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单元3城市轨道交通线路和车站教学目标•掌握城市轨道交通线路的分类和组成•了解城市轨道交通线路的施工方法•掌握城市轨道交通车站的类型和组成•了解城市轨道交通车站的设计原则和装饰要求3.1城市轨道交通线路•城市轨道交通线路的分类•城市轨道交通轨道的组成•城市轨道交通线路的施工方法城市轨道交通线路的分类•城市轨道交通线路是由轨道、车站、区间结构等组成的。•城市轨道交通线路是由钢轨、轨枕、道岔、道床、连接零件和轨道加强设备等组成。（以地铁、轻轨为例）思考：列车运营需要哪些用途的线路？城市轨道交通线路的分类正线主要供载客列车运行的线路，包括：区间正线、支线、车站正线、站线。配线（辅助线）为列车提供折返、停放、检查、转线及出入段作业的线路，包括：渡线、折返线、临时停车线、车辆段（车场）出入线、联络线等。车场线指在车辆段或车场内部，承担列车停放、检修、转线等作业的线路，包括：库外线(试车线、出入线、牵出线、材料线、存车线、平板车线等)，库内线(停车列检线、洗车线、不落轮镟线、清/吹扫线、静调线、月修线、定修线、临修线、厂架修线、厂架修库线、内燃调机停放线、特种车辆停放线、轮对存放线等）。城市轨道交通线路的分类正线渡线折返线停车线检修线试验线出入场线联络线城市轨道交通线路的分类1.正线（以地铁为例）地铁运营为全封闭线路，上下行双线实施右侧行车惯例（日本、英联邦国家除外）正线与其他交通线路相交时，一般采用立体交叉一般为上下行双线补充知识：上行、下行地铁的上下行：•南北走向向北的为上行（正向）；•东西走向向东的为上行；•环线内圈为上行。铁路的上下行：•以北京为参照物•上行方向：指列车沿该方向前行，将逐渐靠近北京的方向。面向上行方向行车的列车称为上行列车，上行列车的车次为偶数。•下行方向：指列车沿该方向前行，将逐渐远离北京的方向。面向下行方向行车的列车称为下行列车。下行列车的车次为奇数。1、“北京——成都”特快旅客列车为下行列车，车次为T7次，则“成都——北京”就为上行列车T8次，2、“北京——乌鲁木齐”特快旅客列车为下行列车，车次为T69次，则“乌鲁木齐——北京”就为上行列车T70次，3、“成都——昆明”快速旅客列车为下行列车，车次为K113次，则“昆明——成都”就为上行列车列车K114次。2.渡线在上下行正线之间（或其他平行线路之间）设置的连接线城市轨道交通线路的分类城市轨道交通线路的分类3.折返线（以地铁为例）作用：列车掉头、转线及存车等列车如何掉头？•火车列车在折返区域运行时不是一个机车拉到底。比如：一辆列车由A经B到C，另一辆列车由D经B到E。A处的机车从A拉到B就换下，拉下趟从B回A；D处的机车从D拉到B就换下，拉下趟从B回D。同样，C、E的机车也只是在C、B和E、B之间运行。由于每辆机车拉一段就返回，就有必要在B处设一个为机车服务的单位，这就是机务折返段。•对于城市轨道交通而言，列车在进行编组时，车头和车尾各设一个驾驶室，列车可双向运行，不用再在折返站更换车头，或进行连挂操作。城市轨道交通线路的分类3.折返线（以地铁为例）环形（灯泡线）尽端式渡线折返三种折返方式按折返线的形式分类优点：消除了折返过程，保证了线路的最大通过能力，节约了有关设备缺点：占地面积大，轮轨磨耗大，无法停放和检修列车，难以延长线路折返线数量由检修作业量、代发车存车数量决定。需要检修的折返线上设有检修坑•1）尽头式折返线布置特点•其折返线一般设于车站列车到达方向的前端。•根据折返线相对于正线和站台的位置，有尽头横列(图1d)和尽头纵列式(图1a、b、c)之分；•根据折返线数量有单折返线(图1c、d)和双折返线(图1a、b)；•根据折返作业方式又分站后折返(图1a、b、c)和站前折返(图1d)。2）尽头式折返线的优缺点•优点：车站客运业务与列车折返作业分离进行，列车控制简单，作业安全性好。对于双折返线车站，当出现故障列车时，可借用折返线暂时停放列车，迅速恢复行车秩序。•缺点：车站工程量相对较大。当采用站后折返方式时，折返作业周期比较长，且只适应于一端列车折返作业。在车站前或后设置渡线完成折返按照渡线的设置位置可分为：站前渡线折返、站后渡线折返和区间站渡线折返三种。城市轨道交通线路的分类3.折返线（以地铁为例）站前折返线站后折返线混合式折返线三种折返方式按折返线与车站的关系分类•指列车经由站前渡线折返。•优点：列车空行少，折返时间短，乘客能同时上下车，可缩短停站时间，减少费用。•缺点：存在一定的进路交叉，对行车安全有一定威胁。客流量大时，可能引起站台客流秩序的混乱。•指列车经由站后折返线折返。（站后尽端折返线、站后渡线折返、环行线折返）•优点：可避免进路交叉，安全性能好，站后列车进出站速度较高，有利于提高旅行速度。•缺点：列车折返时间较长。比较：尽端折返线和渡线的区别折返形式优点缺点渡线结构简单，添加线路和道岔设备少；多为站前折返模式；折返过程总对正线行车有干扰；可作为近期工程的临时过渡。因不具备存车条件，车站应变能力小尽端折返线结构较为复杂，线路和道岔设备多；多为站后折返模式；折返过程对正线行车干扰小；与存车线并用，可实现列车密集折返作业，调整机动、灵活性强。一般车站规模与工程量大4.停车线一般设置在终点站或线路中间站，供列车停放使用的线路临时停车线——配线存车线——车场线城市轨道交通线路的分类城市轨道交通线路的分类5.出入场线连接车站和正线的线路。根据地铁列车运营及检修的需要，地铁列车出入车场的走行线一般为双行线6.联络线轨道交通线路之间为调动列车等作业而设置的连接线路城市轨道交通线路的分类7.检修线设在车辆基地检修库内，专门用于检修列车的线路，设有地沟，配有架车设备、检修设备8.试验线设在车辆基地，用于对检修完毕的列车进行状态检测的线路综合维修基地城市轨道交通轨道的组成•钢轮钢轨的轨道结构钢轨顶面提供车辆走行面，钢轮的轮缘和钢轨侧面的相互作用提供导向力。•采用橡胶轮胎等形式的轨道结构必须有走行面及侧向的挡板，车辆除走行轮外还水平安置了导向轮。•磁悬浮列车非接触式的轨道结构必须提供侧向非接触式的导向力。城市轨道交通轮轨结构形式城市轨道交通轨道的组成以钢轮钢轨形式为例传统轨道结构的组成：•钢轨•轨枕•连接部分（扣件）•道床•道岔•其他附属设备钢轨功能直接承受列车载荷并将其传递到扣件、轨枕、道床至结构底板（例如路基或桥梁）中依靠钢轨头部内侧与车辆轮缘的相互作用，引导列车前进钢轨要求钢轨是轨道结构的重要组成部分，是轨道的基本承重结构，用来引导车辆行驶，并将所承受的荷载传到轨枕、道床及路基上去，也为车轮滚动提供最小阻力的接触面。因此，钢轨要求有足够的承载能力、抗弯强度、断裂韧性、稳定性及耐腐蚀性。其断面形状多为工字形。补充：（1）钢轨连接•钢轨出厂标准25m和12.5m两种。•轨道交通线路上的钢轨是需要连成长轨条，钢轨与钢轨纵向连接依靠钢轨接头来实现。钢轨接头在两根定长钢轨之间用夹板连接，这种夹板称为钢轨接头补充：（1）钢轨连接补充：（2）无缝线路•钢和钢是同种材料，可以通过焊接的方式将其焊接成长钢轨。•焊接长钢轨线路就是无缝线路。•一般而言，焊接长钢轨的无缝线路长为1～2km，目前技术上已可能做到全路段的超长无缝线路。•无缝线路的钢轨是全长焊接，热胀冷缩在钢轨内产生压或拉力。称为温度应力，温度应力大小和温度差有关——铺设时的轨温和测量时的轨温之差。无缝线路钢轨焊接补充：（3）轨距•轨距的定义：轨距是轨道两条钢轨之间的距离（以钢轨的内距为准）。•标准轨距：国际铁路协会在1937年制定1435mm为标准轨距。•地铁和轻轨都选用轨距为1435mm的国际标准双轨作为列车轨道，与国铁列车选用的轨道规格相同。——钢轨的“基座”轨枕功能支承钢轨保持轨距和方向将钢轨对它的各向压力传递到道床上使用扣件把轨枕和钢轨连在一起形成“轨道框架”，增加了轨道结构的横向刚度木枕钢筋混凝土枕钢枕轨枕按其材料可分为优点•弹性好•重量轻•易加工•绝缘性好缺点•易腐蚀、磨损•重量轻•弹性不一致•资源缺乏木枕的弹性是最好的，结构是最简单的。由于资源有限，在我国除了桥上、道岔上很少使用。特点稳定性好使用寿命长能提供较大阻力质量较大，不利于运输与铺设弹性较差因为钢筋混凝土枕不易加工，在桥、道岔等特殊地带的轨道还只能采用木枕，而其他地段则采用钢筋混凝土枕。扣件作用固定钢轨正确位置，阻止钢轨的横向和纵向位移，防止钢轨倾翻提供适量弹性将钢轨所受的力传递给轨枕ω扣件铸钢底板ω扣件橡胶轨下垫板潘德罗扣件•有渣道床（碎石道床）•无渣道床◆板式道床◆整体道床•在城市轨道交通中为了免维修、减少工作量，在某些轨道结构中为了加强轨道结构强度，使用了整体道床、板式轨道——将轨枕和道床浇筑成一体的轨道结构。整体道床整体道床多用于地铁和轻轨系统区间隧道内整体道床的优点：道床整体性好，坚固稳定，耐久，轨道建筑高度小，可减少区间隧道净空，节省投资，轨道维修量少，适合地铁和轻轨系统运行时间长、维修时间短的特点整体道床主要有：无枕道床、短枕道床、长枕道床、整体弹性道床现浇承轨台式整体道床轨道交通列车车辆由一条线路转向或越过另一条线路时的设备地铁与轻轨线路上常用的是普通单开道岔，占全部道岔总数的95%以上正线道岔用于设有渡线和折返线的车站，通过设置道岔来实现车辆的转线车场线道岔设在停车场，车辆段内通过道岔与走行线连接道岔的主要形式普通单开道岔的组成普通单开道岔的操作过程绘制普通单开道岔示意图补充内容补充：道岔的主要形式•线路的连接—常用的线路连接有各种类型的单式道岔和复式道岔（对称和三开）。•线路的交叉—交叉有直角交叉和菱形交叉。•线路连接与交叉的组合—连接与交叉的组合，有交分道岔和交叉渡线等。单开道岔（单式道岔）•单开道岔的主线为直线，侧线由主线向左侧或右侧岔出，分为左开及右开两种形式。对称道岔•复式道岔的一种。•对称道岔为Y形，与道岔相衔接的两股道向两侧分岔。三开道岔•复式道岔的一种。•如同Ψ形，同时衔接三股道，由两组转辙机械操纵两套尖轨。菱形交叉•由两组锐角辙叉和两组钝角辙叉组成，但没有转辙器，所以股道之间不能转线。交分道岔——不平行股道的联结、交叉•交分道岔是将一个单开道岔对向纳入另一个道岔内构成的，它起到了两个道岔的作用。交叉渡线——用于平行轨道的联接•四组道岔+一组菱形交叉一般渡线：二组道岔补充：普通单开道岔的组成•以普通单开道岔为例•单开道岔由转辙部分、连接部分、及辙岔部分组成。转辙部分•基本轨：2根（主股直线、侧股曲线）•尖轨：2根•联结零件•转辙机械通过将尖轨扳动在不同的位置引导车辆进入道岔的不同方向。连接部分•连接部分指连接转辙器与辙叉的轨道部分，包括四股钢轨，即两股直线钢轨和两股曲线钢轨重叠组成。辙岔部分•1、辙叉•2、翼轨•3、护轨手动转辙机手动转辙机电动转辙机电动转辙机尖轨辙岔与护轨补充：普通单开道岔的操作过程•当车辆要从A股道转入B股道时，操纵转辙机械使尖轨移动位置，尖轨1密贴基本轨1，尖轨2脱离基本轨2，这样就开通了B股道，关闭了A股道。•车辆进入连接部分沿着导曲线轨过渡到辙叉和护轨单元。•这个单元包括固定辙叉心、翼轨及护轨，作用是保护车轮安全通过两股轨线的交叉之处。•车轮在通过辙叉时，从两根翼轨的最窄处到辙叉心的最尖端之间有一段空隙，这就是道岔的有害空间。车轮通过此处时，有可能因走错辙叉槽而引起脱轨。•设置护轨的目的就在于要强制引导车轮的运行方向。•尽管如此，这个有害空间存在限制了列车通过道岔的速度，对开行高速列车十分不利。有害空间•定义：有害空间指从辙叉咽喉至实际尖端的一段轨线中段的距离。补充：有害空间有害空间有害空间•解决道岔有害空间的根本之道是消灭有害空间的存在，可采用活动心轨道岔。•活动心轨道岔最主要的特点是辙叉心轨和尖轨是同时扳动的。当尖轨开通某一方向时，活动心轨的辙叉心轨就与开通方向一致的翼轨密贴，与另一翼轨分开，从而消灭了道岔的有害空间。•活动心轨的使用，使得行车更加平稳，过岔速度限制较小，适用于运量大，需要开行高速列车的线路使用。补充：活动心轨道岔描述：道岔的转辙过程补充：画道岔-