城市轨道交通发展及方案设计书方法.docx

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城市轨道交通发展及方案设计书方法

【摘要】:

城市轨道目前在国内外的应用状况和其结构设计方法，以及灾害防护和城市所存在问题的解决方法。

【关键词】:

城市轨道、地铁、轻轨、线路设计、灾害防护、交通问题.

【Abstract】:

Urbanrailatpresentinthedomesticandinternationalapplicationsituationandthestructuredesignmethod,andthedisasterprotectionandcityinthesolutiontotheproblem.

【keywords】:

Urbanrail,subway,lightraillinedesign,disasterprotection,thetrafficproblem.

【正文】：

1、地铁轨道交通国内外的应用及发展现状

一、国外地铁与轻轨的发展概况

城市轨道交通是指在不同型式轨道上运行的大、中运量的城市公共交通工具；是当代城市中地铁、轻轨、单轨交通、新交通及磁悬浮交通等轨道交通的总称。

⑴《地铁世界》（德）1994年统计数据：

到1990年有98个城市约5300km轨道交通投入运营；29个城市94条线约1000km在建。

⑵1863～1963年的100年间仅26个城市建设了约2000km轨道交通，近40年建成的是前100的近3倍。

⑶纽约、伦敦、巴黎、莫斯科、东京、芝加哥、墨西哥、柏林、波世顿，圣彼得堡，这10所城市共2300km，占43%。

当前世界大城市轨道交通发展特点：

（一）交通类型多样化

目前，国际上技术比较成熟、已经上线运营的城市轨道交通有地铁、市郊铁路、轻轨、单轨、导轨、线性电机牵引的轨道交通及有轨电车7种。

其中市郊铁路、地铁、轻轨和有轨电车应用最广泛，线性电机牵引系统最有发展前途。

城市轨道交通在国外已有100多年的发展历史，世界主要大城市大多有比较成熟与完整的轨道交通系统。

有些城市轨道交通运量占城市公交运量的50%以上，有的甚至达70%以上。

（二）交通布局网络化

纽约、伦敦、巴黎、莫斯科、东京等轨道交通较为发达的城市，基本已形成一定的轨道交通规模和网络，可以延伸到城市的各个方向。

呈辐射状分布的城市轨道交通系统已成为这些现代化大都市的重要干线交通，不仅缓解了城市交通的拥挤状况，而且绿色环保，在城市的社会活动、经济活动中发挥着不可替代的重要作用。

（三）资金来源多元化

目前，多数国家由中央政府、地方政府和轨道交通受益部门共同投资建设城市轨道交通系统。

日本地铁建设采用补助金制度，对于市郊铁路，由国家和地方政府负担36％的补贴，而对单轨等新交通方式，国家的补贴达三分之二；德国交通财政资助法规定，每年向购油者加收10％的税收作为城市交通建设资金，联邦政府负担60％，州政府负担40％；巴黎的法规规定，城市交通设施基本建设，中央政府投资40.5％，其余的由地方政府和有关部门投资。

二、中国地铁的发展概况

在我国，随着社会发展和科学技术的进步，同时通过对国外技术的引进和吸收，在城市轨道交通系统的选择上，就其形势而言日益多样化，设备来源也日益国产化。

在城市轨道交通系统建设过程中，为多方位、多形式、多方案的比选提供了可能。

我国的地铁始建于1965年，已经建成投入运营有：

北京、天津、上海、广州、香港、台北、南京、深圳、大连、武汉、重庆等。

正在建设的有：

北京、天津、上海、广州、香港、台北、深圳、南京、杭州、苏州、青岛、重庆、成都、哈尔滨等。

规划、申报中的有：

沈阳、鞍山、佛山、无锡、西安、兰州、合肥、杭州、武汉、成都、长春、哈尔滨、乌鲁木齐、桂林、昆明、济南、福州、宁波等约30个城市。

1、北京：

轨道交通运营线路总里程约114km；到2008年奥运会召开前夕，北京市区将新增轨道交通线路约143km，城市轨道交通总里程约达到260km，包括城郊铁路，北京轨道交通运营总里程将约为400km。

其中未来的地铁与城市郊区轻轨网络总长达800余千米。

2、上海市：

截止2005年底，已经运营的地铁线路约为120km。

总体轨道交通网包括：

市域级快速轨道线（R1～R4线）、市区级轨道线（M1～M8线）、市区级轻轨线（L1～L5线）、磁悬浮列车线，总里程约为875.1km，共设约450座车站.

3、广州市：

2003年，经广州市政府批准的《广州市轨道交通线网规划》规划了城市轨道线、市郊列车线、城际轨道线三层线网组成的全长717km的轨道交通线网。

其中城市轨道交通线15条，总长610km；市郊列车线1条，长67km；城际轨道线3条，线路总长40km。

4、南京市：

主城区地铁路网有四条线组成，地铁1号线南北线，地铁2号线北—东南线，地铁3号线（东西向）和地铁4号线。

南京市最新轨道交通规划13条线，9条线为地铁，4条线为轻轨。

总里程达433km,需1700亿～1800亿元人民币投资。

到2010年南京市要建成77km轨道交通，2020年将建成200km轨道交通。

2、地铁与轻轨交通结构的特点及设计方法的对比分析

一、共同特点：

⑴地铁与轻轨均属于城市快速轨道交通的一部分。

⑵客运量大﹑速度快﹑安全﹑正点﹑污染小﹑低能耗﹑方便舒适

二、不同特点：

⒈轮轨系统

⑴目前我国地铁钢轨均采用60kg/m的重型钢轨，只有车场空车运行、速度低的区段，才选用50kg/m和43kg/m的轻型钢轨。

⑵弹性扣件和减震垫层

固定钢轨正确位置，阻止钢轨纵向和横向位移，防止钢轨倾翻，还能提供适量的弹性，并将钢轨所受的力传递给轨枕或道床承轨台。

⑶城市高架轨道交通不适宜采用有碴轨下基础，多采用弹性支承轨道结构、无枕式整体道床。

⒉运输量

⑴公共汽车和有轨电车单向高峰为低于1万人次/小时；

⑵轻轨单向高峰为1～3万人次/小时；

⑶地铁单向高峰为3～9万人次/小时（3～5万人次/小时为大运量，5～9万人次/小时为高运量）。

⒊线路的规划

⑴轻轨高架线路

①轻轨线以高架线和地面线路为主

②v≥35km/h；Rmin=300m；imax=60‰

⑵地铁线路

①地下线为主

②正线最大坡度不宜大于30‰，困难地段可为35‰，联络线、出入线最大坡度不宜大于40‰。

⒋车辆及其编组：

单节四轴车﹑双节单铰六轴车﹑三节双铰八轴车

⒌土建工程

⑴轻轨线区间和车站常建在高架桥上，常规采用上承式Ｔ形梁和箱梁预应力结构，也有采用板式结构。

⑵高架线的垂直交通布置，通常为天桥进出方式和桥下进出式两种。

⑶软土层浅埋地铁车站多为两层三跨框架结构，大多采用明挖法，也有采用盖挖法和逆作法。

⑷岩石中修建的地铁车站，一般采用钻爆法或者新奥法施工，结构形式多为拱形、搭拱形和多跨拱形。

⒍振动和噪声的控制

⑴产生原因：

轮轨摩擦，轨接头撞击（集中）。

⑵控制方法：

采用长距离无缝线路，设橡胶弹性垫层，设吸音挡板。

⑶国外对轻轨交通噪声控制要求是辆为67～70dB；车速在50km/h时，两侧7.5m以外控制在76～80dB范围内，小于公共汽车噪声。

⒎速度和正点率

⑴国内地铁列车最高行驶速度为120km/h，地铁的运营速度为30～40km/h。

⑵轻轨线路受坡度、转弯半径等限制，最大行驶速度45km/h，运营速度25～30km/h。

⒏供电方式

⑴由城市电网对轨道交通供电分为：

集中式、分散式、混合式。

⑵内部供电系统分为三部分：

主变电所、牵引变电系统和变配电系统，其中牵引变电系统为地铁运行提供动力。

⒐通风、空调和采暖

⑴轻轨交通的地面、高架线路和车站不需要专门的通风设备。

⑵地铁在运营中将产生大量的热量和废气，大量的客流集中疏散也要消耗新鲜空气，排出CO2。

⑶地铁的通风排烟设施，对于一旦发生的火灾的救护也是十分必要的。

⒑信号

⑴在道口、曲线地段、隧道内或瞭望距离受到限制的地段，应设置信号，以保证行车的安全。

⑵地下铁道内信号系统应尽量选用列车自动控制系统——现代信号系统。

⑶现代信号系统即列车自动控制系统（ATC）包括：

①列车自动防护系统（ATP）；

②列车自动驾驶（ATO）子系统；

③列车自动监控（ATS）子系统。

⒒通讯

⑴通讯网按传输媒介不同可分为有线通讯、无线通讯；

⑵按传输对象不同可分为语音、数据和图像通讯；

⑶按使用性质不同又可分为专用通讯、公务通讯、广播和闭路电视等；

⑷新建地下铁道工程应优先采用数字通讯技术。

⒓给排水系统

⑴地铁和轻轨给水水源选择应优先选用城市自来水，排水方式优先利用城市排水系统，地面和高架轻轨排水设施类似于地面铁路工程。

⑵地下铁道宜采用生产、生活和消防共用的给水系统。

⑶地铁的排水系统可分为：

结构渗漏水排水系统、消防及冲洗废水系统、粪便及生活污水排水系统、隧道洞口及露天出入口雨水排水系统等。

13、自动售检票系统：

地铁售检票系统有开放式和封闭式两类。

14、造价

同样规模的线路，建设在地面与高架上的轻轨交通和地铁比较，其比值一般为1：

3：

9。

每公里地铁造价高达6～8亿元人民币，每公里轻轨1.5～3.5亿元人民币。

三、设计方法的对比分析

1〉、　线路网络规划

规划设计原则：

⒈路网规划要与城市客流预测相适应。

⒉路网规划必须符合城市总体规划。

　巴黎市郊快速铁路发展规划是在巴黎城市总体规划和土地使用规划的基础上结合巴黎城市远期发展制定的。

⒊规划路线应当尽量沿城市主干道布置，线路要贯穿客流集散数量大的场所,

　交通中心﹑商业中心﹑文化娱乐中心﹑生活区等。

⒋线路布置要均匀，线路密度要适量。

　一般两平行线间的距离在市区以1400m左右为宜，最好不少于800m，且不大于1600m。

⒌发展以快速轨道交通为骨干，常规的公共交　　　　

　通为主体，辅之以其他交通方式，构成多方位多层次交通体系。

⒍路网中各条规划线路上的客运负荷量要尽量均匀，要避免个别线路负荷过大或过小的现象。

⒎在考虑线路走向时，应当考虑地面建筑情况，要注意保护重点历史文物古迹和保护环境。

⒏尽可能利用城市原有的铁路设施。

⒐要同时规划好车辆段（场）的位置和用地范围。

⒑一个城市轨道环线的布设，要在客流预测基础上，经过分析比较，优化组合确定，做到因地制宜。

⒒在确定线路规划中的各条线路修建程序时，要与城市建设规划和旧城改造计划相结合。

从几何形状区分，城市轨道交通路网的结构形式主要归纳为：

放射形（星形）、放射形网状、放射形环状、棋盘式（格栅网状）、棋盘加环线、对角线形、I字形、L型、O形、十字形、T形、X形、“++”形、条带形（树状）。

2〉、线路设计

①选线包括设计线路走向、线路路由、车站分布、辅助线分布、线路交叉形式、路线敷设方式等的选择。

②选线分为经济选线和技术选线。

⒈经济选线

⑴经济选线就是选择行车线路的起始点和经过点。

⑵线路起始点往往选择在换乘量大的处所。

⑶在城市中心区，轨道交通宜设置在地下。

⑷线路应尽量经过大的客流集散点,见图2-8。

⑸在市郊集合部和郊区，应以高架桥和地面线路为主。

⑹地铁与轻轨不论地下、高架或地面线，左线和右线一般平行并列于同一街道范围内。

⒉技术选线

⑴技术选线是按照行车线路、结合有关设计规范，平面和纵剖面设计要求，确定不同坐标处线路位置。

一般遵循先定点，后连线，点线结合。

⑵车站的疏密与人口密度的高低以及线路的长短有关。

⑶《地下铁道规范》中规定“车站间的距离应根据实际需要确定，市区宜为1km左右，郊区不宜大于2km”。

⒊辅助线的分布

⑴辅助线路按其使用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。

⑵辅助线是为保证正常运营，合理调度列车而设置的线路，最高运行速度限制在35km/h。

⑶折返线为供运营列车往返运行时调头转线及夜间存车而设置的线路。