城市軌道交通概述和構(gòu)造

1、城市軌道交通概述和構(gòu)造第一節(jié) 城市軌道交通概述第二節(jié) 軌道構(gòu)造第一節(jié) 城市軌道交通概述一、發(fā)展城市軌道交通的意義二、城市軌道交通的類型、特點(diǎn)及選擇三、國(guó)內(nèi)外鐵路的發(fā)展四、磁懸浮交通一、發(fā)展城市軌道交通的意義水、交通和環(huán)境是城市發(fā)展的三大要素。交通問題已成為制約城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。城市交通的發(fā)展在于發(fā)展城市軌道交通。城市軌道交通優(yōu)點(diǎn) 運(yùn)量大、舒適性好、對(duì)環(huán)境污染小、能源利用率高等，快速、安全、便捷，譽(yù)為綠色交通工具。 二、城市軌道交通類型、特點(diǎn)及選擇類型：地下鐵道、城市輕軌(包括單軌)、城市有軌電車、市郊鐵路等。 1. 地下鐵道(Subway) 特點(diǎn)：運(yùn)量大，能迅速疏散旅客，不易堵塞，運(yùn)行采

2、用全封閉信號(hào)控制，安全、快速、準(zhǔn)時(shí)，造價(jià)昂貴。地鐵常建于城市中心地區(qū)，凡城市運(yùn)量在4萬人次/h以上的（地鐵適于3-6萬人次/h），可以選用地鐵。 地下鐵道 地鐵站 2. 輕軌交通 (Light Rail Transit) 是原城市有軌電車的發(fā)展而來，采用中等載客容量的車箱，每小時(shí)單向交通流量在1.53萬人左右。輕軌交通車輛軸重較輕，施加在軌道上的荷載相對(duì)于市郊鐵路或地鐵的荷載來說比較輕，故稱輕軌。是一種介于有軌電車和地鐵之間的中運(yùn)量的軌道交通工具。特點(diǎn) 中等運(yùn)量，多采用全封閉或半封閉方式，實(shí)行信號(hào)控制。其造價(jià)僅為地鐵的1/5-1/3。適用 道路坡道較大或彎曲的大中城市，也可在特大城市配合地鐵在

3、郊區(qū)的延伸。輕軌的優(yōu)點(diǎn) (1)比地鐵安全 由于動(dòng)力來自車頂部，而非地鐵系統(tǒng)的第三軌。此外無須防護(hù)欄桿，因?yàn)樗部稍诮值郎闲旭偂?(2)在建設(shè)上比地鐵更靈活 由于土地昂貴，尤其在鬧市區(qū)，輕軌系統(tǒng)可以放在街道，旅客可以在人行道上下車。 (3)更適合低運(yùn)量場(chǎng)合 在中等規(guī)模城市用以補(bǔ)充巴士運(yùn)輸。 (4)大部分線路按右行規(guī)則隔離時(shí)，在混合交通條件下的平均行車速度可以更高，從而比巴士更具吸引力。 (5)輕軌鐵路技術(shù)成熟，并已有豐富經(jīng)驗(yàn)，不存在機(jī)械風(fēng)險(xiǎn)或大的費(fèi)用過載問題。 重慶輕軌 天津輕軌 3. 有軌電車(Trolley Bus)特點(diǎn) 低運(yùn)量、全地面、不封閉、無信號(hào)系統(tǒng)，投資少、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用低、對(duì)環(huán)境污染小等

4、。適用 在中小城市很有發(fā)展前景，客運(yùn)量可達(dá)15000人次/h，有很好的經(jīng)濟(jì)性。 天津有軌電車 大連有軌電車 4. 市郊鐵路(Suburbs Rail) 特點(diǎn) 運(yùn)量大（單向最大運(yùn)能可達(dá)8萬人次/h）、 投資省、見效快、速度比較高、效率高、 技術(shù)上容易實(shí)現(xiàn)、服務(wù)范圍廣等。適用 可用于連接市中心和郊區(qū)間的運(yùn)輸。 在日本、法國(guó)、俄羅斯以及東歐國(guó)家得到了廣泛的應(yīng)用，并與地鐵、輕軌共同構(gòu)成城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)。 布宜諾斯艾利斯我國(guó)發(fā)展城市軌道交通 問題 造價(jià)比較昂貴;有些地鐵設(shè)備陳舊;有些地鐵是利用外資，進(jìn)口設(shè)備，既提高了造價(jià)，又帶來了地鐵設(shè)備“萬國(guó)牌”的隱患;城市交通總體規(guī)劃不均，與公交、出租車、碼頭、機(jī)場(chǎng)

5、之間的緊密銜接、密切配合不夠;對(duì)市郊鐵路發(fā)展不重視，沒有納入城市軌道交通發(fā)展的總體規(guī)劃中。目標(biāo)： 達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化、國(guó)產(chǎn)化、造價(jià)低、服務(wù)質(zhì)量高的要求，真正成為大能力、快速運(yùn)行和合理疏散的交通骨干。 三、國(guó)內(nèi)外鐵路的發(fā)展(一)國(guó)外鐵路建設(shè)發(fā)展的三個(gè)時(shí)期(二)鐵路運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)代化(三)我國(guó)鐵路的發(fā)展(一)國(guó)外鐵路建設(shè)發(fā)展的三個(gè)時(shí)期 1.快速發(fā)展時(shí)期 2.衰落期 3.振興時(shí)期 1. 快速發(fā)展時(shí)期 世界上第一條鐵路：1825年，英國(guó)在大林頓(Darlington)到斯托克頓(Stockton)間修建了第一條公用鐵路。1840年到1913年世界大戰(zhàn)前，鐵路發(fā)展最快。其中80%集中在美、英、法、德、俄五國(guó)。鐵路成了

6、這些國(guó)家工業(yè)化的先驅(qū)，并奠定了工業(yè)化的基礎(chǔ)。鐵路壟斷了陸上的交通運(yùn)輸，其承擔(dān)的運(yùn)輸量一般高達(dá)80%以上。 2. 衰落期 1913年至1970年，經(jīng)歷了第二次世界大戰(zhàn)。一方面，西歐各國(guó)的經(jīng)濟(jì)受到戰(zhàn)爭(zhēng)的破壞，直到1955年前后，世界經(jīng)濟(jì)才復(fù)蘇發(fā)展。另一方面，鐵路運(yùn)輸受到公路和航空運(yùn)輸?shù)奶魬?zhàn)，鐵路虧損嚴(yán)重。二次大戰(zhàn)后，原蘇聯(lián)和第三世界國(guó)家鐵路有所發(fā)展。 3.振興時(shí)期 自1970年，世界鐵路由于下列原因而得到了振興和新的發(fā)展機(jī)遇。(1)能源危機(jī)。 (2)環(huán)境問題。(3)安全問題。從能源、環(huán)境和安全角度出發(fā)，鐵路具有明顯的優(yōu)越性。 部分國(guó)家修建第一條鐵路的時(shí)間表 1 英國(guó) 1825 3 法國(guó) 1832

7、5 德國(guó) 1835 7 俄國(guó) 1837 9 荷蘭 1839 11 瑞士 184413 秘魯 185115 澳大利亞 1854 17 日本 1872 2 美國(guó) 1830 4 比利時(shí) 1835 6 加拿大 1836 8 奧地利 1838 10 意大利 183912 西班牙 184814 印度 1852 16 南非 186018 中國(guó) 1876世界十大地鐵（1） 莫斯科（俄國(guó)）：年輸送旅客量達(dá)26億人次。 （2） 東京（日本）： 年客流量25億人次。（3） 紐約（美國(guó)）：年客流量15億人次。（4） 墨西哥城（墨西哥）：年載旅客15億人次。（5） 巴黎（法國(guó)）：年乘地鐵人次為12億。（6） 大阪（日本

8、）：年載客為9.48億人次。（7） 圣彼得堡（俄國(guó)）：年客流量8.21億人次。（8） 倫敦（英國(guó)）：年輸送旅客8.15億人次。（9） 首爾（韓國(guó)）：年輸送旅客8.12億人次。（10） 香港（中國(guó)）：年輸送旅客6.3億人次 按里程1、上海420公里2、倫敦408公里3、紐約370公里4、東京304.1公里5、莫斯科292.2 公里6、首爾286.9公里7、馬德里284 公里8、北京226 公里9、巴黎215公里 10、墨西哥城201.38 公里1、世界最繁忙的地鐵：莫斯科地鐵莫斯科地鐵年輸送旅客量26億人次，是世界上最繁忙的地鐵。目前900多萬莫斯科市民平均每人每天要乘一次地鐵，它的年客運(yùn)量要占

9、全市公共交通總運(yùn)量的45%。2、全世界地鐵最多的國(guó)家：美國(guó)美國(guó)是世界上擁有地鐵最多的國(guó)家。紐約、芝加哥、費(fèi)城、華盛頓等10個(gè)城市的地鐵達(dá)1200公里，約占全世界的五分之一。 地鐵世界之最3、全世界最安全的地鐵：新加坡地鐵新加坡地鐵，在最大程度上，避免了種種不安全的發(fā)生。新加坡地鐵為了防止火災(zāi)的發(fā)生，地鐵乘客所觸及之處，均不采用木質(zhì)、天然纖維易燃材料，同時(shí)還有一整套滅火救災(zāi)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。4、全世界最短的地鐵：伊斯坦布爾地鐵土耳其的伊斯坦布爾地鐵總長(zhǎng)度只有公里，全程僅設(shè)兩個(gè)半車站。5、全世界埋得最深的地鐵：朝鮮平壤地鐵世界上埋得最深的地鐵是朝鮮平壤地鐵，它埋深地下達(dá)100米左右(一般明挖10-2

10、0米，暗挖埋深20米以上)。 (二) 鐵路運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)代化鐵路運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)代化率先出現(xiàn)在歐、美國(guó)家和日本等國(guó)。標(biāo)志 高速列車(高鐵）、重載列車 德國(guó)高速列車 法國(guó)高速列車 1、高速列車（高鐵）日本率先于1964年10月建成了東京到大阪的東海道干線，翌年實(shí)現(xiàn)了210km/h的最高速度。至1997年，最高速度達(dá)260-300km/h。法、德、意、西班牙和比利時(shí)等國(guó)也修建了高速鐵路，最高速度達(dá)到270-300km/h。日本、法國(guó)和歐洲正在規(guī)劃高速鐵路網(wǎng)的建設(shè)。亞洲的韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣省也正在修建高速鐵路。中國(guó)的動(dòng)車組：最高設(shè)計(jì)速度可達(dá)260-350km/h，最高運(yùn)營(yíng)速度可達(dá)160-250km/h。 2、重載運(yùn)輸

11、主要特點(diǎn)：加大列車重量；加長(zhǎng)列車編組；實(shí)現(xiàn)全程直達(dá)運(yùn)輸。 2、重載運(yùn)輸世界各國(guó)發(fā)展重載，大體有以下兩種形式:(1)以北美(美國(guó)和加拿大)為代表，包括巴西、澳大利亞和南非等國(guó)在內(nèi)的重載單元列車。 通過貨物集中發(fā)送、快速裝卸，加快列車周轉(zhuǎn)，使運(yùn)輸成本降低，以獲取更大盈利來提高鐵路的競(jìng)爭(zhēng)能力。 (2)以前蘇聯(lián)為代表的超重、超長(zhǎng)列車和合并列車。以挖掘現(xiàn)有的技術(shù)設(shè)備潛力，有效地提高了運(yùn)輸能力。 2、重載運(yùn)輸統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)1986年10月在加拿大溫哥華召開的第二屆國(guó)際重載運(yùn)輸會(huì)議上討論確定，凡屬重載運(yùn)輸，應(yīng)至少滿足下列三個(gè)條件中的兩個(gè)。（1）年運(yùn)量不少于20Mt的線路；（2）列車重量達(dá)到5000t；（3）車輛軸

12、重在25t以上（包括從21t提到25t）。（三）國(guó)內(nèi)鐵路的發(fā)展1876年由英國(guó)人擅自修建的淞瀘鐵路，是我國(guó)第一條鐵路。而1881年11月8日由開平礦務(wù)局出資修建的唐胥鐵路（唐山至胥各莊）則是中國(guó)人自己修的第一條鐵路。 京張鐵路連接北京豐臺(tái)，經(jīng)八達(dá)嶺、居庸關(guān)、沙城、宣化至河北張家口，全長(zhǎng)約200千米，于1909年建成，是中國(guó)首條不使用外國(guó)資金及人員，由中國(guó)人自行完成，投入營(yíng)運(yùn)的鐵路。詹天佑是建設(shè)鐵路的總工程師。我國(guó)最早的地鐵是1969年建設(shè)的北京地鐵。天津（1984）、上海（1995）、廣州（1997）陸續(xù)建設(shè)了地鐵。香港的第一條地鐵建成于1975年。到2001年底，已有10多個(gè)城市建成和正在建

13、設(shè)軌道交通系統(tǒng)。中國(guó)鐵路圖“和諧號(hào)”動(dòng)車組 2007年12月22日，首列國(guó)產(chǎn)時(shí)速300公里“和諧號(hào)”動(dòng)車組列車(CRH2-300)在南車四方機(jī)車車輛股份有限公司竣工下線。它的成功下線是我國(guó)鐵路全面實(shí)施自主創(chuàng)新戰(zhàn)略取得的重大成果，標(biāo)志著我國(guó)鐵路客運(yùn)裝備的技術(shù)達(dá)到了世界先進(jìn)水平，中國(guó)也由此成為世界上少數(shù)幾個(gè)能夠自主研制時(shí)速300公里動(dòng)車組的國(guó)家。 時(shí)速300公里“和諧號(hào)”動(dòng)車組是在引進(jìn)消化吸收國(guó)外時(shí)速200公里動(dòng)車組技術(shù)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，由我國(guó)自主研制的，是目前世界上運(yùn)營(yíng)速度最高的動(dòng)車組列車之一。 中國(guó)和諧號(hào)動(dòng)車 京滬高鐵京滬高速鐵路于2008年4月18日開工，從北京南站出發(fā)終止于上海虹橋站，總長(zhǎng)度1

14、318公里，總投資約2209億元。它的建成將使北京和上海之間的往來時(shí)間縮短到5小時(shí)以內(nèi)。全線縱貫北京、天津、上海三大直轄市和河北、山東、安徽、江蘇四省。是新中國(guó)成立以來一次建設(shè)里程最長(zhǎng)、投資最大、標(biāo)準(zhǔn)最高的高速鐵路。2011年6月30日正式開通運(yùn)營(yíng)。全線橋梁長(zhǎng)度約1140km，占正線長(zhǎng)度86.5%；隧道長(zhǎng)度約16km，占正線長(zhǎng)度1.2%；路基長(zhǎng)度162km，占正線長(zhǎng)度12.3%；全線鋪設(shè)無砟正線約1268公里，占線路長(zhǎng)度的96.2%。全線用地總計(jì)5000km2（不包括北京南站、北京動(dòng)車段、大勝關(guān)橋及相關(guān)工程）。開通后，運(yùn)營(yíng)4天，發(fā)生3起事故，引起廣泛熱議。2011年8月1日，鐵道部稱京滬高鐵上

15、座率107% 。2011年8月16日，上海鐵路局實(shí)施新運(yùn)行圖，對(duì)京滬高鐵列車開行速度和價(jià)格進(jìn)行調(diào)整。青藏鐵路青藏鐵路于2006年7月1日9:00全線通車。由青海省西寧市至西藏自治區(qū)拉薩市，全長(zhǎng)1956公里。其中，西寧至格爾木段長(zhǎng)814公里，1979年建成鋪通，1984年投入運(yùn)營(yíng)。格爾木至拉薩段，自青海省格爾木市起，沿青藏鐵路南行至西藏自治區(qū)首府拉薩市，全長(zhǎng)1142公里，其中新建1110公里，格爾木至南山口既有線改造32公里。 美麗的青藏鐵路上海磁浮示范運(yùn)營(yíng)線上海磁浮示范運(yùn)營(yíng)線，是世界上第一條投入商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的磁懸浮列車示范線，具有交通、展示、旅游觀光等多重功能。于2002年12月31日啟用，由當(dāng)

16、時(shí)的中國(guó)國(guó)務(wù)院總理朱镕基與德國(guó)總理施羅德，主持剪彩儀式。磁浮示范運(yùn)營(yíng)線西起上海軌道交通2號(hào)線龍陽路站，東到上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)站，主要解決連接浦東機(jī)場(chǎng)和市區(qū)的大運(yùn)量高速交通需求。線路正線全長(zhǎng)約30公里，雙線上下折返運(yùn)行，設(shè)計(jì)最高運(yùn)行速度為每小時(shí)430公里，單線運(yùn)行時(shí)間約8分鐘。 02年12月31日 中德總理乘坐上海磁浮列車 五、磁懸浮交通1、磁懸浮交通的特點(diǎn)2、磁懸浮軌道交通的優(yōu)越性 3、磁懸浮軌道交通建設(shè)存在的問題1、磁懸浮交通的特點(diǎn)磁懸浮交通是一種新型的交通運(yùn)輸系統(tǒng)，是交通運(yùn)輸方式一種革命性質(zhì)變。傳統(tǒng)鐵路是在車輪與鋼軌接觸的情況下，依靠輪軌之間的粘著關(guān)系實(shí)現(xiàn)支承、導(dǎo)向、牽引和制動(dòng)三大功能，磁懸

17、浮列車是在車輛與導(dǎo)軌無接觸的情況下，利用電磁系統(tǒng)產(chǎn)生的吸引力或排斥力使車輛懸浮，利用電磁力進(jìn)行導(dǎo)向，使車輛不偏離運(yùn)行軌跡，同時(shí)依靠直線電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，推動(dòng)列車前進(jìn) 。2、磁懸浮軌道交通的優(yōu)越性(1)速度高。 (2)安全性高。 (3)噪聲低。 (4)維修少。 (5)舒適度良好。 (6)選線自由度大。 (7)能耗少。 3、磁懸浮建設(shè)存在的問題(1)初期投資昂貴。(2)不能與輪軌方式的現(xiàn)有鐵路網(wǎng)兼容。我國(guó)上海磁懸浮快速列車工程引進(jìn)德國(guó)先進(jìn)技術(shù)，線路設(shè)計(jì)為雙線，起點(diǎn)為地鐵2號(hào)線上的龍陽路站，終點(diǎn)為浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)站；長(zhǎng)度約30km；設(shè)計(jì)最高速度為430km/h。第二節(jié) 軌道與結(jié)構(gòu)工程一、土質(zhì)路基的軌道結(jié)構(gòu)二、

18、隧道內(nèi)的軌道結(jié)構(gòu)三、高架橋上的軌道結(jié)構(gòu)軌道結(jié)構(gòu)是城市軌道交通系統(tǒng)的重要組成部分，一般由鋼軌、軌枕、扣件、道床、道岔及其它附屬設(shè)備組成。為保證列車運(yùn)行的安全，軌道結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠強(qiáng)度和穩(wěn)定性、耐久性、絕緣性及適量彈性，且養(yǎng)護(hù)維修量小，以確保列車安全運(yùn)行和乘客舒適。 軌道交通在土質(zhì)路基上一般宜采用混凝土枕碎石道床，并盡可能敷設(shè)無縫線路。 無縫線路（continuous welded rail）用焊接長(zhǎng)軌條鋪設(shè)的軌道，因?yàn)殚L(zhǎng)軌無縫線路條沒有軌縫而得名。一、土質(zhì)路基的軌道結(jié)構(gòu)通常使用的標(biāo)準(zhǔn)鋼軌長(zhǎng)度為12.5米和25米兩種。把10根或20根標(biāo)準(zhǔn)鋼軌先在工廠焊接成125250米的鋼軌，再用特別編組的運(yùn)軌車運(yùn)

19、到鋪設(shè)工地，焊接成10002000米的長(zhǎng)軌鋪設(shè)在線路上，就成為無縫線路。目前的鋼軌形式有三種：一是槽形鋼軌，多用于街道軌道，即路面與鋼軌軌面在同一平面的場(chǎng)合，如香港屯門輕鐵。第二種是19世紀(jì)應(yīng)用很廣，但目前已經(jīng)很少采用的雙頭鋼軌，這種鋼軌在英國(guó)還能見到。第三種是目前廣泛采用的工字形鋼軌。 （一）鋼軌我國(guó)國(guó)家鐵路的鋼軌主要有50kg/m、60kg/m與75kg/m三種類型。年通過總重在15Mt25Mt時(shí)，采用50kg/m鋼軌；在25Mt50Mt時(shí)，采用60 kg/m鋼軌；在大于50Mt時(shí)，采用60 kg/m或750 kg/m鋼軌。從技術(shù)性能上分析，60kg/m鋼軌重量只增加17.7%，而允許通過

20、的總重量可增加50%。重型鋼軌不僅能增加軌道的穩(wěn)定性，減少養(yǎng)護(hù)維修工作量，而且還能增加回流斷面，減少雜散電流。 城市軌道交通在經(jīng)濟(jì)條件允許下，無論地面線、地下線或高架線，運(yùn)營(yíng)正線宜選用重型鋼軌。對(duì)車場(chǎng)線來說，由于主要是供空車運(yùn)行，速度又低，考慮到經(jīng)濟(jì)性，選用50kg/m或43kg/m鋼軌均是可行的。 軌枕的種類按構(gòu)造有橫向軌枕、縱向軌枕、短軌枕和寬軌枕四種；按鋪設(shè)部位有適用于區(qū)間線路的普通軌枕、道岔區(qū)的岔枕和無碴橋上的橋枕；按制造材料可分為木枕、混泥土枕及鋼枕三種。 （二）軌枕及扣件一般情況下，碎石道床的軌枕應(yīng)盡可能采用常規(guī)鐵路所使用的預(yù)應(yīng)力混凝土枕。對(duì)采用第三軌受電方式的系統(tǒng)，在安裝三軌托架

21、的地方還需使用特殊加長(zhǎng)的混凝土枕。 扣件是聯(lián)結(jié)鋼軌與軌枕間的中間零件，其作用是將鋼軌固定在軌枕上，保持軌距并阻止鋼軌的橫縱向移動(dòng)。有碴軌道的鋼軌扣件可采用DTI型扣件 扣件道床是指路基之上、軌枕之下的部分。一般分為道碴道床（有碴道床）和無碴道床兩大類。常見的道碴道床有碎石道床。 （三）道床 土質(zhì)路基上一般采用碎石道床。碎石道床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易施工，減振、減噪性能較好，造價(jià)低；不足之處是軌道建筑高度較高，軌道維護(hù)工作量大。 傳統(tǒng)道床常用碎石作成,呈散粒狀態(tài),是一種極不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。在行車的反復(fù)荷載作用下，產(chǎn)生殘余下沉，通過一定運(yùn)量后就會(huì)出現(xiàn)病害，必須加以整修，而隨著運(yùn)量及行車密度的增加，列車正常運(yùn)行和軌道養(yǎng)護(hù)維修之間的矛盾將日益尖銳。到70年代，對(duì)道碴道