《新型城市轨道交通》胶轮地铁课件.docx

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《新型城市轨道交通》胶轮地铁课件

新型城市轨道交通

主讲刘景军

2010年3月

上海工程技术大学城市轨道交通学院

新型城市轨道交通

:

新型城市轨道交通

第三讲胶轮地铁

1、胶轮地铁的概述

2、胶轮地铁的形成与发展

3、胶轮地铁特有的技术构造

4、不同导向方式的区别

5、胶轮交通国内应用情况

6、胶轮地铁的优缺点与发展前景

1、胶轮交通概述

☐胶轮地铁即为车辆采用胶轮车轮，并配以相匹配的轨道及专用导向装置的地铁系统。

☐胶轮地铁一种通用型式是在传统的钢轮轨地铁的基础上，增设胶轮走行系统构成。

列车在正常运行状态下使用胶轮走行系统，钢轮轨只作为安全备用装置，仅在胶轮出现泄气或者爆裂故障时使用，以及列车通过道岔区段时，因侧面导向轨中断，在此区段作导向和走行装置。

1、胶轮交通概述

☐胶轮地铁车辆的走行轮，行驶在一对平行的带形平板轨道上，平板轨道通常采用宽翼工型钢或混凝土筑成的板带，两条平行轨道分别设在左右两条钢轨的外侧。

列车运行依靠各转向架前后的一对水平胶轮，抵紧道床两侧的导向轨滚行，使列车沿着确定的路线安全行驶。

1、胶轮交通概述

☐这种类型的胶轮地铁，由于采用充气橡胶车轮，行车平稳，噪声低，振动小，又由于具有较高的黏着力，优化了许多动力性能。

☐但是，这种橡胶地铁，需要胶轮和钢轮两套走行装置，车辆的转向架构造也比较复杂，同时与传统型地铁相比，因胶轮承载能力低、负荷受限、运行的能耗相对也大。

因此，这种两侧导向的胶轮地铁在世界各地使用不多。

1、胶轮交通概述

☐日本札幌市采用的是另一种类型的胶轮地铁，车辆行驶采用纯为胶轮的走行系统，行驶在混凝土等材质的带形平板轨道上。

☐道床中央设倒T型（早期采用工型）钢质导向轨，列车水平导向轮夹行于导向轨两侧，实现导向行驶。

☐这种胶轮地铁与前者效能一样，但却完全摒弃了钢轮轨走行系统，装备和构造大为简化。

1、胶轮交通概述

☐胶轮地铁除走行系统外，其他方面与传统地铁相差无几。

随着时代的进步，也同样可改进配以先进装置。

☐20世纪90年代开通的巴黎地铁14号线，也为胶轮地铁，但采用了当代最新技术，实行无人驾驶，最小行车间隔可缩短至85s，使胶轮地铁又步入了一个更高的技术层次。

2、胶轮地铁的形成与发展

☐胶轮地铁始创于法国，巴黎地铁自20世纪50年代开始，先后对1号线、4号线、6号线、11号线等线路进行了胶轮地铁的改造，使其成了一种常规使用的轨道交通制式。

☐在20世纪70年代里昂、马赛建设的地铁，以及20世纪90年代巴黎建设的地铁14号线也采用了这种胶轮地铁制式，不同的是，近期建设的胶轮地铁同时融入了许多当代先进技术。

☐一些世界其他地区有法国文化、经济影响或因引进法国技术装备的城市，如加拿大的蒙特利尔、墨西哥首都墨西哥城、智力的首都圣地亚哥，也先后建成作为城市主要交通的胶轮地铁。

2、胶轮地铁的形成与发展

☐鉴于1972年在日本札幌市举办第11届冬季奥林匹克运动会，要求新建设的地铁应是先进的和噪声低等环保条件好的地铁系统。

1964年11月，札幌市交通当局经过多方案研究，最后对一种采用充气橡胶车轮的“札幌市车辆”进行了试验并取得成功。

☐日本于1971年在札幌市建成了第一条线路胶轮地铁南北线，继后由于交通的需要，该市又建设了两条胶轮地铁线路。

☐此后，日本其他城市没有建同样的胶轮地铁，但是，今天日本许多城市建设的中运量交通工具AGT，不能说没有札幌胶轮地铁的影响。

2、胶轮地铁的形成与发展

2.1法国胶轮地铁—巴黎、里昂、马赛三座城市

2.2美洲胶轮地铁—蒙特利尔、墨西哥城、圣地亚哥三座城市

2.3日本胶轮地铁—仅札幌一座城市

2.1法国胶轮地铁

☐巴黎是法国首都也是法国最大的城市，巴黎大区由市区和7个行政区组成，面积12000km2，人口1100万，其中市区面积为105km2，人口约200万。

☐巴黎于1895年开始修建地铁，1900年7月建成第一条线路，长16.6km，目前共有14条线，总长201km。

设站372座，其中1、4、6、11号线自20世纪50年代开始陆续改造为胶轮地铁，首先改造的11号线，于1958年建成，长6.3km。

☐巴黎胶轮地铁轨距为1435mm，胶轮轨道中心距约2m。

均为第三轨授电，采用750V直流电源。

2.1法国胶轮地铁-巴黎

☐20世纪末开始建设一条完全自动化的胶轮地铁，即14号线，又称美迪奥线（地铁东西向快线），全长20km，1997年建成通车的一期工程长8.4km，设7座车站。

14号线一期工程与地铁快车线（RER）A线客运量最大（6.2万人次/h）的一段相平行，它的建成缓解了A线的交通压力。

☐14号线车站长度按停靠8节车建设，目前按6节车编组运行。

这条新建设的线路采用了先进的全自动化无人驾驶技术，行车间隔现为105s，最短可为85s。

☐巴黎胶轮地铁车辆，随着时代在不断的更新改进，下图为近期出产的MP89型车辆的主要技术特征。

巴黎地铁M14运行的是MF89型胶轮电车

☐M14一改市区巴黎地铁陈旧的面貌.1998年开通时,希拉克总统参观M14时的情景。

2.1法国胶轮地铁-里昂

☐里昂位于巴黎南部，相距约450km，是法国第二大城市，人口120万。

☐里昂第一条胶轮地铁线路（A线），于1978年建成通车，目前已建成4条地铁线路，全长27.5km，其中地下线路为27.2km，设有39座车站。

2.1法国胶轮地铁-马赛

☐马赛为法国南部港口城市，人口80万。

现有两条胶轮地铁线路，全长19.3km，其中地下线路15.6km，共设24座车站。

☐1号线一期工程由Castellan至LaRose于1978年建成通车，全线于1992年开通运营。

☐2号线一期工程由Castellan至Joliette至1984年建成通车，全线建成于1986年。

马赛地铁年客运量约为5400万人次。

☐马赛胶轮地铁的铁路轨距为1440mm，列车采用3节车编组，配有ATC列车自动控制系统，最小行车间隔3min。

2.2美洲胶轮地铁—加拿大蒙特利尔胶轮地铁

☐蒙特利尔位于加拿大的东南部，是加拿大的第二大城市，城市面积523km2，人口180万。

☐蒙特利尔于1966年7月建成第一条胶轮地铁，目前已建成4条线路，总长65km，设有65座车站。

另外规划建设的线路还有两条。

☐采用法国巴黎胶轮地铁全套技术。

列车采用3节编组和ATC系统，可以无人驾驶自动运营，但为安全考虑配有一名司机实行监护，负责监视乘客上下车和处理紧急事故，列车运行中遇紧急情况，也可实行司机手工操作。

☐墨西哥城（MexicoCity）是墨西哥的首都和政治、经济、文化及交通中心，面积1500km2，人口约2400万，是世界上人口最多的城市。

☐墨西哥城地铁1号线于1967年开始建设，1969年9月建成，现已建成11条地铁线路，总长201.7km。

线路最大纵坡为7%，最小曲线半径105m。

☐1～9号线为市区地铁（全部采用法国巴黎的胶轮地铁技术），A、B线（采用架空线供电的传统型钢轮轨）是通往邻州的地铁线。

列车采用9节车编组，配有ATC列车自动控制系统。

列车行车最小间隔1min55s，年客运量达12.73亿人次。

☐墨西哥城地铁是墨西哥联邦特区（包括墨西哥州部分地区）的公共交通系统，其建造、运营和开发由公立机构SistemadeTransporteColectivo承担。

2006年，墨西哥城地铁日均运送乘客390万人次，位居世界前列（排名在前的分别是纽约、莫斯科和东京），路线总长位列世界第5位。

☐墨西哥城地铁共有11条线路，以不同颜色和编号区分（编号从1至9，加上A和B）。

共175个车站。

106个车站建在地下，地面车站53个，高架桥车站16个。

墨西哥城辖内车站164个，墨西哥州辖内车站11个。

，

☐地铁运能：

1～9号地铁线加上B线共10条地铁线，开行3组2动1拖单元9节车的列车（胶轮车），10条线共有269列车，每节车设38座席，站席为132人，一列车载客1530人；高峰时间列车间隔为2min5s，低峰时间为5min。

列车最高运行速度为80km/h。

此外，A线（钢轨钢轮系统）共有20列（6节编组）车辆，供运营使用。

据介绍，墨西哥城地铁201.5km运营线网，每天运送450万人次，年客运量达16.46亿人次，仅次于莫斯科和东京，名列世界第3，其运营效率之高给人留下深刻印象。

☐圣地亚哥（Santiago）是智利的首都，也是该国最大的城市，人口460万。

☐圣地亚哥地铁系统全为胶轮地铁，共有3条线路，总长37.6km，其中地下线路24.9km，共设67座车站。

1号线1975年建成通车，采用6节车编组，第三条地铁线5号线1994年开始修建，1997年建成通车。

☐圣地亚哥胶轮地铁现用车辆，是以巴黎MP89型车为基础设计的车型。

列车运行采用ATC列车自动控制系统，最小行车间隔为2min55s。

☐圣地亚哥地铁被认为是拉丁美洲最现代化的地铁并位居世界前茅。

目前，共有5条线路、98个车站，全长84.4千米。

2006年时的日载客量为130万人次，2007年以来这个数字已经翻倍，日最高载客量（2008年5月30日）达到250万4089人次。

☐目前在建车站为16个，建成后，地铁将拓展到东面的拉斯孔德斯区和西面的玛伊布区。

2.3日本札幌胶轮地铁

☐札幌市位于日本的北部，是日本北方地区最大的城市，面积1121km2，人口181万。

☐札幌市地铁1969年3月开始兴建，首先建设南北线一期工程，长12.1km，1971年12月建成通车。

札幌市目前共建成3条线路，全长48km，其中43.6km为地下线路，共设站49座，年客运量3亿人次。

☐札幌的地铁有南北线、东西线、东丰线。

票价随乘车区间的不同而不同，购票时请看清票价表。

一个区间为２００日元。

检票都是自动的。

乘过站时可在自动计价机上计算、补票。

2.3日本札幌胶轮地铁

☐日本在采用胶轮地铁的试验阶段和最先建成的南北线的车辆，每个转向架上都装有8个走行轮，即每根车轴端部有两个走行轮。

但以后生产的车型，每台转向架上只有4个走行轮，但在转向架前后增配了安全备用的滚轮。

☐札幌胶轮地铁平板轨道的中心距，南北线为2180mm，东西线和东丰线为2150mm。

☐供电方式南北线采用第三轨和直流750V电源，东西线和东丰线采用架空线和直流1500V电源。

☐行车采用列车自动控制系统，车上设一名司机监护。

三、胶轮地铁特有的技术构造

☐胶轮地铁与传统型钢轮轨地铁两者的差别主要是走行系统。

除此之外，车体结构、设备系统以至土建工程都没有明显的差异。

☐胶轮地铁的走行系统有两种类型：

一种为法国巴黎胶轮地铁为代表的采用两侧导向同时保留钢轮轨走行系统的胶轮地铁；另一种为日本札幌采用的中央导向和纯胶轮走行系统的胶轮地铁。

三、胶轮地铁特有的技术构造

☐胶轮地铁车辆每台转向架上配有4个橡胶走行轮和4个橡胶导向轮。

4个走行轮分别装在转向架的两根车轴的端部，其内侧还各有一个安全备用的钢轮。

☐在正常情况下胶轮支撑车体运行，钢轮是在钢轨顶面的上部，间隔数厘米，一旦胶轮泄气或爆裂，车体将下沉，钢轮则沉落在钢轨顶面上，并以左右轮的凸缘卡在两条钢轨之间导向运行。

☐转向架前后装置的一对水平导向轮，其作用是紧贴在两外侧的导向轨垂直面上滚行，使列车沿着确定的路线行驶。

三、胶轮地铁特有的技术构造

☐胶轮地铁以导向轨兼作导电轨，也称第三轨，动车转向架上装设的电动机，通过转向架的集电器由导电轨受电，驱动走行轮行驶。

电动机的功率一般为100kw左右，基本都采用750v直流电源。

☐作为安全备用的钢轮轨，钢轮直径通常为860mm，轨距为1435mm。

充气橡胶走行轮的直径一般为1m左右，供走行轮行驶的平板轨道中心距约2m。

平板轨道目前基本采用宽翼工型钢或混凝土带形平板轨道。

三、胶轮地铁特有的技术构造

☐对于地面和高架线路上的钢质走行轨道，易受大气温度变化产生热胀冷缩的影响，一般需隔一定的距离设置可供伸缩的装置。

墨西哥城地铁规定：

地面（高架）线在直线和曲线半径超过500m（1000m）的区段每隔126m设一处，曲线半径300～500m（300～1000m）区段每隔72m设一处。

☐在道岔区，由于走行轨道的分岔和交错，两侧的导向轨不能连续设置，这些区段列车的导向和行车将利用原作安全备用的钢轮轨系统。

轨道的转辙方式同一般钢轮轨系统。

三、胶轮地铁特有的技术构造

☐日本札幌中央导向的胶轮地铁，没有钢轮轨装置，走行系统相对简单。

☐札幌市胶轮地铁车辆，多年来也在不断地更新改进，已由最初的2000型、3000型演进至今日含有最新自动化技术的8000型。

三、胶轮地铁特有的技术构造

☐近年来普遍采用的转向架形式为双轴转向架，每根轴端只装置一个橡胶走行轮，在转向架前后的中央部分各有一对水平橡胶导向轮，夹线路中央一倒置的Ｔ形钢导向轨行驶。

☐在转向架前后还各有一根横梁，横梁的端部在带形平板轨道的上方位置各配有一个滚轮，备作走行轮充气橡胶轮胎发生泄气或爆裂时，用以确保行车安全的装置。

☐早期建成的南北线上使用的车辆，每台转向架配有八个橡胶走行轮，即轴端各有两个走行轮，转向架前后没有在配制安全备用的滚轮。

三、胶轮地铁特有的技术构造

☐中央导向胶轮地铁的道床结构比较简单，供走行轮行驶的带形平板轨道，除道岔区等特殊区段外，均由混凝土构成。

☐导向轨以轨道扣件与道床预埋件稳固地联接在道床中央，供电方式采用第三轨时，在道床的一侧尚设有三轨和支架。

这种胶轮地铁的导向轨，还同时兼有第三轨（或架空线）供电系统的回流轨作用。

三、胶轮地铁特有的技术构造

☐在道岔区列车改变驶行路线方式有两种：

一种采取道岔道岔区段内走行轨道与中央导向轨整体平移，换接不同的线路；另一种是采用沉浮中央导向方式，实现转辙。

四、不同导向方式的区别

☐侧面导向：

道岔区由于走行轨道的分岔和交错，两侧的导向轨不能连续设置，这些区段列车的导向和行车将利用原作安全备用的钢轨轮系统，轨道的转辙方式同一般钢轨系统

☐中央导向：

道岔区有两种改变驶行路线的方式，一种采取道岔段内走行轨道与中央导向轨整体平移，换接不同线路，另一种是采用沉浮中央导向轨实现转辙

☐侧面导向：

每台转向架配有四个橡胶走行轮和四个橡胶导向轮。

四个走行轮分别装在转向架的两根车轴的跟部，内侧各有一个安全备用的钢轮。

正常情况下胶轮支撑车体运行，钢轮在钢轨顶面的上部，间隔数厘米，一旦胶轮泄气或者爆裂，车体将下沉，钢轮则沉落在钢轨顶面上，并以左右轮的凸缘卡在两条钢轨之间导向运行。

转向架前后装置的一对水平导向轮，其作用是紧贴在两外侧的导向轮垂直面上滚行，使列车沿着确定的路线行驶。

☐中央导向：

转向架形式为双轴转向架，每根轴端只装置一个橡胶走行轮，转向架前后的中央部分各有一对水平橡胶导向轮，夹线路中央一倒置的Ｔ形钢导向轨行驶。

在转向架前后还各有一根横梁，横梁的端部在带形平板轨道的上方位置各配有一个侧轮，备作走行轮充气橡胶轮胎发生泄气或爆裂时，用以确保行车安全的装置。

早期建成的南北线上每台转向架配有八个橡胶走行轮，即轴端各有两个，转向架前后没有在配制安全备用的滚轮。

☐侧面导向：

平板轨道目前基本采用宽翼工型钢或混凝土带形平板轨道，早期有的也曾用过木质平板轨道。

对于地面和高架线需要设置伸缩装置。

设置要求不同

☐中央导向：

道床结构比较简单，导向轨以轨道扣件与道床预埋件稳固地连接在道床中央，道床一侧尚设有三轨和支架。

☐侧面导向：

其导向轨也为导电轨

☐中央导向：

采用第三轨供电，导向轨起供电系统回流轨的作用

五、胶轮交通国内应用情况

☐（１）重庆二号线线路采用的高架跨座式单轨交通系统，是我国第一次引进的中运量胶轮轻轨系统。

该系统转弯半径小（150米）；爬坡能力强60‰；采用橡胶轮胎，车辆运行噪音极低（70分贝以下，钢轮系统则80～90分贝），具有明显的环保特性；独特的高架轨道梁占用道路少（3米），体量轻巧（0.85米×1.5米），透光性好，可立体绿化，景观性好.

五、胶轮交通国内应用情况

☐（２）天津滨海新区标志性道路——中央大道上，将通行目前世界上最新型的城市公共交通系统——胶轮有轨电车。

该系统采用电力驱动，无污染，噪音低。

六、胶轮地铁的优缺点与发展前景

☐充气橡胶车轮在平板轨道上行驶，产生的噪声低，据有关资料介绍，比钢轮轨噪声约可降低6dB（A）；

☐振动小，弹性好，行车平稳，乘车舒适度高;

☐胶轮与平板轨道间黏着力大，爬坡能力强，最大坡度可达10%，有利于通过地形起伏大的地区；

☐由于黏着力大，起动、制动的加减速度大，因而可提高运营效率，同时可缩短制动距离，有利于行车安全。

六、胶轮地铁的优缺点与发展前景

☐胶轮行驶摩擦阻力高于钢轮轨，因此能耗高，据有关资料介绍能耗约高出传统地铁25%～30%;

☐胶轮比钢轮承载能力低，负荷受限制；

☐在隧道内行驶，胶轮摩擦阻力大，产生热量高，需增强通风能力；

☐高速行驶时胶面磨耗大，磨耗胶粉污染环境；

☐列车折返运行的道岔结构较钢轨系统道岔更为复杂，折返时间较长，能力较低；

☐保留钢轮轨走行系统的胶轮地铁，走行系统构造复杂。

六、胶轮地铁的发展前景

☐发展前景：

胶轮地铁应用并不普遍，虽然胶轮地铁具备很多优点，但是胶轮承载能力相对低，如承运传统地铁相同的运量，列车编组节数会更多，长度会更大，车站长度和设施也相应会增加，需要更多的经济投入，加之胶轮能耗相对较大，这些都制约胶轮地铁的发展。

☐因此，胶轮地铁与传统地铁相比不具什么明显优势。

但是，对于一些运量较大、地形复杂、坡多又陡、以及防止噪声、振动等环境保护要求较高的地方，或已建有胶轮地铁的城市，仍有可能被选用。