《城市轨道交通概论》教案

四川城市职业学院教案课程名称城市轨道交通概论课程性质专业必修课开课学期2014--2015学年第一学期学时数4节/周开课系（部）公共服务系授课班级2014级城市轨道交通运营管理1~5班主讲教师吕杨职称助教二○一四年八月四川城市职业学院课程教案教案完成时间：2014年10月2日课题1.1概述1.2城市轨道交通系统概念授课日期10月8日授课类型理论课学时数2教学目的及要求通过本次课的学习，了解城市轨道交通系统概念及发展历史。教学重点了解城市轨道交通系统概念教学难点城市轨道交通发展历史教学方法讲授课程作业或思考题常见的城市轨道交通类型审阅意见主讲教师或教学组长签名：系主任签名：教学后记教学步骤及主要内容（教学设计、教学内容、过程、方法等）备注教材：《城市轨道交通概论》，蒋阳升，人民交通出版社，2014，交通工程专用教材城市轨道交通发展历史：目前，世界人口已经超过65亿，随着发展中国家城镇化进程加快，城市人口越来越多，城市的规模也越来越大，全世界百万以上的城市数量已经超过400个，这种发展趋势虽然在很大程度上增强了城市的吸引力，人口的聚集带来了信息流通的加快、效率的提高、产业分工与专业化水平的提高，但同时也给城市发展带来了交通拥挤、居住条件差、社会问题多、环境污染严重与能源危机等系列问题。尤其是大城市的交通问题，已经成为一项世界性的难题。截至2013年12月，我国共有轨道交通运营城市19个，总计轨道交通运营线路达87条，比上年56条增加31条；运营长度总里程2539公里，比上年1677公里增长51.4%。截至2013年底，中国获得国家批准建设轨道交通的城市达37个，高居世界第一。未来3年，至少还有10个以上城市将获得批准。城市轨道交通系统的概念：我国国家标准《城市公共交通常用名词术语》：通常以电能为动力、采取轮轨运输方式的快速大运量公共交通的总称。《城市轨道交通技术规范》（GB50490-2009）：采用专用轨道导向运行的城市公共客运交通系统，包括地铁系统、轻轨系统、单轨系统、有轨电车系统、磁浮交通系统、自动导向轨道系统、市域快速轨道系统。简而言之：城市轨道交通系统是具有固定轨道、配备专有车辆和服务设施、采用高密度运行方式，主要为城市提供交通服务的现代化城市客运骨干系统的统称。四川城市职业学院课程教案教案完成时间：2014年10月3日课题1.3城市轨道交通系统分类标准和类型授课日期10月11日授课类型理论课学时数2教学目的及要求通过本次课的学习，了解城市轨道交通系统分类标准，掌握城市轨道交通主要几种类型。教学重点常见城市轨道交通类型教学难点不同城市轨道交通类型的联系和区别教学方法讲授课程作业或思考题城市轨道交通几种常见类型，各自特征有哪些。审阅意见主讲教师或教学组长签名：系主任签名：教学后记教学步骤及主要内容（教学设计、教学内容、过程、方法等）备注1.3城市轨道交通系统分类标准和类型1.按照交通容量分类交通容量即运送能力，指单方向每小时的断面乘客通过量。按照不同的交通容量范围，轨道交通可分为特大、大、中、小容量4种系统，如下所示。特大：交通容量＞5万人/小时，市郊铁路大：交通容量[2,5]万人/小时，常规地铁中：交通容量[0.5,2]万人/小时，轻轨，线性电机车小：交通容量＜0.5万人/小时，有轨电车2.按照铺设方式分类根据不同的敷设方式，轨道交通系统可分为隧道（包括地下、水下）、高架和地面3种形式。3.按照路权分类路权是指轨道交通系统运行线路与其他交通的隔离程度，即运行线路的专用程度。以此为依据，轨道交通系统可分为“A、B、C”3种基本类型，其中A型为全封闭系统，B型为半封闭系统，C型为开放系统。4.按照导向方式分类根据不同的导向方式，轨道交通系统可分为轮轨导向及导向轮导向。5.按照轮轨支撑方式分类轮轨支撑形式，即车辆与转移车重的行驶表面之间的垂直接触与运行方式。从这一标准出发，轨道交通系统可分为钢轮钢轨系统、胶轮混凝土轨系统以及特殊系统。常见几种城市轨道交通类型1.地铁：地铁的运能，单向在3万人次/小时，最高可达6万～8万人次/小时。最高速度可达90Km/h，旅行速度可达到40Km/h，可4～10辆编组，车辆运行最小间隔可低于1.5分钟。地铁列车主要在城市地下空间修筑的隧道中运行，当条件允许的时候，也可以穿出地面，在地面或者高架桥上铺轨运行。2.轻轨：在我国《城市轨道交通工程建设标准》（试行本）中，把每小时单向运输能力在0.6～3万人次/小时的轨道交通定义为轻轨。轻轨一般采用地面和高架相结合的方法建设，列车编组采用3～6辆，由于轻轨交通采用线路隔离、自动化信号、调度指挥系统和高新技术车辆等措施，最高速度可达到60Km/h。3.单轨：单轨交通最高速度可达80Km/h，旅行速度30～35Km/h，列车可4～6辆编组，单向运输能力为1～2.5万人次/小时。我国首座单轨交通系统是在山城重庆2005年修建的2号线。4.有轨电车：有轨电车运量小，一般单向运输能力在1万人次/小时以下，运行速度一般在10～20Km/h之间，现代的有轨电车已经在很多方面得到了改造，单向运输能力已经可以达到1万人次/小时。5.城市铁路：按照城市铁路运行区域的不同，可以分为市区铁路、市郊铁路和机场联络铁路等。城市铁路一般采用4～10辆编组，最高速度可达100～120Km/h，市郊铁路运能与地铁基本相当。6.磁浮系统：磁浮系统是一种运用“同性相斥、异性相吸”的电磁原理，依靠电磁力来使列车悬浮并走行的轨道运输方式。它是一种新型的没有车轮、采用无接触行进的轨道交通系统。海磁浮试运营线是目前唯一投入商业运营的线路。四川城市职业学院课程教案教案完成时间：2014年10月4日课题1.4城市轨道交通系统特征授课日期10月15日授课类型理论课学时数2教学目的及要求通过本次课的学习，掌握城市轨道交通系统的特征。教学重点城市轨道交通系统的特征教学难点城市轨道交通系统的特征教学方法讲授课程作业或思考题城市轨道交通系统的优势及局限性。审阅意见主讲教师或教学组长签名：系主任签名：教学后记教学步骤及主要内容（教学设计、教学内容、过程、方法等）备注1.4城市轨道交通系统特征1、城市轨道交通系统的优势城市轨道交通系统区别于城市地面道路交通系统的特征：容量大、运行准时速达、安全舒适、能耗低、污染小、用地省2、城市轨道交通系统的局限性城市轨道交通系统区别于城市地面道路交通系统的特征：建设投资大、建设周期长、建成后不宜调整、运营成本高、存在安全隐患、经济效益有限3、城市轨道交通虽然和铁路运输同为轨道交通，但仍存在以下几个方面的差异：运营范围。城市轨道交通系统的运行范围是城市市区及郊区，一般只有几十公里，运距短，不像常规铁路运输纵横数千公里，连接城乡。城市轨道交通系统往往单条线路运行，列车不跨线运行，而常规铁路则全路成网，必须跨线运行。运行速度。城市轨道交通因在城市及郊区运行，站间距短，且站站停车，很少跳停，列车运行速度通常不超过80Km/h，而普通铁路的运行速度一般在120以上，高速铁路的最高运行速度一般是350Km/h。四川城市职业学院课程教案教案完成时间：2014年10月5日课题2.1城市轨道交通线路概述2.2城市轨道交通线路选择与设计授课日期10月17日授课类型理论课学时数2教学目的及要求通过本次课的学习，了解城市轨道交通线路的定义及作用，熟悉线路区间平面设计。教学重点线路区间平面设计教学难点线路区间平面设计教学方法讲授课程作业或思考题轨道交通线路设计的曲线要素有哪些。审阅意见主讲教师或教学组长签名：系主任签名：教学后记教学步骤及主要内容（教学设计、教学内容、过程、方法等）备注2.1城市轨道交通线路概述1、城市轨道交通线路定义城市轨道交通线路是由各种不同材料的部件所组成的，具有规定的强度和稳定性，能保证列车以规定的速度平稳、安全、正点和不间断地运行的整体工程结构。2、城市轨道交通线路作用引导机车车辆运行，直接承受机车车辆车轮的垂直力和水平力、机车车辆弹簧震动产生的冲击力、列车运行及制动时所产生的纵向力、因机车和车辆摇晃而引起的以及列车通过曲线时所产生的侧向推力。此外，还受雨、雪、风以及气温变化的影响，温度应力式无缝线路还承受一定的温度应力，并把这些力均匀地传给路基和桥隧建筑物。2.2城市轨道交通线路选择与设计城市轨道交通线路选择、设计，首先应对城市总体规划、城市发展格局、线网规划等进行深入研究，明确其功能定位；其次，积极与相关部门对接，落实场站控制中心等用地。第一、线路走向选择的基本原则第二、线路选择所需基本资料第三、线路方案比选第四、城市轨道交通线路设计规程与规范1、线路区间平面设计（1）圆曲线曲线地段超高：曲线外轨顶面与内轨顶面的水平高度之差。曲线半径：由于最大行车速度受，合理的曲线半径能够更好的适应地形、地物、地质等条件，通过影响轮轨磨耗和养护费用而影响运营费用的原因，加之工程可实施性的限制，需要对曲线半径进行限制。（2）缓和曲线直线轨道和曲线轨道之间的曲率渐变的连接曲线。使列车安全、平稳、舒适地由直线过渡到圆曲线。（3）夹直线夹直线是在地形困难、曲线毗连地段的两相邻曲线之间的直线。分为同向曲线和反向曲线。（4）线间距与限界并行修建双线及多线线路时，区间相邻两线中心线之间的最短距离称为线间距。为保证运输安全而制定的建筑物设备与机车车辆相互间在线路上不能逾越的轮廓尺寸线为限界。2、线路区间纵断面设计（1）坡度、坡段城市轨道交通系统能适应大坡度运行。两个坡段的连接点即坡度的变化点，称为变坡点。一个坡段两端变坡点之间的水平距离称为坡段长度。（2）竖曲线当坡度代数差大于或等于某一值时，应在变坡点处设置竖曲线，把折线断面连接起来，以保证列车运行的安全和平稳。四川城市职业学院课程教案教案完成时间：2014年10月6日课题2.3轨道与路基授课日期10月20日授课类型理论课学时数2教学目的及要求通过本次课的学习，掌握轨道结构组成，了解钢轨及配件作用、轨枕及扣件作用，了解路基形式教学重点轨道结构组成教学难点钢轨及配件作用、轨枕及扣件作用教学方法讲授课程作业或思考题简述轨道交通线路的主要设备审阅意见主讲教师或教学组长签名：系主任签名：教学后记教学步骤及主要内容（教学设计、教学内容、过程、方法等）备注2.3轨道与路基一、钢轨：直接承受列车的荷载，并依靠钢轨头部内侧面和机车车辆轮缘的相互作用，引导列车运行，依靠它本身的刚度和弹性把机车车辆荷载分布开来，传递给轨枕。类型：按每米质量分为75kg/m轨、60kg/m轨、50kg/m轨、43kg/m轨、38kg/m轨等。按单根钢轨长度可分为：标准轨、缩短轨等，标准轨的长度有12.5m和25m两种。按化学成分分为：U71、U74、U71Cu、U71Mn、PD2、PD3、U75V等。钢轨的选用选用钢轨原则上应以轨道承受荷载的大小确定。我国城市轨道交通正线均采用60kg/m的重型钢轨，停车场线路可选用50kg/m和43kg/m。二、钢轨配件钢轨配件（接头联结零件）主要由接头夹板和接头螺栓将钢轨与钢轨的端部连接起来，使钢轨接头部位共同承受弯矩和横向力。钢轨接头有普通接头、异型接头、导电接头、绝缘接头、胶结接头和冻结接头等几种。三、轨枕分为木枕和钢筋混凝土枕，主要应用于停车场和地面线的碎石道床。城市轨道交通线路大多采用混凝土短枕、混凝土支撑块以及混凝土长枕。四、扣件扣件是钢轨与轨枕或其它枕下基础连接的重要联接零件，它的作用是固定钢轨，阻止钢轨纵向和横向位移，防止钢轨倾斜，并提供适当的弹性，将钢轨承受的力传递给轨枕或道床承轨台。一般扣件都是有钢轨扣压件和轨下垫层两部分组成。五、路基：路基是地铁工程的重要组成部分，直接承受轨道和车辆荷载。路基工程作为工程结构物，必须具有足够的强度、稳定性和耐久性。主要有：路堤、路堑、半路堤、半路堑、半堤半堑、不填不挖六种形式。四川城市职业学院课程教案教案完成时间：2014年10月7日课题2.4桥梁与隧道授课日期10月23日授课类型理论课学时数2教学目的及要求通过本次课的学习，了解桥梁结构及分类，掌握隧道结构及分类。教学重点