1、第七章城市軌道交通運輸設備(一）學習目的：了解城市軌道交通的發展歷程；掌握城市軌道交通的基本形式；了解地鐵線路的特點，掌握盾構法的原理；掌握地鐵車站的分類 。第七章城市軌道交通設備第一節概述一、地鐵的發展1863年，世界上第一條地鐵在英國倫敦建成通車。它標志著城市快速軌道交通在世界上誕生。1863-1899年，美國、英國、法國、匈牙利、奧地利等5個國家的7座城市相繼修建了地鐵。1900-1924年，歐洲和美洲又有9座城市修建了地鐵，包括柏林、馬德里、費城等。1925-1949年，由于第二次世界大戰的影響，城市軌道建設速度放慢。莫斯科第一條地鐵于1935年建成通車。1950-1974年，歐洲、亞

2、洲、美洲有30余座城市地鐵相繼通車。1975-2000年，世界進入和平發展時期，又有30余座城市地鐵相繼通車，其中亞洲有20余座城市開通了地鐵。亞洲最早地鐵：1927年12月日本的淺草澀谷我國最早地鐵：1969年北京地鐵。第七章城市軌道交通設備第一節概述二、城市軌道交通的基本形式 城市軌道交通按能力分為市郊鐵路 、地鐵 、輕軌 和有軌電車 四種形式城市軌道交通按構造主要可分為：鐵路、地鐵、輕軌、單軌、磁懸浮、導向軌道交通等。1、鐵路：在城市軌道交通中，主要是指市郊鐵路和城市間城際鐵路。第七章城市軌道交通設備第一節概述2、地鐵（metro、subway）： 地鐵是地下鐵道的簡稱，地鐵一般采用大載

3、客量車箱，每輛定員一般在310人左右，每小時單向交通流量在36萬人。它是一種獨立的有軌交通系統，不受地面道路情況的影響，能夠按照設計的能力正常運行，從而快速、安全、舒適地運送乘客。地鐵效率高，無污染，能夠實現大運量的要求，具有良好的社會效益。（世界十大地鐵）3、輕軌（light rail transit、light Rapid Transit）： 是原城市有軌電車的發展而來，采用中等載客容量的車箱，每輛定員一般在202人左右，每小時單向交通流量在1.53萬人左右。其設計成本較地鐵要輕。第七章城市軌道交通設備第一節概述二、城市軌道交通的基本形式 4、單軌單軌交通可分為跨座式和懸掛式兩種，單軌鐵路

4、速度較慢，多采用橡膠輪胎，建造成本低，每小時單向交通流量一般在0.842.52人間，適合與速度和運輸需求低的場合。5、磁懸浮：利用車輛與軌道間的磁相吸或相斥原理，使車輛懸浮在軌道上的運輸方式，速度快，建造成本極高。6、導向軌道交通（Automatic Guideway Transit）：導向軌道交通(AGT)，是一種第三軌供電引導的系統，一般實現無人駕駛。第七章城市軌道交通設備第一節概述二、城市軌道交通的基本形式 第二節地鐵線路一、地鐵線路地鐵路網的基本型式有：單線式、單環線式、多線式、蛛網式。每一條地鐵線路都是由區間隧道（地面上為地面線路或高架線路）、車站及附屬建筑物組成。地鐵線路按其在運營

5、中的作用不同，可分為正線、輔助線和車場線。1、正線正線貫穿所有車站、區間供列車運行的線路。多數為全封閉。地鐵列車采用右側行車制。第七章城市軌道交通設備第二節地鐵線路一、地鐵線路2、輔助線輔助線是為空載列車提供折返、停放、檢查、轉線及出入段作業的線路，主要包括：折返線、臨時停車線、渡線、車輛段出入線、聯絡線等。（1）折返線位于端點站或有折返需求的中間站。（2）臨時停車線為了停放運營中的故障列車。一般35個車站設置一個臨時停車線。（3）渡線用于列車折返時更換軌道（4）車輛段出入線是從車輛段與商業運營正線間的連接線。可設計為單線或雙線。（5）聯絡線主要為其他線路的軌道交通列車提供運行的可能。第七章城

6、市軌道交通設備第二節地鐵線路二、結構工程（一）、地下結構施工方法按不同地下工程結構類型，地下結構施工方法可分為：明挖法和暗挖法。1、明挖法（Cut and Over或Open Cut）明挖法是直接在地下工程建造處進行露天開挖和支護，然后在開挖處建造地下結構，完工后再進行覆蓋、恢復地貌的方法。明挖法具有施工作業面多、速度快、工期短、易保證工程質量和工程造價低等優點，但因對城市生活干擾大、對周圍環境破壞大，使其應用受到限制。明挖法適用于淺埋的地下工程，可修建的空間比較大。1950年前后，日本東京、大阪重新開始的地鐵建設全部采用明挖法施工。第七章城市軌道交通設備第二節地鐵線路2、暗挖法盾構法礦山法第

7、七章城市軌道交通設備第二節地鐵線路傳統礦山法新礦山法 新奧法 淺埋暗挖法 二、結構工程（1）、盾構法（Shield Method）：原理：盾構法亦稱掩護筒法，是法國人于1818年發明的在土層或松軟巖層中暗挖隧道的一種方法。采用盾構頂進，而后拼裝預制管片形成襯砌。盾構施工方法為用被稱做盾構(shield)的鋼殼里面，在保持撐子面穩定的同時進行安全掘進，而后面則裝上被稱做襯砌(segment)的襯砌組件，利用其反作用力，以千斤頂盾掘進的一種隧道施工方法。第七章城市軌道交通設備第二節地鐵線路二、結構工程（1）、盾構法（Shield Method）：盾構法優點：施工速度快、振動小、噪音低，且對隧道上方

8、地面的副作用很少。新開發的已泥水加壓盾構法和土壓平衡式盾構對地面的影響更少。盾構法缺點：對斷面尺寸多變的區段適應能力差。此外，新型盾構購置費昂貴，對施工區段短的工程不太經濟。總的費用比蓋挖法高。適用性：在松軟含水地層中及城市地下管線密布，施工條件困難地段采用盾構法施工，其優點尤為明顯。第七章城市軌道交通設備第二節地鐵線路(2)礦山法（Mine Tunneling Method）原理：礦山法一般是指埋置于基巖，用傳統鉆爆法或臂式掘進機開挖隧道的方法，也稱為“鉆爆法”。優點：礦山法具有施工工藝簡單、應用靈活、減少拆遷和交通疏解及造價合理等優點。缺點：由于礦山法采用爆破或機械掘進洞開挖，對周圍巖體的

9、擾動比較大。此外對地質勘探要求較高，對圍巖地質情況的預見性較差，需要超前地質探明和預報、對地表沉降較難控制，防水效果較盾構隧道差，通過軟弱土層、砂層、斷層破碎帶時施工較困難。適用性：一般適用于線路埋深較大、地質條件較好的工程項目。礦山法隧道施工技術在北京地鐵、廣州地鐵一號線中被廣泛應用。第七章城市軌道交通設備第二節地鐵線路(2)礦山法（Mine Tunneling Method）礦山法可分為傳統礦山法和新礦山法新礦山法分為新奧法、淺埋暗挖法。第七章城市軌道交通設備第二節地鐵線路（二）、高架結構1、分類地面筑堤：不適合與城市高架橋：分鋼橋和混凝土橋（多用），混凝土橋又有當梁形橋（兩端支撐）、剛性

10、框架橋（中間支撐）等。2、高架橋梁組成橋的梁根據形狀主要有預應力混凝土槽形梁、預應力混凝土板梁、預應力混凝土T形梁等，多用T形梁。橋的墩臺根據形狀有：T形墩、雙柱墩、V形墩和Y形墩。第七章城市軌道交通設備第二節地鐵線路（二）、高架結構第七章城市軌道交通設備第二節地鐵線路三、軌道（一）軌道結構1、鋼軌目前城市軌道交通中使用的鋼軌主要有三種：槽形鋼軌：多用于有軌電車的街道軌道，使用后路面與鋼軌在同一平面，基本不影響城市其它交通運輸。如香港屯門地鐵、歐洲有軌電車等中有使用，是一種新興軌道。雙頭鋼軌：19世紀曾經應用過，現已基本淘汰；平底鋼軌：現在普遍使用的I字鋼軌。我國鐵路中鋼軌主要有：50、60、

11、75kg/m幾種我，城市軌道中一般正線等盡量采用60軌，可增加軌道穩定性、增加牽引電流回流斷面，減少雜散電流。車場線。停車線等可用50或更低的軌。第七章城市軌道交通設備第二節地鐵線路2、軌枕與大鐵路中的情況相似。但城市軌道交通中如果采用第三軌供電，在安裝第三軌托架的地方還要采用特殊加長的混凝土枕。3、道床道床分為道碴道床和無碴道床。一般在地面線中使用道碴道床，在其它如隧道、高架中使用無碴道床。地鐵中無碴道床主要為整體道床，整體道床可分為以下幾種：無枕式整體道床：也稱整體灌注式，施工復雜；軌枕式整體道床：可分為短枕式整體道床（中心設排水溝）和長枕式整體道床（側向設排水溝）（一）軌道結構第七章城市

12、軌道交通設備第二節地鐵線路4、扣件在無碴道床中，扣件直接將鋼軌與混凝土基礎聯結。故對扣件有以下要求：調整量要求：可適當改變軌距杭橫向力要求：就40KN扣壓力要求：每組扣件扣壓力大于12KN就能阻止鋼軌爬行強度、剛度等要求：目前國內扣件主要有：DT型扣件：全彈性分開式，在北京地鐵一、二期工程中使用；DT、DT：全彈性分開式，二階減振，用于北京地鐵復八線、上海地鐵一號線；DT：全彈性分開式，用于青島、沈陽和上海地鐵二號線，取消螺栓；DT：半彈性分開式，最初為伊朗德黑蘭地鐵設計（一）軌道結構第七章城市軌道交通設備第二節地鐵線路四、限界限界主要包括車輛限界、設備限界、建筑接近限界和接觸軌或接觸網限界等

13、。其中隧道限界中，可分為：矩形隧道限界（明挖法施工形成的）圓形隧道限界（盾構施工形成的）馬蹄形隧道限界（礦山法施工形成（淺埋暗挖法）第七章城市軌道交通設備第二節地鐵線路第三節車站車站是旅客乘降的場所，市區車站間距應在1公里左右，郊區在2公里左右。一、車站的分類：車站按其運營性質和功能分為四種：中間站：只供乘客乘降用，此類車站數量最多。折返站：在中間站設有折返線路設備即稱為折返站，一般在市區客流量大的區段設立，可以滿足乘客需要，同時節省運營開支。換乘站：既用于乘客乘降又為乘客提供換乘的車站。終點站：地鐵線路兩端的車站，除了供乘客上下或換乘外，通常還供列車停留、折返、臨修及檢修使用。第七章城市軌道

14、交通設備第三節車站一、車站的分類：按與地面相對位置分：地下車站；地面車站；高架車站。按站臺形式分為：島式車站；側式車站；一島一側；一島二側車站等。第七章城市軌道交通設備第三節車站二、車站規模一般根據日均乘降乘客流量和高峰小時乘客流量來確定，可分為：小型站、中型站、大型站和特大型站。車站規模日均乘降量高峰小時乘降量小型站5萬人次以下0.5萬人次以下中型站520萬人次0.52萬人次大型站20100萬人次210萬人次特大型站1000萬人次以上10萬人次以上第七章城市軌道交通設備第三節車站三、車站的組成與大鐵路相似，主要由：車站大廳及廣場、售票大廳、站臺、辦公室等旅客不常到的地方。在車站主體空間中，可

15、分為乘客使用空間（付費區和非付費區）、車站用房。結束放映練習作業第七章城市軌道交通設備第三節車站練習題：1、城市軌道交通按能力分為哪四種形式？2、請說明地鐵與輕軌的區別？3、地鐵施工方法有哪些，其形成的隧道各有什么特點？4、說明盾構法的適用地形、優點與缺點？5、車站按其運營性質和功能分為哪四種？第七章城市軌道交通設備練習題練習答案1、城市軌道交通按能力分為_市郊鐵路 、_地鐵 、_輕軌 和_有軌電車 四種形式2、地鐵一般采用大載客量車箱，每輛定員一般在310人左右，每小時單向交通流量在36萬人。輕軌采用中等載客容量的車箱，每輛定員一般在202人左右，每小時單向交通流量在1.53萬人左右。3、可

16、分為明挖法和暗挖法，暗挖法又分為盾構法和礦山法。矩形隧道限界（明挖法施工形成的）圓形隧道限界（盾構施工形成的）馬蹄形隧道限界（礦山法施工形成（淺埋暗挖法）4、盾構法優點：施工速度快、振動小、噪音低，且對隧道上方地面的副作用很少。新開發的已泥水加壓盾構法和土壓平衡式盾構對地面的影響更少。盾構法缺點：對斷面尺寸多變的區段適應能力差。此外，新型盾構購置費昂貴，對施工區段短的工程不太經濟。總的費用比蓋挖法高。適用性：在松軟含水地層中及城市地下管線密布，施工條件困難地段采用盾構法施工，其優點尤為明顯。5、車站按其運營性質和功能分為四種：中間站、折返站、換乘站、終點站。第七章城市軌道交通設備練習題世界辦第

17、一條地鐵19世紀中葉，倫敦比以前任何城市發展得都要快。在這龐大帝國的中心，當數以千計的新房屋、商店、辦公樓和工廠為日益膨脹的勞動大軍而建造起來時，它幾乎要爆炸了。這些人需要有比狹窄的街道所能提供的更好的運輸工具。查爾斯.皮爾遜認為，答案就是在地下建造鐵路。1843年，他把自己的建議提交議會。然而直到1863年，短途的“大都市鐵道”才總算開通。不過即使這段路程只有6.5千米，這條線路也是非常成功的，第一年就運載了乘客950萬人。第一條地鐵線路采用了“挖-蓋”的工序來建造，即挖掘一條深溝，然后封蓋其上面。1890年建造的真正的“管狀”鐵道，是用一個液壓沖頭推進的鋼箍鉆通泥土建成的。第七章城市軌道交

18、通設備資料補充中國第一條地鐵北京地鐵第一期工程于1969年10月基本建成，于1971年1月開始試運營。運行區段從北京火車站至西郊蘋果園，全長23.6公里，共有17個車站。由于這是我國第一條地鐵，缺乏運營管理經驗，加上這條地鐵是在十年動亂期間修建的，車輛、設備一開始存在不少問題。在試運營開始后的頭幾年，遇到的困難較多。但是，負責試運營工作的北京地下鐵道管理處，在國務院有關部門的指導和幫助下，不斷摸索、總結經驗，發動群眾，努力改善管理工作。從1977年開始各項工作基本上走上了正軌，并逐步取得了進展。近幾年來，他們狠抓了技術隊伍的建設，通過開辦地鐵技工學校，培訓職工6200多人次；建立和健全了各項規

19、章，改革了一部分車輛，提高了車輛的完好率；對現有設備進行了整治，保證了正常運轉；狠抓了安全行車工作。他們還通過技術革新，提高了地鐵的自動化水平，先后實現高度集中、自動閉塞、自動廣播等自動化項目，使發車間隔由過去的十幾分鐘縮短到4分鐘，提高了列車的運輸效率。第七章城市軌道交通設備資料補充世界十大地鐵（1） 莫斯科（俄國）：年輸送旅客量達26億人次。 （2） 東京（日本）： 年客流量25億人次。（3） 紐約（美國）：年客流量15億人次。（4） 墨西哥城（墨西哥）：年載旅客15億人次。（5） 巴黎（法國）：年乘地鐵人次為12億。（6） 大阪（日本）：年載客為9.48億人次。（7） 列寧格勒（前蘇聯）

20、：年客流量8.21億人次。（8） 倫敦（英國）：年輸送旅客8.15億人次。（9） 漢城（韓國）：年輸送旅客8.12億人次。（10） 香港（中國）：年輸送旅客6.3億人次 第七章城市軌道交通設備資料補充有軌電車第七章城市軌道交通設備資料補充單軌第七章城市軌道交通設備資料補充導向交通第七章城市軌道交通設備資料補充德國、日本磁懸浮第七章城市軌道交通設備資料補充盾構第七章城市軌道交通設備資料補充概念：盾構法亦稱掩護筒法，是法國人于1818年發明的在土層或松軟巖層中暗挖隧道的一種方法，一般采用盾構頂進，而后拼裝預制管片形成襯砌。盾構施工方法為用被稱做盾構(shield)的鋼殼里面，在保持撐子面穩定的同時進行安全掘進，而后面則裝上被稱做襯砌(segment)的襯砌組件，利用其反作用力，以千斤頂盾掘進的一種隧道施工方法。盾構法優點：施工速度快、振動小、噪音低，且對隧道上方地面的副作用很少。新開發的已泥水加壓盾構法和土壓平衡式盾構對地面的影響更少。盾構法缺點：對斷面尺寸多變的區段適應能力差。此外，新型盾構購置費昂貴，