城市轨道交通第4章+固定设施之一

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1、第四章 城市轨道交通 固定设施子系统之一,1 轨道结构 2 线路 3 区间结构 4 供电系统,1 轨道结构,一、概述 轨道交通系统的构成主要包括：轨道、车站建筑、车辆、车辆段、结构工程、供电、通信、信号、环控、给排水系统等设施。当然还包括生产者和运输对象。,轨道结构的功能,减少荷载作用强度钢轨、轨枕、道渣、路基。 减振降噪垫圈、道渣等（减振），钢轨平顺度、轨面平滑度（降噪）。 导向,钢轨与车轮关系,轨道结构是城市轨道交通系统的重要组成部分，一般由钢轨、扣件、轨枕、道床、道岔及其他附属设备组成，分为有渣轨道和无渣轨道两种。,二、钢轨与链接零件,功能：导向、传递荷载、为车轮滚动提供小阻力表面。 钢

2、轨的断面可以分成轨头、轨底和轨腰三个部分，之间用圆滑曲线相连。 钢轨以每 m钢轨的质量来区分，我国常用43、50、60、75kg/m。 检验钢轨的标准有钢轨的化学材质和物理力学指标。,钢轨 年通过总重在15Mt(吨)30Mt时，采用50kg/m钢轨； 在30Mt60Mt时，采用60kg/m钢轨。,60kg/m钢轨的性能 性 能 指 标 比50kg/m钢轨 钢轨抗弯强度 +34 弯曲应力 -28 使用年限 +50-200% 疲劳破坏造成的更换率 -83.3% 列车冲击振动 -10,钢轨连接,轨道交通钢轨与钢轨是需要连成长轨条，钢和钢是同种材料，可以通过焊接的方式将其焊接成长钢轨，这就是无缝线路，

3、一般而言，焊接长钢轨的无缝线路长为1，目前技术上已可能做到全路段的超长无缝线路。 如果没有焊接，则通常采用连接板的联结方式。,连接板,三、轨枕 1、功用：支撑钢轨、保持轨距和方向，传递压力。,木枕的弹性是最好的，结构是最简单的。 由于资源有限，在我国除了桥上、道岔上很少使用。,2、分类 木枕,四、扣件 1、定义：连接钢轨与轨枕的中间零件称为扣件。 2、作用 保持轨距、阻止钢轨相对于轨下基础的纵、横向位移，防止钢轨侧翻。,扣件,3、常用类型 木枕依靠道钉、铁垫板与钢轨相连。 砼轨枕与钢轨之间的连接则有不同的扣件形式可采用： 扣件 潘德罗扣件 罗德扣件 减震器扣件,扣件铸钢底板,扣件橡胶轨下垫板,

4、潘德罗扣件,罗德扣件,减振器扣件,轨道减振器底板,五、道床 1、功用： 均匀传递荷载； 阻止轨枕纵、横向移动，保持轨道正确位置； 使轨道具有必要的弹性及缓冲性能； 排水； 便于校正轨道的平面和纵断面。 2、分类 道渣道床 无渣道床,3、道渣道床 厚度（30-50cm）、顶面宽度（300-310cm） 、边坡（1：1.5-1：1.75）,1）整体道床 特点： （ 1）稳定性好，养护维修 工作量小 （ 2）构造简单 （ 3）外表整洁美观 （ 4）厚度小，隧道净空高度小 （ 5）无运输困难 （ 6）修复困难 （ 7）施工精度高 （ 8）弹性差、扣件复杂,4、无渣道床,地铁的车站、区间隧道、高架结构或

5、地面路基土建结构工程完工后，就可以进入铺轨工程施工。 目前国内倾向于城市轨道交通都采用整体道床轨道结构。铺轨和整体道床一起进行。 根据设计要求，可以选择： 长轨枕整体道床（上海地铁区间基本采用此形式） 短轨枕整体道床（北京地铁区间基本采用此形式） 纵向轨枕整体道床（高架线路基本采用此形式） 整体道床（直接在现浇混凝土整体道床承轨台上铺设钢轨）,整体道床安装施工过程,整体道床、铺轨工程完工后的示意图,注意：设计线路中心线并非隧道结构中心线,当隧道结构工程完工后，整体道床施工队接手的工程示意图如图： 仅有结构中心线。,可以将施工坐标引入隧道，使用线路中心桩定位线路中心、线路设计标高等，但很清楚，浇

6、灌混凝土后这必然不复存在，而无从复核轨道参数。,实际施工中，将坐标换算成如图蓝、红处打入隧道结构中的不锈钢钉。检验无误后即可认为放样完成，进行下一步施工。,两轨排间钢轨使用夹板连接（因为这是无螺栓孔的钢轨，以后还要焊接成无缝线路。）,2）板式轨道 板与混凝土机床之间填充沥青水泥沥青材料,3）浮置板轨道：降振减噪,直线轨道的五个要素,1 轨距 轨道内侧轨面下16 mm量测 2 水平 两钢轨面要保持水平 3 高低 钢轨前后高低应保持线性 4 方向 线路的方向应与设计方向一致 5 轨底坡 钢轨底面与水平成1:40的坡度,七、 道岔,1、道岔的工作原理及作用：实现车辆转线、停放车辆逐级与走形线连接。

7、2、道岔类型： 连接 交叉 交叉与连接,左开单开道岔,左开单开道岔,左开单开道岔,道岔类型（连接）,道岔类型 （连接）,道岔类型 （交叉）,道岔类型 （交叉）,道岔类型 （连接与交叉）,3、道岔组成： 转辙部分(points or switch)：转辙器（两根基本轨、两根尖轨、转辙机及连接零件） 连接部分：直线连接线和导曲线 辙岔部分(frog)：心轨、翼轨、护轨及连接零件 如：,右开单开道岔的组成,可动心道岔消除了有害空间,手动转辙机,手动转辙机,4、如何画道岔以画右开单开道岔为例 （1）,作为两条基本轨。,画道岔（2）,画道岔（3）,画道岔（4）,画道岔（5）,（从点）,画道岔（6）,画道

8、岔（7）,画道岔（8）,画道岔（9）,标明道岔各部分名称,磁浮列车、独轨车道岔,磁浮列车和独轨车的轨道结构与钢轮钢轨系统不一样，道岔形式则以轨道梁整体移动来解决。,5、其他类型轨道车道岔,磁浮列车道岔,独轨线路道岔,主要用于车站尽头线、停车线等处，用于阻止由于操作不当轨道交通车辆冲出尽头线或撞坏其他构造物。 最简单的做法是在尽头线端部堆上一堆沙土、碎石等,八、 车挡,DT型车挡 (固定式),月牙式车挡（滑动式）,九、 无缝线路,取消夹板链接，用铝热焊或电弧焊等方法，在工厂焊接或现场焊接。 优点：连续、平顺、耐磨性好。 缺点：技术难度大，维修时工作量大。 关键点在于锁定温度。,第二节 线路设计,

9、轨道交通线路设计的目的就是：要确定轨道交通站位及线路的空间位置。 在道路和轨道交通的线路设计中采用：线路平面图、线路纵断面图和线路横断面图来表示。 线路大致走向选择影响因素： 线路起终点位置； 主要客流走廊位置； 沿线的大型客流集散点； 换乘站位置； 不宜经过的地点； 敷设方式。,一、平面位置,1、影响因素 确定轨道交通站位及线路的平面位置，应充分考虑: 现状和规划的道路、地面建筑、地下管线和其他构筑物； 被保护的文物古迹，使相互影响减至最低程度，并争取取得良好的结合； 环境与景观、地形与地貌对高架线和地面线的要求较高，影响较大； 工程与水文地质条件及结构类型对施工方法的确定有重要的影响，而施

10、工方法又会影响线路的平面设置和地下线路埋置深度； 考虑运营管理需要。,2、站间距离,车站之间的距离选定应根据具体情况确定： 站间距离太短虽能方便步行到站的乘客，但会降低运营速度，增加乘客旅行时耗，并增大能耗及配车数量，同时，由于多设车站也增加了工程投资和运营成本。 站间距离太大，会使乘客感到不便，特别对步行到站的乘客尤其如此，而且也会增大车站负荷。 一般说来， 市区范围内由于人口密集，大的集散点多，车站布置应该密一些； 郊区建筑稀疏、人口较少，车站间距可以大一些。 参照国内外已投入运营的轨道交通使用经验，站间距离在市区和居民稠密区推荐采用1km左右，郊区由于情况不一，可根据现状和规划情况因地制

11、宜地确定站位，一般站间距都较大。,我国已建地铁平均站间距离,3、敷设形式 （1）地面线和高架线,地面线和高架线对乘客来讲比地下线安全感好，噪音小、豁亮通畅，可饱览市容，乘车比较舒服，但对沿线居民产生的影响。 在定线时一定要充分考虑行车、维修产生的振动、噪音，以及乘客视线对居民生活的影响； 同时要防止建筑物内废弃物投掷到线路上影响行车安全；在建筑、结构、供电设计中更要处理好景观对城市的影响。 由于根据相关规范要求所采取的防范措施不同，线路离建筑物的距离也不相同，但最小距离不得小于防火规范的要求。 同地铁结合的建筑物除满足防火规范的要求外，还要从结构、轨道等方面加强减振、降噪措施，并要防止因建筑结

12、构设计不当而影响行车安全。,（2）地下线路,地下线路考虑在道路红线内、沿道路走向，采用路中方案较多，特别是道路两侧建有深桩基础的建筑物的情况下，也有穿越居民区的，线路穿越居民住宅，原因首先是总体线路走向要求，其次十字交叉口，不能满足最小曲线半径的要求，线路所穿越的居民楼多为条形基础的多层房屋。为了减少轨道交通运营对居民的影响，应该采用浮置板等特殊轨道结构。,二、线路平面,线路平面是由直线、圆曲线和缓和曲线组成；,1、圆曲线,圆曲线参数,T切线长度（m） R圆曲线半径（m） p 圆曲线内偏移量（m） K曲线长度（m） l0缓和曲线长度（m） 曲线偏角（） 0缓和曲线角度， m切垂距，,技术要素：

13、最小圆曲线半径和最小圆曲线长度,（1）最小圆曲线半径 轨道交通线路平面圆曲线半径（简称曲线半径）宜按标准半径从大到小合理选用，线路的最小曲线半径和线路的布线有关，也和采用的车型有关 。 实际工作中，最大半径一般很少超过3000m，400m以下的小半径曲线具有限制车速，养护比较困难、钢轨侧面磨耗严重及噪声大等缺点，特别是在轨道交通运量大、密度高的情况下，上述缺点更加突出。 我国规范规定A型车正线的最小曲线半径350m，困难情况下可以300m，B型车为250-300m。,（2）最小圆曲线长度 轨道线路平面圆曲线长度越短，对行车和养护维修越有利。 但若小于车辆的全轴距时，车辆将同时跨越在三种不同的线

14、形上，危机行车安全，降低稳定性和舒适性。 我国地铁设计规范规定，A型车的圆曲线最小长度为25m，B型车为20m，在困难行车时不小于车辆的全轴距 。,2、缓和曲线,目的：实现曲率的渐变和外轨超高的的渐变。 技术要素：线形和长度 通常线形采用三次抛物线，长度：25-140m。 我国轨道交通线路直线段轨距为1435mm，为了让列车能顺利通过曲线段线路，轨距需要加宽； 3、最小夹直线长度 夹直线若短于车辆的全轴距时，车辆会出现同时跨越两条曲线的情况，影响行车安全，同时会带来养护困难。 我国地铁设计规范规定：正线及辅助线相邻曲线间的夹直线长度，A型车不宜小于25m，B型车不宜小于20m，在困难情况下不小

15、于一个车辆的全轴距，车场线上的夹直线长度不得小于3m。,4、其他 （1）车站在曲线上,车站站台段线路设在曲线上时，增加管理上的难度，对行车安全不利，另外曲线半径太小，列车停靠曲线站台时车辆与站台间的间隙过大，对乘客安全不利。 根据我国目前使用车辆情况，分别对A型车和B型车进行的间隙验算，并参照国外经验，在困难地段车站可设在半径不小于800m的曲线上，基本满足曲线站台边缘与车辆之间的空隙要求。,（2）道岔应设在直线上。在困难情况下，道岔可设在曲线上，但道岔端部至曲线端部的距离不小于5m，车场线可减少到3m，道岔宜靠近车站位置，但端部之间的距离不宜小于5m。 （3）不同号数道岔的导曲线半径和长度不

16、同，会影响线路线间距和长度，过岔速度越高，道岔号数宜越大，正线和辅助线上，宜用9号道岔，车场线，可用不大于7号的道岔。 （4）城市轨道交通线路不宜采用复曲线。 （5）折返线的有效长度，宜为远期列车长度加40m。,三、线路纵断面,轨道交通线路的纵断面指钢轨面在竖平面上的投影。 城市轨道交通的线路纵断面是由坡段和连接相邻坡段的竖曲线组成的。坡段的特征用坡段长度和坡度值来表示。 坡段长度Li 为该坡段前后两个变坡点之间的水平距离（m）。 坡段坡度i为该坡段两端变坡点的高程Hi （m）除以坡段长度Li （m），其值以千分数表示。,1、纵断面的技术要素,轨道交通线路纵断面设计的主要技术要素有：最大坡度、最小坡段长度及坡段连接 由于城市轨道交通载重量小，运距短（相对于铁路），坡度已不是限制列车牵引质量的主要因素，也不存在机车增减的情况，所以把线路允许设计的最大