地下铁道2(限界、线路)课件.ppt

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1、第三节 限界“限界”是一种规定的轮廓线，这种轮廓线以内的空间是保证地铁列车安全运行所必需的。地下铁道的限界分为车辆限界、设备限界、建筑限界和受电弓或受流器限界。它们是根据车辆外轮廓尺寸及技术参数、轨道特性、各种误差及变形，并考虑列车在运动中的状态等因素，经科学地分析计算确定。,一、限界含义及其制定原则,(1)限界是确定行车轨道周围构筑物净空的大小，是管线和设备安装相互位置的依据，是专业间共同遵守的技术规定，它应经济、合理、安全可靠。(2)限界应根据车辆的轮廓尺寸和技术参数、轨道特性、受电方式、施工方法、设备安装等综合因素进行分析计算确定。(3)限界一般是按平直线路的条件进行确定。,(4)在制定

2、限界时，对结构施工、测量、变形误差，设备制造和安装误差，设计、施工、运营过程中难于预计的其他因素在内的安全留量等，都应分别进行研究确定。,一、限界含义及其制定原则,二、限界基本内容,1限界的坐标系,X,OXY,Y,2车辆轮廓线(1)车辆轮廓线的含义(2)车体外轮廓尺寸 我国地铁车辆采用标准车型和宽体车型两种。将其分为A型及B型，各型车辆基本参数。标准车型 宽体车型车长 19000mm 22100mm 宽 2800mm 3000mm高 3800mm 3800mm车辆定距 15700mm 12600mm,二、限界基本内容,3车辆限界 车辆限界是指车辆最外轮廓线的限界尺寸，应根据车辆的轮廓尺寸和技术

3、参数，并考虑其静态和动态情况下所能达到的横向和竖向偏移量，按可能产生的最不利情况进行组合确定。,二、限界基本内容,4设备限界 设备限界是指线路上各种设备不得侵入的轮廓线。是在车辆限界的基础上再计入轨道出现最大允许误差时，引起车辆的偏移和倾斜等附加偏移量，以及在设计、施工、运营中难于预计的因素在内的安全预留量。,二、限界基本内容,5建筑限界(1)建筑限界的含义建筑限界是行车隧道和高架桥等结构物的最小横断面有效内轮廓线。在建筑限界以内、设备限界以外的空间，应能满足固定设备和管线安装的需要，还需考虑其他误差、测量误差、结构变形等。(2)盾构施工的圆形隧道和矿山法施工的马蹄形以及拱形隧道，在列车顶部控

4、制点范围内，建筑限界以内，设备限界以外即建筑限界与设备限界之间的空间，宜不小于150mm，以满足电缆管线横穿的需要。,(3)在高架桥上以及隧道内可以设置侧向人行道，也可以不设置。一般高架桥侧向便道的宽度以600700mm为宜。,三、区间直线段隧道建筑限界,(1)区间隧道的建筑限界是根据已定的车辆类型、受电方式、施工方法及地质条件等按不同结构形式进行确定的。(2)区间直线段矩形隧道建筑限界(明挖法施工)。,线路中心线,车辆限界,建筑限界,OXY,Y,3960,4500,540,4100,X,(3)圆形隧道建筑限界(盾构法施工)。如线路最小平面曲线半径R=300m，圆形隧道建筑限界的直径宜为=52

5、00mm。,(4)马蹄形隧道建筑限界(暗挖法施工)。马蹄形隧道内部净空尺寸，应考虑施工误差才能满足建筑限界的要求，一般在建筑限界的两侧及顶部各增加100m。,1区间建筑限界的加宽和加高(1)曲线地段的加宽,四、区间曲线段及道岔区建筑限界,d内2,加高,1区间建筑限界的加宽和加高(1)曲线地段的加宽(2)圆曲线地段加宽计算内侧加宽计算,四、区间曲线段及道岔区建筑限界,式中 a 固定轴距(mm)；L 车体长度(mm)；l 车轴间长度(mm)；R0圆曲线半径(mm)；X4、X8计算控制点的坐标值(mm)；Y4、Y8计算控制点的坐标值(mm)；=sin-1(h0/s)，其中，s内外轨中心距离(mm)；

6、h0圆曲线地段计算断面处的超高值(mm)。,外侧加宽计算,(3)缓和曲线地段加宽计算内侧加宽计算,外侧加宽计算,式中 X2、X3分别为计算断面处距缓和曲线起点的长度(mm)；x=sin-1(hx/s)，其中，hx缓和曲线地段计算断面处的超高值(mm)；C=R0Ls，其中，Ls缓和曲线长度(mm)。,缓和曲线上内、外侧加宽计算，只有当车辆的两个转向架均在缓和曲线范围内时，上两式是适用的。若车辆的一个转向架在缓和曲线上，而另一个转向架在直线上或在圆曲线上时，则缓和曲线上内、外侧加宽计算应进行修正。(4)曲线地段加高计算,式中 X1计算控制点的坐标值(mm)；Y1计算控制点的坐标值(mm)。,2道岔

7、区建筑限界的加宽,五、车站限界,1隧道内直线段车站限界(1)车站建筑限界的确定直线站台有效长度范围内，其边缘至线路中心线的距离，应根据车厢宽度进行确定，一般站台边缘与车厢外侧面之间的空隙设置为100mm为宜。直线地段站台面的建筑限界高度，应为车厢地板面至轨顶的垂直距离所控制，一般站台面低于车厢地板面50100mm较为合适。,站内线路中心线至隧道边墙内侧的距离，如无特殊要求，一般都采用与区间相一致。车站建筑限界的高度，一般与区间相同就能满足设备限界的要求。但由于建筑装修和有些设备及管线安装的需要，因此车站建筑限界的高度都比区间大。站台有效长度范围以外的所有用房的外墙面距线路中心线的距离宜不小于1

8、800mm，且外墙面不允许安装各种设备和管线。,(2)隧道内直线段车站限界图 2曲线地段车站限界 在曲线地段的隧道内车站，都应在直线地段车站的各有关尺寸基础上，根据所选用车辆的有关尺寸以及平面曲线半径和是否超高进行加宽。,线路设计，一般分为四个阶段，即可行性研究阶段、总体设计阶段、初步设计阶段、施工设计阶段。地铁线路按其在运营中的作用，分正线、辅助线和车场线。一、线路选线线路选线包括线路走向、线路分布、线路路由、车站分布、线路交叉形式、线路敷设方式等的选择。,第四节 地下铁道线路设计,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线路的作用 a为城市居民的生产、生活提供

9、交通服务。b其它：包括为战备、物资运输、安装电缆等服务。客流分布与客流方向城市道路路网分布状况隧道主体结构施工方法,城市经济实力(2)通过特大型客流集散点的路由选择 对地铁产生3万上下车人次/小时或20万人次/日及以上客流量的，称之为特大型客流集散点。路由绕向特大型客流集散点。采用支路连接。延长地铁车站出入口通道，并设自动步道。调整地铁路网部分线路走向。调整特大型客流集散点。,(3)路由方案比选 路由方案比选的主要内容：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。吸引客流条件包括客流量大小、吸引范围内居住及工作人口多少、照顾客流量集散点的多少、乘客便利条件及

10、与其它交通工具换乘条件等。线路条件包括线路长度、曲线半径大小及曲线总转角大小、车站数目、车站设置条件等。,施工条件包括施工方法、施工场地安排、施工运输道路以及施工难易条件之评价。施工干扰包括房屋、地下地上管线等拆迁量大小，对道路交通的影响，对商业经营的影响等。对城市的影响，主要是评价地铁路由与城市改造发展规划的一致性及结合程度。3车站分布(1)影响车站分布的因素大型客流集散点,城市规模大小 城区面积越大，人口越多，线路上客流量大、乘距长时，车站分布宜稀一些。反之，车站分布宜密一些。城区人口密度 人口密度大，同样吸引范围内，发生的交通客流量大，因此车站分布宜密一些。线路长度 不同的线路长度，车站

11、的疏密宜有所不同，短线路宜多设站，长线路宜少设站。,城市地貌及建筑物布局 地铁路网及城市道路网状况 人们对站间距离的要求 在地下铁道设计规范中规定“车站间的距离应根据实际需要确定，在市区宜为1km左右，在郊区不宜大于2km”。除上述各因素外，线路平面、纵剖面、车站站位的地形条件，城市公交车线路网及车站位置，也会对地铁车站分布数目造成一定影响。,(2)车站分布对市民出行的影响 车站数目的多少，直接影响市民乘地铁的出行时间。车站多，市民步行到站距离短，节省步行时间，可以增加短程乘客的吸引量；车站少，则恰恰相反，提高了交通速度，减少乘客在车内的时间，可以增加线路两端乘客的吸引量。,(3)车站分布比选

12、 车站分布应根据上述内容经科学地综合分析，进行详细的方案比选后确定。地铁车站分布对建设费用、运营成本、施工等都有很大的影响，必须充分对客流吸引量与乘客出行时间等进行具体分析计算，进行经济效益的比较。,4 辅助线分布(1)辅助线分类及用途 辅助线按其性质可以分为折返线、存车线、渡线、联络线、车辆段(车场)出入线。折返线、存车线 折返线为供运营列车往返运行时的调头转线及夜间存车的；存车线供故障列车停放及夜间存车。,折返线a双折返线：可设于列车的区段折返站上或端部折返站上，折返能力可大于30对/时，当折返列车对数少时，可以留出一条线作为存车线。,b单折返线。折返能力和灵活性稍差，折返与存车不能兼顾，

13、一般多单独用作存车线。,c渡线折返线。作为正常列车运行的折返线，只适用于终端站上。若采用站后折返，车站可用侧式站台，渡线短，节省折返时间；若采用站前折返，车站一般采用岛式站台，方便乘客乘车。,d侧线折返线。是区段列车折返线形式，主要用在高架线上。需要折返的列车运用正线折返，后续前进列车在高峰时间内，可以通过侧线越行，在平常时间内，后续列车仍可沿正线运行。,e环线折返线。折返能力可与正线匹配一致，并可使列车来回换边，避免车轮偏磨，但是折返距离长，增加运营列车数量，需要适合的地形条件。,f综合折返线。综合折返线是集折返、乘客上下车、列车越行、列车出入场以及列车转线联络等功能中的两项至多项的折返线形

14、式。,联络线 为沟通两条独立运营路线而设置的连接线，为两线车辆过线服务。联络线一般采用单线，设置地点由路网规划研究统一安排。设置位置，即设在两交叉线的哪一象限，应根据工程简单，施工干扰小，拆迁量少等原则选择。,车辆段(车场)出入线 是正线与车辆段间的连接线，是车辆段与正线间的联络通道。a.与正线平面交叉形式：连接简单，渡线短，工程造价低。主要缺点是平面有敌对交路，车辆段向正线取送列车的能力低，因此采用该出入线时要验算通过能力。,b.与正线立体交叉形式：出入段列车与正线列车没有敌对交路，取送列车能力大，使用灵活。通常将出入线与折返线合并设置，则使用更为方便，只是工程较复杂，造价较高。,(2)折返

15、线、存车线、渡线分布地点选择 线路起终点或每期工程的起终点站，必须设置折返线或渡线。在靠近车辆段端，一般可不设折返线而设渡线，利用正线折返。当线路上客流断面发生变化时，应该设置区段折返线。每隔35个车站应设置存车线。当两折返线(存车线)之间相距5个车站，且工程不复杂时，宜在中间端再设一单渡线。,二、线路平面设计1设计原则及标准(1)指导思想及一般原则地铁线路与城市发展规划相结合双线右侧行车制线路最高运行速度 地铁线路的最高运行速度一般规定为80km/h。连接市中心区与周边卫星城的线路及开行大站快车的线路其最高运行速度应大于80km/h。,(2)主要技术标准 曲线半径 最大半径一般很少超过300

16、0m。地下铁道设计规范规定最小半径如表所示。,线路有较大转角(大于45)时，一般视为困难情况，当采用宽体车辆时，最小曲线半径宜采用300m；选用标准车辆时，最小曲线半径可选250m。车站乘降站台范围内一般不应设置曲线，困难条件下，其曲线半径不应小于800m。,曲线连接 在正线上当曲线半径等于或小于2000m时，圆曲线与直线间应根据曲线半径及行车速度设置缓和曲线。复曲线上两圆曲线的曲率差大于1/2000时，应设置中间缓和曲线，其长度应根据计算确定，但不应小于20m。缓和曲线采用三次抛物线。,辅助线上是否设缓和曲线，无严格要求，联络线及车辆段出入线，一般应设缓和曲线，车场线上不设缓和曲线。正线及辅

17、助线上两缓和曲线尾端的圆曲线、不设缓和曲线的圆曲线，最小长度一般不应小于20m，困难条件下，不得小于一个车辆的全轴距。正线及辅助线上，两相邻曲线间的夹直线段长度，不应小于20m。车场线上两相邻曲线间的夹直线长度不应小于3m。,2线路平面位置选择(1)地下线平面位置 位于道路规划红线范围内地铁线路居道路中心，对两侧建筑物影响较小，地下管网拆迁较少，有利于减少曲线数量，并能适应较窄的道路红线宽度。缺点是当采用明挖法施工时，破坏了现有道路路面，对城市交通干扰较大。,地铁线路位于慢车道和人行道下方，能减少对城市交通的干扰和对机动车路面的破坏。地铁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

18、坏和干扰，地下管网也较少。位于道路范围以外 在有利的条件下，地下线置于道路范围之外，可以到达缩短线路长度，减少拆迁，降低工程造价之目的。,这些条件是：a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；b城市非建成区或广场、公园绿地(耕地)；c老的街坊改造区，可以同步规划设计，并能按合理施工顺序施工。,(2)高架线路平面位置选择道路红线宽度宜大于40m。位于道路中心线上对道路景观较为有利，噪声对两侧房屋的影响相对较小，路口交叉处，对拐弯机动车影响小。但是，在无中间分隔带的道路上敷设时，改建道路工程量大。位于快慢车分隔带上，充分利用道路隔离带，减少高架桥柱对道路宽度的占用和改建，一般偏

19、房屋的非主要朝向面，即东西街道的南侧和南北街道的东侧。缺点是噪声对一侧市民的影响较大。,(3)地面线平面位置地面线位于道路中心带上，带宽一般为20m左右。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地铁噪声的干扰。其不足处是乘客需通过地道或天桥进入地铁。地面线位于快车道一侧，带宽一般为20m左右。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，增加道路交通管理的复杂性。,(4)地铁与地面建筑物的安全距离 地下线与地面建筑物之间的安全距离高架线与建筑物间的安全距离 地面线与道路及建筑物最小安全距离目前规范未作出规定，建议暂按下列值考

20、虑：a地铁围护栏外缘至机动车道道牙内缘最小净距1.0m(无防护挡墙)或0.5m(有防护挡墙)；b地铁围护栏外缘至非机动车道道牙内缘最小净距0.25m；c地铁围护栏外缘至建筑物外缘最小净距5.0m(无机动车出入)或10m(有机动车出入)。,(5)线路位置比选 比选内容为：线路条件比选 房屋拆迁比较 管线拆迁比较 改移道路及交通便道面积比较 其他拆迁物比较 地铁主体结构施工方法比较,3车站站位选择(1)站位选择原则 方便乘客使用与城市道路网及公共交通网密切结合 与旧城房屋改造和新区土地开发结合方便施工，减少拆迁，降低造价兼顾各车站间距离的均匀性,(2)一般站位选择 一般车站按纵向位置分为跨路口、偏

21、路口一侧、两路口之间三种，按横向位置分为道路红线内外两种位置选择。,(3)大型客流集散点站位 车站出入口离开体育场出入口应在300m以上。突发客流强度越大，距离越应大些。(4)大型商业区站位 地铁站位距商业区中心不超过500m距离即可。4左右线关系及线间距过渡(1)左右线的几种常见关系 常见的地下线的几种形式：,a.左右线等高并列平行，线间距离一般为3.6 5.0m，适用于区间矩形隧道结构，敞口明挖方施工或顶管法施工的线路上。,b.左右线等高并列平行，线间距离一般在11m及以上，适用于车站矩形框架隧道结构。,c.左右线上下重叠，明、暗挖法施工均可采用，适用于狭窄的街道下方布置线路。,d.左右线

22、分开，线间距离宜大于2D(D为隧道开挖直径)，困难情况下，采取土壤加固措施后，最大可降至1.4D，适用于单线单洞圆形或马蹄形隧道结构，盾构法施工或矿山法施工的线路上。,e.左右线分开，左线对右线在平面、高度之间均保持一定距离的并列，采用暗挖法施工，适用于较窄的街道下方布置线路。,(2)喇叭口曲线形式 喇叭口依其形式分对称喇叭口、单偏喇叭口、不规则喇叭口和缩短喇叭口等。a.对称喇叭口，车站与区间的隧道中线为一直线，左右线对称设曲线。,b.单偏喇叭口左线(右线)为一直线，仅右线(左线)设曲线。,c.非对称喇叭口，车站与区间隧道中线有平移，左右线上的曲线不对称。,d.不规则喇叭口，隧道中线在车站一端

23、有小转角，左右线曲线头与车站站位不协调，需用不同的反向曲线调整曲线位置。,e.缩短喇叭口，车站外端有大转角曲线，可以设置缩短喇叭口，减少单线隧道结构长度，以降低工程造价。图中虚线为原喇叭口及车站站位。,三、线路纵剖面设计,1设计原则及标准(1)一般原则 纵剖面设计应保证列车运行的安全、平稳及乘客舒适，高架线路要注意城市景观，坡段应尽量长。线路纵剖面要结合不同的地形、地质、水文条件，线路敷设方式与埋深要求，隧道施工方法，地上地下建筑物与基础情况，线路平面条件等，进行合理设计，力求方便乘客使用和降低工程造价。尽量设计成符合列车运行规律的节能型坡道。,(2)最大坡度 区间线路：我国：正线上一般采用3

24、0，困难地段为35。原苏联：地下以及隐蔽地面线段不大于40，而敞开的地面线段不大于35。法国巴黎：市区地铁线路最大坡度为40，地区快车线最大坡度为30，困难地段的坡度还可大一些。香港地铁：线路最大坡度为30，个别地段允许超过。,车站线路：最大坡度一般为3，困难条件下为5。其他线路：最大坡度可以达到2，并朝车挡方向为下坡。(3)最小坡度 对于地下线，不宜小于3。(4)坡段长度 线路纵向坡段长度不宜小于远期列车长度，同时应满足两相邻竖曲线间的夹直线坡段长度不宜小于50m的要求。,(5)坡段连接及竖曲线 两相邻坡段的坡度代数差等于或大于2时，应设竖曲线。地下铁道设计规范规定竖曲线半径如表所示。,竖曲

25、线不得进入车站乘降站台范围及道岔范围，并且离开道岔端部距离不应小于5m。,2影响纵剖面设计的因素(1)覆土厚度 位于道路下方的地下线，一般为0.20.7m。位于城市公园绿地内的地下线，一般草坪0.2 0.5m，灌木0.51.0m，乔木1.52.5m。在寒冷地带应考虑保温层最小厚度要求。当地下线位于常水面下方时，一般为1m左右。在地下铁道作为战时人防工程时，应考虑防空工程的最小覆土要求。,(2)地下管线及建筑物(3)地质条件(4)施工方法(5)排水站位置(6)桥下净高(7)防洪水位,1.地铁限界确定的依据、车站建筑限界确定应遵循的规定2.线路的作用、线路方向及路由选择时考虑的主要因素3.影响车站分布的因素、辅助线的分类及用途4.折返线的形式、各自的特点、车辆出入线的布置形式5.线路平面设计的原则、主要技术标准6.左右线的常见关系、车站站位选择的原则7.线路纵剖面设计的原则及标准、影响纵剖面设计的因素,重点内容,