城市軌道交通系統(tǒng)的設(shè)計與施工課件二

第2章城市軌道交通系統(tǒng)的設(shè)計與施工第2章城市軌道交通系統(tǒng)的設(shè)計與施工【學(xué)習(xí)目標】

【教學(xué)建議】

2.1城市軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計

2.2城市軌道交通限界

2.3城市軌道交通工程施工

【實踐操作】

【評價跟進】【學(xué)習(xí)目標】1.能夠掌握城市軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計的一些基本概念。

2.能說出軌道交通線路的種類及其在運營中的作用，能夠分析各種輔助線路。

3.能夠說出限界的種類及作用。

4.知道城市軌道交通常用的施工方法?！窘虒W(xué)建議】1.教學(xué)場地：在教室或多媒體教室中進行，課后可實地參觀。

2.設(shè)備要求：各城市現(xiàn)有軌道交通線網(wǎng)圖若干；限界、施工方法掛圖或動畫演示若干；各種施工機械模型1套。

3.課時要求：共6課時，其中課堂講授4課時，參觀學(xué)習(xí)2課時。2.1城市軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計1.城市軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計的基本概念

(1)線網(wǎng)線網(wǎng)是指在一個城市中軌道交通線路所構(gòu)成的路網(wǎng)狀態(tài)。

(2)線路線路是指城市中某一把甲地和到乙地連接起來的軌道路由。

(3)線網(wǎng)與線路的關(guān)系兩者是整體與局部的關(guān)系，若干條線路構(gòu)成線網(wǎng)。2.1城市軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計圖2-1天津市快速軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃圖(4)城市軌道交通規(guī)劃設(shè)計的構(gòu)成城市軌道交通規(guī)劃設(shè)計，可劃分為線網(wǎng)規(guī)劃與線路設(shè)計兩部分，兩者是系統(tǒng)與子系統(tǒng)間的關(guān)系。2.1城市軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計(5)線網(wǎng)規(guī)劃線網(wǎng)規(guī)劃是指在一定線路數(shù)量規(guī)模條件下，確定路網(wǎng)的形態(tài)及各條線路走向的決策過程。

(6)線路設(shè)計線路設(shè)計是指在已經(jīng)確定的城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ)上，研究某一條或某一段線路的具體位置，包括線路路由、敷設(shè)方式及站點選擇等的確定過程。

2.城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃

(1)線網(wǎng)規(guī)劃的意義與作用城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃是城市總體規(guī)劃的一個組成部分，具有非可逆性，線路一經(jīng)建成便不可更改。

(2)線網(wǎng)規(guī)劃的內(nèi)容城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃主要包括城市背景研究、線網(wǎng)結(jié)構(gòu)研究、實施規(guī)劃研究三個方面內(nèi)容。

1)城市背景研究。

2)線網(wǎng)結(jié)構(gòu)研究。2.1城市軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計3)實施規(guī)劃研究。

(3)線網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)形式根據(jù)城市現(xiàn)狀與規(guī)劃情況編制的線網(wǎng)中各條線路組成的幾何圖形一般稱線網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式。圖2-2線網(wǎng)幾何結(jié)構(gòu)圖形2.1城市軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計1)放射形(星形)結(jié)構(gòu)。

2)條帶形(樹狀)結(jié)構(gòu)。

3)棋盤式(柵格網(wǎng)狀)結(jié)構(gòu)。

4)放射形網(wǎng)狀(三角形)結(jié)構(gòu)。

5)復(fù)合形結(jié)構(gòu)。

6)其他結(jié)構(gòu)。

3.城市軌道交通線路設(shè)計

(1)城市軌道交通線路設(shè)計的過程線路設(shè)計一般分為四個階段，即可行性研究階段、總體設(shè)計階段、初步設(shè)計階段和施工設(shè)計階段。

1)可行性研究階段。

2)總體設(shè)計階段。

3)初步設(shè)計階段。2.1城市軌道交通路網(wǎng)規(guī)劃與設(shè)計4)施工設(shè)計階段。

(2)城市軌道交通線路設(shè)計的內(nèi)容城市軌道交通線路設(shè)計內(nèi)容主要包括如下幾個。

1)選線。圖2-3車站位置與路口關(guān)系2.1城城市軌軌道交交通路路網(wǎng)規(guī)規(guī)劃與與設(shè)計計2)線線路平平面的的設(shè)計計。3)線線路縱縱斷面面的設(shè)設(shè)計。。4)車車站站站位的的選擇擇。①跨跨路口口站位位(見見圖2-3a)：站站位跨跨主要要路口口，并并在路路口的的各個個角上上都設(shè)設(shè)有出出入口口，乘乘客從從路口口的任任何方方向進進入軌軌道交交通系系統(tǒng)均均不需需過馬馬路，，增加加了乘乘客安安全性性，減減少了了路口口的人人、車車交叉叉；與與地面面公交交線銜銜接好好，乘乘客換換乘方方便。。2.1城市軌道道交通路網(wǎng)規(guī)劃與與設(shè)計②偏路口站位(見圖2-3b)：車站不易受路路口地下管線影響響，減少車站埋深深，方便乘客使用用，減少施工對路路口交通的干擾，，減少地下管線拆拆遷，降低工程造造價。在高寒地區(qū)區(qū)，當軌道交通為為高架線時，可以以減少高架橋體陰陰影對路口交通安安全的影響。不足足之處是乘客集中中于車站一端，降降低車站的使用效效能，增加運營管管理上的困難。將將車站出入口伸過過路口，或增加路路口過街人行道(天橋)，并與出出入口連通，或者者將車站設(shè)計成上上下兩層式，可以以改善路口車站的的功能。③站位設(shè)于兩路路口之間(見圖2-3c)：當兩兩路口都是主路口口且相距較近(小小于400m)，，橫向公交線路及及客流較多時，可可將車站設(shè)于兩路路口之間，以兼顧顧兩路口。2.1城市軌道道交通路網(wǎng)規(guī)劃與與設(shè)計④貼道路紅線外外側(cè)站位(見圖2-3d)：一般般在有利的地形條條件下采用。當基基巖埋深淺、區(qū)間間可用礦山法暗挖挖、道路紅線外側(cè)側(cè)有空地或危舊房房區(qū)改造時，地鐵鐵可以與危舊房改改造相結(jié)合，將車車站建于紅線外側(cè)側(cè)的建筑區(qū)內(nèi)，可可以少破壞路面，，少動地下管線，，減少交通干擾，，充分利用城市土土地。(3)城市軌道交交通線路的級別與與分類線路是軌軌道交通系統(tǒng)中重重要的組成部分，，按線路遠期單向向客運能力，可分分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三三個等級，各等級級分別有其相關(guān)技技術(shù)特征(見表)。2.1城市軌道道交通路網(wǎng)規(guī)劃與與設(shè)計表2-1各級線線路相關(guān)技術(shù)特征征2.適用城市市區(qū)區(qū)人口規(guī)模系指人人口規(guī)模能達到或或超過此限的城市市，其快速軌道交交通線網(wǎng)中的主干干線可能達到相應(yīng)應(yīng)的運量等級。1)正線。2.1城市軌道道交通路網(wǎng)規(guī)劃與與設(shè)計圖2-4建設(shè)中中的天津地鐵1號號線運營正線2)輔助線。2.1城市軌道道交通路網(wǎng)規(guī)劃與與設(shè)計①折返線：城市市軌道交通線路一一般都比較長，全全線的客流分布可可能會不太均勻，，這時可組織區(qū)段段運行。區(qū)段運行行是指列車根據(jù)運運行調(diào)度的要求，，在盡端站與中間間站或中間站與中中間站之間進行列列車折返調(diào)頭，故故在這些地方需要要為列車設(shè)置折返返線。折返線除了了供運營列車往返返運行時的調(diào)頭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)線使用外，有些些也可以作為夜間間存車使用。常見見折返線形式有很很多種(見圖2-5)。2.1城市軌道道交通路網(wǎng)規(guī)劃與與設(shè)計圖2-5折返線線形式②渡線：渡線是是指在上下行正線線之間(或其他平平行線路之間)設(shè)設(shè)置的連接線，通通過一組聯(lián)動道岔岔達到轉(zhuǎn)線的目的的。2.1城市軌道道交通路網(wǎng)規(guī)劃與與設(shè)計渡線有單渡線和交交叉渡線(見圖2-6)之分。渡渡線單獨設(shè)置時，，用來臨時折返列列車，增加運營列列車調(diào)度的靈活性性；在與其他輔助助線合用時，能完完成或增強其他輔輔助線的功能。圖2-6交叉渡渡線2.1城市軌道道交通路網(wǎng)規(guī)劃與與設(shè)計③停車線：停車車線一般設(shè)置在端端點站，專門用于于停車，也可進行行少量檢修作業(yè)(見圖2-7)。。在城市軌道交通通車輛基地，要設(shè)設(shè)有足夠的停車線線以供夜間停止運運營后的列車停放放。城市軌道交通通線路由于運輸量量大，列車運行間間隔一般比較密。。在運營過程中，，在線運營列車可可能會發(fā)生故障。。為了不影響后續(xù)續(xù)列車運行，設(shè)計計上應(yīng)能使故障列列車及時退出運營營正線。一般來說說，在軌道交通線線路沿線每隔3～～5個車站的站端端應(yīng)加設(shè)渡線和車車輛停放線。通過過渡線使故障列車車能及時調(diào)頭，臨臨時停車線的作用用是臨時停放事故故列車。2.1城市軌道道交通路網(wǎng)規(guī)劃與與設(shè)計圖2-7立體交交叉的城市軌道交交通線路整體布置置圖④車輛段出入線線：為保證運行列列車的停放和檢修修，在軌道交通沿沿線適當?shù)奈恢脩?yīng)應(yīng)設(shè)置車輛段，車車輛段與正線連接接的線路為車輛段段出入線。2.1城市軌道道交通路網(wǎng)規(guī)劃與與設(shè)計出入線可以設(shè)計成成雙線或單線，與與城市道路或其他他交通方式的交叉叉處可采用平交或或立交，具體方案案要根據(jù)遠期線路路通過能力需要量量來確定。2.1城市軌道道交通路網(wǎng)規(guī)劃與與設(shè)計⑤聯(lián)絡(luò)線：在整整個城市軌道交通通線網(wǎng)中，要使同同種制式線路可以以實現(xiàn)列車過軌運運行，這種過渡一一般需要通過線與與線之間的聯(lián)絡(luò)線線來實現(xiàn)。合理確確定聯(lián)絡(luò)線，能夠夠在線網(wǎng)建成后機機動靈活地調(diào)用線線網(wǎng)中各線的車輛輛，使線網(wǎng)形成有有機的整體。聯(lián)絡(luò)絡(luò)線主要是兩條正正線間的連接線，，主要有以下作用用：車輛送修的通通道；調(diào)運運營車車輛；為后建線路路運送設(shè)備；同一一期工程跨線修建建時，兩線間需設(shè)設(shè)置聯(lián)絡(luò)線，近期期作正線使用。例例如，北京地鐵第第一期工程蘋果園園至北京站線路，，其中蘋果園至復(fù)復(fù)興門是線網(wǎng)中1號線的西段，復(fù)復(fù)興門至北京站是是2號環(huán)線的南環(huán)環(huán)。一期工程修建建時，在南禮士路路至長椿街站間設(shè)設(shè)一雙線聯(lián)絡(luò)線作作正線運行，直至至環(huán)線建成貫通，，兩線各自獨立運運營以后，才停止止作正線使用(見見圖2-8)。聯(lián)聯(lián)絡(luò)線是供調(diào)運車車輛、設(shè)備使用，，不載客，所以設(shè)設(shè)置單線聯(lián)絡(luò)線就就可以了，技術(shù)條條件也可以低些。。2.1城市軌道道交通路網(wǎng)規(guī)劃與與設(shè)計圖2-8北京地地鐵復(fù)興門站聯(lián)絡(luò)絡(luò)線3)車場線。2.1城市軌道道交通路網(wǎng)規(guī)劃與與設(shè)計①檢修線：設(shè)置置在車輛基地檢修修庫內(nèi)，專門用于于檢修車輛的作業(yè)業(yè)線，配有地溝和和架車設(shè)備。②試驗線：設(shè)置置在車輛基地，用用于對檢修完畢的的車輛進行運行狀狀態(tài)檢測的線路。。③洗車線：專門門用于清洗車輛的的作業(yè)線。④出入庫線：是是車輛基地與正線線聯(lián)系的線路，專專供列車進出車輛輛基地。一般分入入庫線和出庫線。。2.2城市軌道道交通限界1.城市軌道交通通限界的基本概念念圖2-9限界界在城市市軌道交交通設(shè)計計施工中中的位置置2.城市市軌道交交通限界界的種類類(1)車車輛限界界車輛輛限界是是指車輛輛最外輪輪廓的限限界尺寸寸。(2)設(shè)設(shè)備限界界設(shè)備備限界是是指線路路上各種種設(shè)備不不得侵入入的輪廓廓線。2.2城城市軌軌道交通通限界圖2-10隧隧道內(nèi)直直線地段段車輛輪輪廓線、、車(3)建建筑限界界建筑筑限界是是行車隧隧道和高高架橋等等結(jié)構(gòu)物物的最小小橫斷面面的有效效內(nèi)輪廓廓線。2.2城城市軌軌道交通通限界1)隧道道建筑限限界。2)高架架橋建筑筑限界。。3)車站站建筑限限界。圖2-11區(qū)區(qū)間矩形形隧道建建筑限界界圖2.2城城市軌軌道交通通限界圖2-12圓圓形隧道道建筑限限界圖2.2城城市軌軌道交通通限界圖2-13馬馬蹄形隧隧道建筑筑限界圖圖2.2城城市軌軌道交通通限界圖2-14直直線車站站建筑限限界(4)接接觸軌(或接觸觸網(wǎng))限限界接接觸軌(或接觸觸網(wǎng))限限界是軌軌道交通通供電系系統(tǒng)的第第三軌供供電方式式的接觸觸軌或架架空方式式接觸網(wǎng)網(wǎng)設(shè)計位位置的輪輪廓2.2城城市軌軌道交通通限界尺寸。2.2城城市軌軌道交通通限界3.城市市軌道交交通限界界制定的的原則1)限界界是確定定行車軌軌道周圍圍構(gòu)筑物物凈空大大小的依依據(jù)，是是管線和和設(shè)備安安裝位置置的依據(jù)據(jù)，是各各專業(yè)間間共同遵遵守的技技術(shù)規(guī)定定，它應(yīng)應(yīng)經(jīng)濟、、合理、、安全可可靠。2)限界界應(yīng)根據(jù)據(jù)車輛的的輪廓尺尺寸和技技術(shù)參數(shù)數(shù)、軌道道特性、、受電方方式、施施工方法法、設(shè)備備安裝等等綜合因因素進行行分析計計算。3)限界界一般是是按平直直線路的的條件進進行確定定。4)在道道岔區(qū)范范圍內(nèi)，，由于列列車需通通過道岔岔側(cè)面的的導(dǎo)曲線線，所以以建筑限限界應(yīng)進進行平面面。5)在制制定限界界時，對對結(jié)構(gòu)施施工、測測量、變變形誤差差，設(shè)備備制造和和安裝誤誤差，設(shè)設(shè)計、施施工、運運營過程程中難于于預(yù)計的的其他因因素在內(nèi)內(nèi)的安全全留量等等，都應(yīng)應(yīng)分別進進行研究究確定。。2.2城城市軌軌道交通通限界4.限界界設(shè)計的的基本內(nèi)內(nèi)容(1)限限界的坐坐標系限限界的的坐標系系是二維維直角坐坐標，將將車輛橫橫斷面的的垂直中中心線與與平直軌軌道橫斷斷面的垂垂直中心心線相重重合設(shè)為為縱坐標標軸Y,將平直直軌道軌軌頂連線線設(shè)為橫橫坐標X，兩軸軸相垂的的交點為為坐標的的原點O。(2)車車輛輪廓廓線1)車輛輛輪廓線線的含義義。2)車體體外輪廓廓尺寸。。2.3城城市軌軌道交交通工工程施施工1.地地下工工程施施工方方法(1)明挖挖法明明挖挖法是是將地地面挖挖開，，形成成露天天的基基坑，，然后后在基基坑中中修筑筑隧道道襯砌砌，最最后回回填土土石，，恢復(fù)復(fù)地面面。(2)蓋挖挖法采采用用明挖挖法修修建地地下線線路，，其最最大的的缺點點是對對城市市交通通及居居民生生活的的干擾擾較大大，而而在交交通繁繁忙的的地段段修建建地下下鐵道道，尤尤其是是修建建有綜綜合功功能的的車站站或需需要嚴嚴格控控制基基坑開開挖引引起的的地面面沉降降時，，則可可采用用蓋挖挖法施施工。。2.3城城市軌軌道交交通工工程施施工圖2-15蓋蓋挖順順作法法施工工步驟驟1)蓋蓋挖順順作法法。2)蓋蓋挖逆逆作法法。2.3城城市軌軌道交交通工工程施施工圖2-16蓋蓋挖逆逆作法法施工工步驟驟3)蓋蓋挖半半逆作作法。。2.3城城市軌軌道交交通工工程施施工圖2-17蓋蓋挖半半逆作作施工工步驟驟(3)新奧奧法及及淺埋埋暗挖挖法地地下下線路路穿越越基巖巖地段段，圍圍巖具具有一一定的的自穩(wěn)穩(wěn)能力力時，，一般般采用用新奧奧法施施工，，2.3城城市軌軌道交交通工工程施施工即以噴噴射混混凝土土、鋼鋼筋網(wǎng)網(wǎng)、鋼鋼架和和錨桿桿作為為主要要支護護手段段，充充分發(fā)發(fā)揮圍圍巖的的自承承能力力，使使其與與支護護結(jié)構(gòu)構(gòu)成為為一個個完整整的支支護體體系。。(4)盾構(gòu)構(gòu)法盾盾構(gòu)構(gòu)法是是隧道道暗挖挖施工工法的的一種種。圖2-18盾盾構(gòu)機2.3城市