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1、1,项目三 线路平面设计 主要内容： 线路总体设计 平面设计 特殊地段平面设计 线路平面图,2,学习情境一 线路总体设计,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,3,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。,4,一、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
2、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。,5,2)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。,6,3)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。,7,4)影响线路的走向与路由确定的因素 （1）线路的性质、作用及
3、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,8,线路走向和路由方案的研究，一般在1：500001：10000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23个可供选择的方案，以进行方案比选和论证。,9,二、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。,10,三、线路与地
4、面建筑物间安全距离,1)地下线与地面建筑物之间的安全距离。 2)高架线与建筑物之间的安全距离。 3)地面线与道路及建筑物之间最小安全距离。,11,四、线路位置方案比选,1)线路条件比较：包括线路长度、曲线半径、转角等。对于小半径曲线，在拆迁数量、拆迁难度、工程造价增加不多的情况下，宜推荐较大半径的方案，若半径大于或等于400 m，则不宜增加工程造价来换取大半径曲线。,12,2)房屋拆迁比较：包括拆迁房屋数量、质量、使用性质、拆迁难易等的比较。质量差的危旧房屋可以拆，住宅房易拆迁，办公房次之，工厂厂房难拆迁；学校、医院等单位，一般要邻近安置；商贸房异地搬迁，在市场经济的条件下，拆迁难度大。,四、
5、线路位置方案比选,13,3)管线拆迁比较：包括上下水管网、地下地上电力线(管)、地下地上通信电缆线(管)、煤气管、热力管等的数量、规格、费用及拆迁难度比较。大型管道改移费用高，下水管改移难度大。,四、线路位置方案比选,14,4)改移道路及交通便道面积比较：包括施工时改移交通的临时道路面积及便桥，恢复被施工破坏的正式路面及桥梁等。 5)其它拆迁物比较：不属于上述拆迁内容的其它拆迁。,四、线路位置方案比选,15,6)地铁主体结构施工方法比较：包括施工的难易度、安全度、工期、质量保证、市民生活的影响等方面的综合分析评价。,四、线路位置方案比选,16,学习情境二 线路设计基础知识 一、认识线路平、纵、
6、横断面的对应关系,路基横断面上距外轨半个轨距的铅垂线AB与路肩水平线CD的交点O在纵向上的连线，称为线路中心线。,17,轨距加宽时线路中心线示意,18,线路位置示意图,19,二、线路中线,20,三、线路平纵断面设计的基本要求,(1)必须保证行车安全和平顺。,(2)应力争节约资金。,(3)既要满足各类建筑物的技术要求，还要保证它们协调配合、总体布置合理。,21,以桥代路,22,四、认识线路平、纵断面图,23,24,我国铁路曲线的基本形式是： 直线缓和曲线圆曲线缓和曲线直线,学习情境三 区间线路平面设计,一、线路平面组成,25,O,ZY,YZ,QZ,JD,二、平面曲线要素 1概略定线时未加设缓和曲
7、线平面曲线要素计算,26,O,YZ,ZY,R,JD,平面简图中曲线偏向的判断： 顺里程增大方向来看，曲线开口向左即为左偏，曲线开口向右即为右偏。,9,8,2,3,4,5,6,7,K23,YZ,ZY,K=0,K=1/R,27,2详细定线时加设缓和曲线平面曲线要素计算,ZY,YZ,JD,28,式中： 缓和曲线角： 切垂距： 内移距：,29,30,直线法,曲线法,31,曲线各起讫点(主点)里程可按下列方法推算：,(1)由各交点坐标计算交点间间距；,(2)计算各曲线要素，由切线长T 在图中标出各曲线主点位置，在顺线路下行方向曲线内侧画一垂直线路的线段。,(3)根据交点间距和T，得到曲线起点至线路起点距
8、离，从而计算出曲线起点里程，字头向左朝向起点方向标出里程；,交点间距1,T1,ZH +257.63,交点间距2,T1,32,(4)根据曲线长度L和曲线起点里程，由公式HZ=ZH+L计算出曲线终点里程，同时标出里程；,(5)其他主点(HY、YH)里程，由公式HY=ZH+l0、YH=HZl0 ，计算后用尺量得；,HZ +874.56,HY +407.63,YH +724.56,(6)下一曲线计算同前，只是要计算出曲线起点至前一曲线终点的距离，得到曲线起点的里程，以后方法同前。,T1,1,T2,ZH +*.*,33,三、直线,夹直线,较长的直线段，较小的曲线偏角，缩短线路长度，改善运营条件，降低运营
9、支出。,要求：,34,1夹直线长度的确定,最小长度应满足：,夹直线长度应力争长,表21 夹直线及圆曲线最小长度（m）,线路养护要求；行车平稳要求,注：括号内的数值为特殊困难条件下经技术经济比选后方可采用。,35,36,改建既有线和增建第二线的并行地段，一般应采用上述标准。特殊困难条件下，对旅客列车设计行车速度小于100km/h的地段有充分的技术经济依据时，夹直线及圆曲线长度可不受上表的数值限制，但不得小于25m。,2夹直线长度的保证,ZH1,HY1,HZ1,YH1,ZH2,HY2,HZ2,YH2,37,纸上定线(概略定线)时，YZ1与ZY2间夹直线长度LJ 应满足下列条件：,式中 LJmin夹
10、直线最小长度(m)，按表21取值； l01、l02相邻两圆曲线所选配的缓和曲线长度(m)。,38,3夹直线长度不足时的平面改建方法,减小曲线半径或缩短缓和曲线长度,39,同向曲线二合一,40,练习： 已知线路起点里程为K25+536.32，起点到某曲线JD的距离D=893.86m。该曲线R=500m，l0=60m，=355123，试计算该曲线的曲线要素，并推算各主点的里程。,41,42,ZH=QD+(D-T)=K25+536.32+(893.86-191.86) =K26+238.32 HY=ZH+l0= K26+238.32+60= K26+298.32 HZ=ZH+L= K26+238.3
11、2+372.91= K26+611.23 YH=HZ-l0= K26+611.23-60= K26+551.23 QZ=ZH+L/2= HY+(L-2l0)/2= K26+424.78,43,四、圆曲线 (一)曲线超高 1外轨超高的作用及设置方法,作用：,钢轨受力均匀,旅客舒适,提高线路稳定性、安全性,外轨超高：,是曲线外 轨顶面与内轨顶面 的水平高度之差。,44,设置方法：,外轨提高法、线路中心高度不变法。,外轨提高法,线路中心高度不变法,45,46,2曲线超高值的计算,离心力 C = m v2 / R,曲线超高的大小由列车通过时离心力的大小确定。,47,将 V=3.6v，S为两股钢轨中心距
12、，S=1500mm，g=9.81m/s2，代入式得：,(mm) ,48,取平均速度V0 ， (mm),平均速度V0的确定：,全面考虑每一次列车的速度和重力来计算V0,式中 N 一昼夜通过的各类相同速度和牵引重量的列车 次数； G 各类列车总重量(kN)； V 实测各类列车速度(km/h)。,49,在新线设计与施工时，采用的平均速度V0,式中 Vmax 预计该地段最大行车速度(km/h)； 一般地段采用0.80，单线上、下行速度悬殊地段 可采用0.65。,规定：圆曲线外轨超高按5mm整倍数设置。,V0 称作加权平均速度，简称均方根速度(VJF)。,50,当VV0时，h=hh0 ；,V V0 h
13、=,V V0 h =,hq：欠超高 hg：过超高,3未被平衡超高及其允许值,51,未被平衡的超高与未被平衡的离心加速度的关系：,当V V0时：,当V V0时：,二者关系：,欠超高,向心加速度,离心加速度,过超高,52,钢轨产生偏载，内外轨不均匀磨耗； 影响旅客舒适度。,影响,措施：,即：,对 a 或h 进行限制,式中 h 未被平衡的超高(mm)； 未被平衡的加速度允许值。,53,我国线路经验,未被平衡的欠超高容许值：,=0.4m/s2基本感觉不出； =0.5m/s2有感觉，能适应； =0.6m/s2感觉有横向力，比较容易克服。,54,铁路线路设计规范对hq的规定：,hq一般取70mm，困难时取
14、90mm，既有线提速改造时可取110 mm；,铁路线路修理规则对hq的规定：,hq一般应不大于75mm，困难情况应不大于90mm；Vmax120km/h个别特殊情况下已设置90(不含)110mm可暂时保留，但应逐步改造。,55,hg的实质：,限制速度差，控制低速列车对钢轨磨耗及线路变形的影响。,hg一般不得大于30mm，困难时不得大于50mm。,线规、修规对hg的规定：,hg的影响,内轨垂直磨耗加剧，轨头压宽、飞边；,外轨侧磨依旧；,56,4最大超高允许值,线规、修规规定：Vmax160km/h地段实设最大超高单线为125mm，双线为150mm，城轨线路最大超高允许值120mm。,考虑到低速列
15、车行驶于超高很大的曲线时，有向内倾覆的危险，尤其当列车在曲线上停车时。为保证行车安全，必须限制外轨超高的最大值。,57,5曲线超高的允许设置范围 应不大于最大超高且不小于最小超高，即： 使客车不产生过超高和货车不产生欠超高，即： 使客车产生的欠超高和货车产生的过超高不超过其相应的允许值，即：,58,(二)曲线半径对工程和运营的影响 1曲线限速的计算,代入相应极限值，则得曲线限速的计算公式为：,考虑到允许未被平衡的离心加速度值，不能超过旅客舒适允许的限度，则有 ：,59,2曲线半径对工程的影响,小半径曲线增加线路长度示意图,(1)增加线路长度 (2)降低粘着系数 (3)轨道需要加强 (4)增加接触导线的支柱数量,60,粘降后的机车牵引力,61,轨 撑,62,防脱护轨,63,轨距杆,加宽外侧道床,64,减小支柱间距,65,3曲线半径对运营的影响,曲线限速对行车费用影响示意图,波浪形磨耗,(1)增加轮轨磨耗 (2)维修工作量加大 (3)行车费用增加,66,(三)最小曲线半径的选定 1最小曲线半径的计算式,客货共线最小曲线半径，主要满足旅客舒适度和轮轨磨耗均匀两个条件。并应采用较大者，取50m的整倍数。,(1)旅客列车最高行车速度要求,67,式中：Vmax 取160，140，120，100，80km/h； hmax取150mm；
