第三章地铁线路设计.

1第三章地铁线路设计第一节选线与车站分布第二节线路平面第三节线路纵断面第四节线路网络规划第五节轨道的几何形位第六节限界2本章内容3线路设计一般分为四个阶段：可行性研究阶段总体设计阶段初步设计阶段施工设计阶段通过不同设计阶段，逐步由浅入深，不断地比较修正线路平面、纵剖面和坡度、线路与车站的关系，最后得到地铁和轻轨线路在城市三维空间中准确的位置。45第一节选线及车站分布1.地铁设计规范（GB50157-2003)对选线和设计的基本规定：(1)地下铁道线路按其在运营中的作用，应分为正线、辅助线和车场线。(2)地下铁道的线路在城市中心地区宜设在地下，在其他条件许可的地区可设在高架桥或地面上。(3)地下铁道地下线路的平面位置和埋设深度，应根据地面建筑物、地下管线和其他地下构筑物的现状与规划，工程地质与水文地质条件，采用的结构类型与施工方法以及运营要求等因素，经技术经济综合比较确定。6(4)地下铁道的每条线路应按独立运行进行设计。线路之间以及与其他交通线路之间的相交处，应为立体交叉。地下铁道线路之间应根据需要设置联络线。联络线宜采用单线。(5)地下铁道车站应设置在客流量大的集散点和地下铁道线路交会的地方。车站间的距离应根据实际需要确定，在市区宜为Ikm左右。在郊区不宜大于2km。(6)轨道设计应保证列车安全、平稳、快速运行，其构造应具有足够的强度、稳定性、弹性和耐久件，并满足绝缘、减振和防锈等要求。7我国已经建成地铁平均站间距离城市名称线别线路运营长度(km)车站个数平均站间距离(m)北京1号线西段16.87121534北京环线23.01181278北京复八线13.511(地下9个、地面2个)958上海地铁1号线(一期)16.1131200上海地铁2号线(一期)13.5101277上海明珠轻轨线24.97519(高架16个、地面3个)1370广州地铁1号线18.47161086广州地铁2号线23.21201105天津一期工程7.47110082．路网规划与线路走向从技术和经济角度考虑，选线遵从以下原则：(1)按照路网规划和城市发展总体规划的要求，线路基本走向应选择沿主要客流方向，并且要通过大型客流集散点。(2)选择线路走向要考虑地质条件、历史文物的保护、地面建筑和地下建筑物等情况，在老城区线路应选择地下线路。(3)地下线路基本走向应结合地形、地质及道路宽窄等条件，尽量选择在施工条件好的城市主干道上。9(4)地下线路通过建筑群区域的范围应限制在最低限度。(5)对于浅埋隧道线路、地面线路或高架线路，其布设位置通常是沿着较宽的城市干道，或是通过建筑物稀少的地区；对深埋隧道，在两车站间取短直距离。(6)当线路预定与远期规划线联络时，先期建设的线路应考虑与远期规划线路交叉点处的衔接，虽然暂时费用支出有所增加，但为未来路网中乘客的换乘方便创造了条件。(7)选择线路走向时还要考虑车辆段、停车场的位置以及连接两相邻地铁线路间的联络线。10第一节选线及车站分布3.车站分布（1）影响车站分布的因素①大型客流集散点大型客流集散点往往是城市的政治、经济活动中心。是城市的窗口地段。该地段不但客流量大,而且集中，对地面交通压力很大。城市轨道交通应在大型客流集散点设立车站，吸引这些客流，充分发挥自身的效能，对解决城市交通起到积极作用。113.车站分布②城市规模大小城市规模大小由城市建设区域和规划区域的面积及人口所决定。一般来说，城市区域面积越大，城市居民出行的乘距就越长。③城区人口密度我国地域辽阔，分布在南北东西各地的城市人口密度差异很大，如北京市四个中心城区(东城、西城、崇文、宣武)人口密度为每平方公里2．8万人)，上海市中心五个区(静安、卢湾、黄浦、虹口、南市)人口密度超过每平方公里5万人。人口密度大，则同样的吸引范围内，发生的交通客流量大，因此车站分布宜密一些。123.车站分布④线路长度一条线路的长度，短则几千米，长则几十千米。不同的线路长度，车站的疏密宜有所不同。短线路宜多设站，长线路宜少设站。⑤城市地貌及建筑物布局城市中的江、河、湖、山和铁路站场、仓库区等，人口密度低，甚至无人，轨道交通在穿越这些地区时可以不设站。但若有条件开发公园．则应考虑在其主出入口处设站。133.车站分布⑥轨道交通路网及城市道路网状况两条地铁线路交叉时，在其交叉点应设乘客换乘站；在与城市主干道交叉时。为了让乘坐城市其他交通工具的乘客方便乘轨道交通，也宜设车站。⑦乘客对站间距离的要求在车站分布数量上，除大型客流集散点及火车站外．其他车站的设置，主要受乘客对站间距离的要求所支配。143.车站分布(2)车站分布对居民出行的影响车站数目的多少，直接影响居民乘轨道交通的出行时间：车站多，居民步行到车站距离短，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。153.车站分布(3)站间距对工程、运营及城市发展的影响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。这里需要强调一点、地铁车站分布对建设费用、运营成本、施工等都有很大影响，必须充分对客流吸引量、乘客出行时间等进行具体分析计算，进行经济效益的比较。（土建方面，车站造价是区间造价的2.4倍/米)163.车站分布在布设轨道交通车站时，除了考虑合理站间距的条件之外，还应注意以下几点：①站间距离要尽量均衡些；②站位应设于汇集大量客流的重要场所附近，并保证与其他交通换乘的方便；③设站要考虑该地区的发展，与城市规划相协调；④具体站位还要考虑施工条件、道路状况、交叉口等道路形态及地面交通情况。17沈阳地铁一号线设计18192021线路大致呈东西走向，串联了张士经济技术开发区、于洪区、铁西区、和平区、沈河区和大东区等六个区。途经开发大路、沈大路、建设路、铁路沈阳站、青年大街、珠林路、滂江街等交通干道和中华路、太原街、中街等重要商业街及沈阳故宫等著名文物景点。22张士站位于张士开发区已开发的东部核心地带昆明湖街与开发大路交叉路口，此站设计为起点站，一方面可以满足现状客流需要，另一方面，可有效促进张士开发区的建设步伐。23兴工北街至南京街站方案据铁路水塔和候车室桩基础位置，线路作了两个方案一方案：采用一组反向曲线绕避铁路水塔，右线距离深桩4m。二方案：直线穿过铁路水塔，右线距离深桩2.5m。24251.线路平面设计的一般原则2.线路平面设计主要技术要素的确定最小曲线半径、夹直线最小长度、最小圆曲线长度、缓和曲线线形及长度。26第二节线路平面272.线路平面设计主要技术要素的确定（1）最小曲线半径从大到小选择，最大不超过3000m，当400m以下时，轮轨磨损大、噪声大，应尽量少用。最小曲率半径300～550m，困难条件下250～300m。282.线路平面设计主要技术要素的确定线路一般情况(m)困难情况(m)正线km/hV≤8035030030025080V≤100550500450400辅助（联络、出入）250200150车场线15011080注：除同心圆曲线外，曲线半径应以10m的倍数取值。292.线路平面设计主要技术要素的确定理论公式：gyhhvRmax2min3.11Rmin-满足欠超高要求的最小曲线半径；mv-设计速度；km/hHmax-最大超高；mmHgy-允许欠高。mm302.线路平面设计主要技术要素的确定（2）缓和曲线在正线上当曲线半径小于或等于2000m时，曲线与直线间应根据曲线半径及行车速度按规定设置缓和曲线。缓和曲线的曲率半径随曲线长度成比例变化，缓和曲线可以是放射螺旋形、三次抛物线形。31缓和曲线长度vLＲ10095908580757065605550454030303000302520－－－－－－－－－－－－25003530252020－－－－－－－－－－2000403530252020－－－－－－－－－15005550453530252020－－－－－－－1200706050403530252020－－－－－－100085706050453530252520－－－－－8008580756555454035302520－－－－700858075706050453530252020－－－650858075706055454035302020－－－1504040352532缓和曲线长度vLＲ1009590858075706560555045403030600807570706055454035302020－－5507570706555454035202020－－5007070656050453520202020－45070656055504025202020－400656060554525202020－35060606050302520202030060606035302520202506060403530202020060404035252015040403525332.线路平面设计主要技术要素的确定(3)道岔附带曲线可不设缓和曲线和超高，但其曲线半径不得小于道岔导曲线半径。(4)地下铁道线路不宜采用复曲线。在困难地段，有充分技术依据时可采用复曲线.342.线路平面设计主要技术要素的确定(5)正线及辅助线的圆曲线最小长度不宜小于20m，在困难情况下不得小于一个车辆的全轴距。(6)正线及辅助线上两相邻曲线间的夹直线长度，不应小于20m。352.线路平面设计主要技术要素的确定(7)车站站台段线路应设在直线上，在困难地段可设在曲线上，其半径不应小于800m。(8)道岔应设在直线地段．(9)道岔宜靠近车站设置。36沈阳地铁一号线平面设计（3）圆曲线最小长度不小于20m，困难情况下不小于一个车辆的全轴距12.6m。（4）夹直线最小长度不小于20m，困难情况下不小于一个车辆的全轴距12.6m。3738第三节线路纵断面一.线路纵断面设计的一般原则二.线路纵断面设计主要技术要素的确定坡度、坡面长度及竖曲线39二.纵断面设计主要技术要素的确定⒈坡度选择⑴最大纵坡①我国地下铁道正线规范规定最大坡度宜采30‰，困难地段可采用35‰，辅助线的最大坡度宜采用40‰，但均不包括各种坡度的折减值。②高架轻轨线按我国轻轨样车技术条件规定正线的限制坡度定为60‰。40⒈坡度选择⑵车站纵坡①地下铁道车站站台最好为平坡，站台段坡度宜采用2‰，困难条件下不大于3‰。②地面和高架桥的车站站台段线路设置在平道，在困难地段可设在不大于3‰的坡道。41⒈坡度选择⑶最小纵坡①隧道内线路坡度一般不小于3‰。（排水需要）②车场线设在不大于1.5‰的坡道上。（容易溜车）③为了便于道岔的养护与维修，道岔应铺设在不大于5‰的坡度上，在困难的条件下可设在不大于10‰的坡度上。④隧道内折返线一般选取20‰。42二.纵断面设计主要技术要素的确定2.竖曲线⑴为了缓和变坡度的急剧变化，使列车通过变坡点时产生的附加加速度不超过允许值，相邻坡度差大于或等于2‰时，应设竖曲线。⑵竖曲线半径的计算Rv=v2/（3.62av）432.竖曲线⑶我国地铁规范上正线取值一般av=0.1m/s2，困难条件下av=0.17m/s2。考虑区间正线的运行速度一般为80km/h，站端为60km/h.。线路类别一般情况困难情况正线区间50003000车站端部30002000联络线、出入线2000车场线2000442.竖曲线对轻轨线路，设计行车速度V=30~60km/h，竖向离心加速度aV=0.3~0.6m/s2，计算结果如表2-11。序号v(km/h)av(m/s2)Rv计算值(m)Rv取值(m)Rv最小限值(m)1300.3232200010002400.34123500.454304600.646345二.纵断面设计主要技术要素的确定⒊坡段长度综合考虑行车平稳及工程量的影响来确定最短坡段长度。⑴一般情况下线路纵向最小坡段小于列车长度时，可以使一列车范围内只有一个变坡点。⑵坡段长度还应满足竖曲线