道分隔带上，如图所示。

线路设在高架工程结构物上，与地面交通无干扰，造价介于地下线路与地面线路之间，施工、维护、管理、环控、防灾诸方面都较地下线路方便；但要占用一定的城市用地并有光照、景观、噪声等负效应，也受气候变化的影响。高架线路虽然造价适中，与地面交通无干扰，但有三方面缺点：一是对市区景观有影响，可能破坏市容；二是运营时产生的噪声等污染对周围环境有不良影响；三是对沿线居民的隐私权有所侵犯，易引起某些纠纷。高架线路平面位置选择较地下线严格，受城市建筑约束大，一般要与城市主路平行设置。高架线路设置于快慢车分隔带上，可充分利用道路隔离带，减少高架桥墩柱对道路宽度的占用和改建，线路高架桥墩柱位置要与道路车行道配合，一般宜将桥墩柱置于分隔带上。在无中间分隔带的道路上敷设时，改建道路工程量大。高架线路除可设置于快慢车分隔带上，还可设置于慢车道、人行道上方及建筑区内，但它仅适用于广场、公园、绿地及江、河、湖、海岸线等空旷地段，以及地铁高架线与旧房改造同步规划建设。在同一城市，可采用上述三种不同的空间布置方式。较为理想的是在市中心人口、建筑密集，土地价值较高的区域，采用地下方式设置城市轨道交通线路，也可适当布置为高架方式；而在城市边缘区或郊区，则宜采用地面独立路基或一般路面路基。（二）按线路在运营中的作用分

城市轨道交通系统线路的整体布置基本模式如图所示。按线路在运营中的作用可分为正线、辅助线和车场线。图2-5立体交叉的线路布置图1．正线正线是指连接所有车站贯穿运营线路始、终点，供车辆载客运营的线路。城市轨道交通正线是独立运行的线路，大多数线路为全封闭，一般按双线设计，采用上下行分行，实行右侧行车制，以便与地面交通的行车规则吻合。正线行车速度高，密度大，且要保证行车安全和乘坐舒适，因此，线路标准要求高。线路与其他交通线路相交处，一般采用立体交叉。在特殊条件下(如运营初期)，两条线路或交通方式的运量均较小时，经过计算，通过能力满足要求时，也可考虑采用平面交叉。南向北、西向东、环形外侧定位上行。2.辅助线

辅助线是指为列车进行折返、停放、检查、转线及出入段作业所设置的线路。辅助线包括车辆段出入线、停车场出入线、车站配线(存车线、渡线、折返线)及两线路之间的联络线。辅助线是城市轨道交通系统的重要组成部分，直接关系到系统运营组织的效率。例如，列车在正线上运行时，倘若突然出现故障，而上下行线路没有岔道时，列车既不能改变方向，也不能超越，便有可能造成全线瘫痪。为了运营时段意外事故发生后能迅速进行抢修，每相隔2—3个车站应选择一处设置渡线和临时停车线等辅助线，用于特殊情况下应急使用。

（1）折返线

折返线是在线路两端终点站，或者准备开行折返列车的区间站，供运营列车往返运行时调头而设置的线路。城市轨道交通线路一般都较长，全线的客流分布不太均匀，这时可组织区段运行。区段运行是指列车根据运行调度的要求，在尽端站与中间站或中间站与中间站之间进行列车折返调头，故在这些地方需要设置折返线，折返线的形式应能满足折返能力的要求。折返线除了供运营列车往返运行时的调头转线使用外，有些也可以作为夜间存车使用。

折返线形式很多，根据不同的折返方法可分为：①环形折返线（俗称灯泡线）：将端点折返作业转化为沿一个环形单线区段运行的作业。一般适用于线路较短、线路延伸可能性较小且该端点站又往往在地面的情况。

②尽端折返线：可分为单线折返、双线折返与多线折返等不同布置方法。利用尽端折返，弥补了环线折返的不足，使端点站既可有效组织折返，又可备有停车线供故障停车、检修、夜间停车等作业使用。浦东机场的折返线，标准的站后折返，两根道，一根停放备车，一根用来折返，单线折返示意图双线折返示意图多线折返示意图(2)渡线渡线是指用道岔将线路上行线、下行线及折返线连接起来的线路。渡线有单渡线和交叉渡线两种。渡线单独设置时，用来临时折返列车增加运营列车调度的灵活性。渡线与其他辅助线合用时，能完成或增强其他辅助线的功能。站前交叉渡线站后单渡线区间站渡线折返

(3)临时停车线

临时停车线一般设置在端点站，专门用于停车，进行少量检修作业的尽端线。城市轨道交通线路运输量大，列车运行间隔较密，在运营过程中，列车可能会发生故障，为不影响后续列车运行，一般在线路沿线每隔3~5个车站的站端加设渡线或临时停车线。渡线的作用是使离开车辆段的故障列车能及时调头返回车辆段，临时停车线的作用则是临时停放事故列车。(4)联络线联络线按其布置形式可分为单线联络线、双线联络线和联络渡线。十字交叉单线联络线平面示意图

(5)车辆段出入线

为保证运行列车的停放和检修，在城市轨道交通沿线适当的位置应设置车辆段。车辆段与正线连接的线路为车辆段出入线，是车辆段与正线之间的联络通道。出入线可以设计为双线或单线，与城市道路或其他方式的交叉处可采用平交或立交，具体方案要根据远期线路通过能力来确定。下图为车辆段出入线的3种典型形式。

⒊车场线车场线路平面示意图车场线是车辆段内厂区作业与停放列车的线路，如停车列检线、检修线等。第二节线路平面四、线路平面主要技术要素的选择线路中心线在水平面上的投影成为线路平面。城市轨道交通的线路平面是由直线和曲线组成的。曲线可分为圆曲线和缓和曲线两种。（一）、圆曲线:线路在转向处所设的曲线，圆曲线基本组成要素有：曲线半径R，曲线转角α，曲线长L，切线长度T；

缓和曲线长度L0——直线与圆曲线之间的过渡线。

1、圆曲线半径线路最小圆曲线半径与线路性质、车辆性能、行车速度、地形地物条件有关。是城市轨道交通的主要技术标准之一。第二节线路平面

影响最小圆曲线半径的因素：（1）、列车运行安全及乘客的舒适度（2）、钢轨和车轮轮缘磨耗程度（3）、养护维修的工作量

2、圆曲线长度圆曲线长度不能太长，但也不能太短，最短不能小于车辆的全轴距。最大半径3000m，最小半径150m。第二节线路平面

（二）、缓和曲线线路平面圆曲线与直线之间应根据曲线半径、超高设置及设计速度等因素设置缓和曲线，用来消除曲率半径的突变。缓和曲线最小20m缓和曲线一般为三次抛物线，其方程为

第二节线路平面（三）、夹直线夹直线是指夹在两段曲线线路中间的直线线路。夹直线不能太短，否则很难保持直线方向，还会造成一辆车同时跨越两条曲线，引起车辆左右摇摆，影响行车平稳性。第二节线路平面（六）、道岔设计及其他规定道岔应设在直线段，道岔基本轨端部至曲线端部不应小于5m。靠近车站位置的道岔，道岔基本轨端部至车站站台端部的距离不应小于5m。线路平面设计图

用一定的比例尺，把线路中心线及其两侧的地面情况投影到水平面上，就是线路平面图。线路平面图和纵断面图是勘测设计、施工和运营的重要文件。线路平面图线路平面图第三节线路纵断面

线路中心线在垂直平面上投影称为线路纵断面。

由平道、坡道、竖曲线组成。轨道交通线路纵断面的设计原则：地面线的纵断面坡度应与城市道路相当；地下线的埋深受工程地质、水文地质条件限制，还与隧道施工方法、地面和地下建筑物的情况有关；高架线应充分注意城市景观，考虑列车的牵引能力，坡度尽量延长。从列车运行节约能源出发，每个车站两端都尽量设计为下坡道。线路纵断面由平道、坡道及设于变坡点处的竖曲线组成。纵断面及纵断面图1、变坡点、坡段、坡度、竖曲线坡度指以坡段终点对起点的高差与两点之间水平距离的比值.

用i‰表示。第三节线路纵断面一、线路纵断面设计的主要技术要素（一）、坡度坡度是一段坡道两端点的高差与水平距离的比。

1、最大纵坡正线的最大坡度不宜大于30‰，困难地段可采用35‰，联络线、出入线的最大坡度不宜大于40‰。

轻轨正线的限制坡度为60‰。第三节线路纵断面

2、最小纵坡为排水需要，地下线最小纵坡与排水沟为同一坡度值，取不小于3‰的坡度。地面和高架线正线最小坡度在采取了排水措施后不受限制。第三节线路纵断面3、车站纵坡地下车站站台段线路应设为单一坡度，最好为平坡。考虑到排水，可设为2‰。地面和高架桥上的车站宜设在平坡上。每个车站宜布置在纵断面的凸型位置上，并设置合理的进出站坡度。第三节线路纵断面

（二）、坡度长度一段坡度两端变坡点之间的距离称为坡度长度。线路坡度长度不宜小于远期列车计算长度。列车编组为8节车厢时，约为150m；列车编组为6节车厢时，约为115m；列车编组为4节车厢时，约为75m。第三节线路纵断面

（三）、坡度连接为使列车平稳运行，防止车轮脱轨、车钩脱钩，在每个变坡点处应设置一段竖曲线，将纵断面平顺地连接。