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1、项目三 城市轨道交通线路和线路设备,城市轨道交通线路、线路设备是城市轨道交通列车运行的道路设施，是城市轨道交通系统的重要组成部分。它们直接关系到行车的安全及轨道交通运营组织的效率，因此必须加强对线路、线路设备的检查、维护、保养，确保线路各部件保持良好状态，保证列车正常运行。,任务一 城市轨道交通线路,城市轨道交通线路是由各种不同材料的部件所组成，能保证列车以规定的速度平稳、安全、正点和不间断地运行的整体工程结构。城市轨道交通线路是城市轨道交通列车行车的基础，是城市轨道交通运营的重要设备之一，必须加强对线路设备的检查、维护、保养，确保线路各部件保持良好状态，才能保证列车按规定的最高速度安全、平稳
2、、不间断地运行。,一、城市轨道交通线路特点,城市轨道交通线路有以下特点。（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l2km，因此，站点设置密，停车频繁。（4）由于线路各站点的吸引范
3、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 min，短时间里聚集的客流量有限，因而列车编组长度通常为48节车厢，较城际列车编组短。,二、城市轨道交通线路分类,城市轨道交通线路可分别按铺设的空间位置和在运营中的作用进行分类。 1.按其铺设的空间位置分城市轨道交通线路按其铺设的空间位置来分主要有地下线路、地面线路、高架线路三种类型，如图3-1所示。,（a）地下线路,（b）地面线路,（c）高架线路,图3-1 线路按铺设的空间位置分类,1）地下线路地下线路常用于地下铁道系统，铺设于地下隧道内。 2）地面线路地面线路是直接铺设于路面上，占用路面面积，对道路交通有很大影
4、响。 在城市道路上铺设地面线路，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3-2所示。,（a）位于道路中心带上,（b）位于快车道一侧,图3-2 地面线路设置示意图,3）高架线路高架线路铺设于城市高架桥上，是城市轨道交通中一种重要的线路铺设方式。一般沿城市道路一侧或中央铺设。桥面轨道线路大多采用混凝土整体道床。高架线路铺设工程造价介于地下线路和地面线路之间。,2.按其在运营中的作用分城市轨道交通线路按其在运营中的作用分为正线、折返线、渡线、停车线、检修线、试验线、出入场线、联络线、洗车线、安全线等。整体布置模式如图3-3所示。,图3-3 城市轨道交通线路整体布置图,1）
5、正线正线是指连接所有车站贯穿运营线路始终点，供车辆载客运行的线路，如图3-4所示。,图3-4 正线,2）折返线折返线是指设在线路两端终点站或准备开行折返列车的区间站，为方便列车调头、转线及存车等的线路。折返线有如下三种折返方式。 （1）环形折返线。环形折返线俗称灯泡线，如图3-5所示,图3-5 环形折返线,图3-6为天津地铁1号线的“灯泡线”。,图3-6 天津地铁1号线“灯泡线”,（2）尽端折返线。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办法，如图3-7所示。,（a）单线折返,（b）双线折返,（c）多线折返,图3-7 尽端折返线,（3）渡线折返。在车站前或车站后设置渡线完成折返作
6、业，分为站前、站后、区间站渡线三种形式，如图3-8所示。,（a）站前渡线折返,（b）站后渡线折返,（c）区间站渡线折返,图3-8 渡线折返,（4）单轨线路折返。单轨线路折返与双轨线路不同，必须采用专门的转线设备来完成，如图3-9所示。,（a）单轨线路利用道岔进行折返,（b）单轨线路端点站平移折返,图3-9 单轨线路折返,（c）实际利用道岔单轨折返图,图3-9 单轨线路折返,3）渡线渡线是指利用道岔将线路上下行正线（或其他平行线路）连接起来的线路。渡线分单渡线和交叉渡线，如图3-10和图3-11所示。图3-8所示的渡线折返是渡线的一种。,图3-10 单渡线,（a）交叉渡线示意图,（b）实际交叉渡
7、线,图3-11 交叉渡线,4）停车线停车线一般设置在端点站，是专门用于停车，进行少量检修作业的尽端线。在车辆基地，则拥有众多的专用停车线，供夜间停止运营后列车的停放。需要进行检修作业的停车线设有地沟，如图3-12所示。,图3-12 停车线,5）联络线联络线是轨道交通线路之间为调动列车等作业方便而设置的连接线路，主要是两条正线间的连接线，如图3-13和图3-14所示。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。,图3-13 联络线示意图,图3-14 联络线,6）检修线检修线是指设在车辆基地检修库内，专门用于检修列车的线路，检修线设有地沟，配有架车设备、检修设备。如图3-15所示。,
8、图3-15 检修线,7）试验线试验线是指设在车辆基地，用于对检修完毕的列车进行状态检测的线路。为达到必要的运行速度，试验线需有一定长度标准和平纵断面特点，如图3-16所示。,图3-16 试验线,8）出入段线出入段线是专供列车进出车辆段的线路。如图3-17所示。,（a）出入段线示意图,（b）出入段线图,图3-17 出入段线,9）洗车线洗车线是专门用于清洗车辆的线路。如 图3-18所示。,图3-18 洗车线,10）安全线在出入段线、折返线、停车线和岔线上应根据情况设置安全线，安全线长度一般不小于40 m。如当出入线上的列车在进入正线前需要一度停车，且停车信号机至警冲标之间的距离小于列车制动距离时，
9、应设安全线，如图3-19所示 。,图3-19 安全线设置示意图,上述分类中的折返线、渡线、停车线、联络线、安全线也可称为辅助线，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。检修线、试验线、出入段线、洗车线也可统称为车场线，是车辆段内厂区作业与停放列车的线路。,任务二 城市轨道交通线路设备,线路是城轨列车运行的基础。线路是由路基、桥隧建筑物和轨道组成的一个整体工程结构。,一、路基,路基, 由填筑或开挖而形成的直接支承轨道的结构，也叫做线路下部结构。路基应具有足够的坚固性、稳定性和耐久性。路基的断面为垂直线路中心的横截面，按填筑的断面形式路基分为路堤、路堑、半路堤、半路堑
10、、半堤半堑、不填不挖路基等，如图3-20所示。,（a）路堤,（b）路堑,（c）半路堤,（d）半路堑,（e）半堤半堑,（f）不填不挖路基,图3-20 路基分类,1、路堤 路基设计标高高于地面标高，用土、石填筑而成的路基。,路堤断面简图,路基设计标高低于地面标高，通过挖掘而形成的路基。,路堑断面简图,2、路堑,路基设计标高与地面标高相同，轨道直接铺设在经过处理的天然地面上。,不填不挖路基断面简图,3、 不填不挖路基,4、 半路堤在山岳地区，通过部分填筑而形成的路基。,半路堤断面简图,5、半路堑在山岳地区，通过部分挖掘而形成的路基。,5、半路堑在山岳地区，通过部分挖掘而形成的路基。,6、半路堤半路堑
11、经过填、挖两部分构成的路基。,半路堤半路堑断面简图,一、路基的断面形式,二、桥梁隧道建筑物,1.桥梁城市轨道交通高架桥一般比较长且平，宽度较窄，单线5米，双线9.5米，其对于基础沉降、桥墩刚度及桥梁工艺造型要求较高。桥梁主要由桥面、桥跨结构、支座、桥台及基础五大部分组成，如图3-21所示。,图3-21 桥梁结构示意图,2.隧道隧道连接地下车站并为轨道及相关设备提供空间。隧道包括区间隧道和车站区段隧道。地下隧道典型横断面形状如图3-22所示。,图3-22 地下隧道典型断面形状,三、轨道,轨道是城市轨道交通系统的重要组成部分，它突显了城市轨道交通的特色。城市轨道交通均采用电力牵引，故要求轨道具有良
12、好的绝缘性以减少杂散电流。同时轨道应采取相应的减震轨道结构达到减震、降噪的要求。,轨道由钢轨、轨枕、联结零件、道床、道岔、防爬设备及其他附属设备等构成，如图3-23所示。,图3-23 轨道构成,1.钢轨钢轨是轨道结构的重要组成部分，是轨道的基本承重结构，直接承受列车的荷载，其依靠钢轨头部内侧面和机车车辆轮缘的相互作用，引导机车车辆运行，并将所承受的机车车辆荷载分布开来，传递给轨枕、道床及路基上去，也为车轮滚动提供最小的接触面。另外，钢轨还有为供电、信号电路提供回路的作用。,1）钢轨的外形钢轨要求有足够的承载能力、抗弯强度、断裂韧性、稳定性及耐腐蚀性。因此，钢轨断面形状多为“工”字形，由轨头、轨
13、腰、轨底三部分组成，如图3-24所示。,图3-24 钢轨断面,根据工字形的差异可将钢轨分为槽形钢轨、双头钢轨和平底钢轨，如图3-25所示。,（a）槽形钢轨 （b）双头钢轨 （c）平底钢轨,图3-25 钢轨分类,2）钢轨的类型按照钢轨的强度不同，城轨交通所使用的钢轨可分为43 kg/m、50 kg/m、60 kg/m和75 kg/m四种类型。 3）钢轨的连接我国标准钢轨的长度有12.5 m、25 m两种，另外还有比标准长度短40 mm、80 mm、120 mm、160 mm的缩短轨，主要用于铺设曲线线路轨道，因此铺设轨道时需将钢轨连接起来。钢轨与钢轨之间的连接方法一般有以下两种。,（1）将标准长
14、度的钢轨固定在轨枕上，各节钢轨之间使用钢轨接头夹板（鱼尾板）、螺栓固定，并留有一定的轨缝，如图3-26所示。,图3-26 钢轨连接,（2）为减少钢轨接头数量、降低接头带来的病害、提高乘客的舒适度，将标准长度的轨端无螺栓孔的钢轨通过一定的工艺焊接起来，形成长度达数千米或数十千米的无缝线路。如图3-27、图3-28所示。,图3-27 钢轨焊接,图3-28 焊接后的钢轨,4）轨距城市轨道交通轨距是轨道两条钢轨之间的距离（以钢轨的内距为准），如图3-29所示。国际铁路协会在1937年制定标准轨距为1 435 mm。,图3-29 轨距,2.轨枕轨枕是轨道的基础部件之一，承垫于钢轨之下，它将钢轨所承受的压
15、力分散传递到道床上，同时又能有效地保持钢轨位置和轨距。因此，轨枕应具有一定的坚固性、弹性和耐久性。轨枕应按照地铁设计规范（GB 501572013）中的相关规定进行铺设。从不同的角度来划分，轨枕可以分为不同的种类。,1）按制造材料划分按制造材料来划分，轨枕可分为木枕、钢筋混凝土枕和钢枕。（1）木枕。木枕采用木材材料，制造木枕的材料需要经过特殊的加工和防腐处理，如图3-30和图3-31所示。,图3-30 油浸木枕 图3-31 木枕轨道,（2）钢筋混凝土枕。钢筋混凝土枕是使用钢筋和混凝土浇筑而成的，如图3-32所示。按其结构形式可分为整体式、组合式和短枕式轨枕三种，如图3-33所示。,图3-32
16、钢筋混凝土枕,图3-33 钢筋混凝土枕分类,（3）钢枕。钢枕是由钢材做成，如图3-34所示，钢枕对钢材的消耗量较大，造价很高，所以没有广泛应用。,图3-34 钢枕,2）按使用目的划分按使用目的来划分，轨枕可分为普通轨枕、岔枕、桥枕。普通轨枕主要是指钢筋混凝土轨枕；岔枕主要用于道岔区段，岔枕一般长度较长、弹性相对较好，多用木枕，如图3-35（a）所示。桥枕主要是使用在高架桥上的一种轨枕，如图3-35（b）所示。,（a）岔枕 （b）桥枕,图3-35 岔枕 桥枕,3）按构造及铺设方法划分按构造及铺设方法划分，轨枕可分为横向轨枕、纵向轨枕、短枕等。横向轨枕与钢轨垂直间隔铺设，是一种最常用的轨枕；纵向轨枕与钢轨同向铺设，是特殊的铺设方法，轨距需要其他方法保持，如图3-36所示。,
