第七章轨道交通线路设计课件.ppt

城市轨道交通规划与设计城市轨道交通规划与设计第七第七章章 城市轨道交通线路设计城市轨道交通线路设计机电与控制工程学院本章主要内容本章主要内容7.1 7.1 轨道交通线路选线轨道交通线路选线7.2 7.2 线路平面设计线路平面设计7.3 7.3 线路纵断面设计线路纵断面设计7.4 7.4 辅助线设计辅助线设计2机电与控制工程学院线路设计线路设计 线路设计线路设计是在已经确定的城市轨道交通线网的条件下，研是在已经确定的城市轨道交通线网的条件下，研究某一条或某一段线路的具体位置，确定相关细节，包括究某一条或某一段线路的具体位置，确定相关细节，包括线路的线路的路由方案路由方案、敷设方式敷设方式、站点选择站点选择和和线路曲线和坡度线路曲线和坡度计算计算等。等。 轨道交通线路包括轨道交通线路包括正线正线、辅助线和车场线，辅助线包括折、辅助线和车场线，辅助线包括折返线、渡线、联络线、停车线、车辆段出入线、安全线等。返线、渡线、联络线、停车线、车辆段出入线、安全线等。3机电与控制工程学院线路设计线路设计 线路设计一般分为四个阶段：线路设计一般分为四个阶段：l可行性研究阶段可行性研究阶段l总体设计阶段总体设计阶段l初步设计阶段初步设计阶段l施工图设计阶段施工图设计阶段 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，最后最佳确定平面、纵剖面和坡度、线路与车站的关系，最后最佳确定线路在城市三维空间中的准确位置。线路在城市三维空间中的准确位置。4机电与控制工程学院本章主要内容本章主要内容7.1 7.1 轨道交通线路选线轨道交通线路选线7.2 7.2 线路平面设计线路平面设计7.3 7.3 线路纵断面设计线路纵断面设计7.4 7.4 辅助线设计辅助线设计5机电与控制工程学院7.1 7.1 轨道交通线路选线轨道交通线路选线 轨道交通线路选线轨道交通线路选线主要发生线网规划、预可行性研究以及主要发生线网规划、预可行性研究以及可行性研究阶段，主要包括线路的走向与路由、车站分布、可行性研究阶段，主要包括线路的走向与路由、车站分布、辅助线分布、线路交叉形式以及线路敷设方式等的选择。辅助线分布、线路交叉形式以及线路敷设方式等的选择。6机电与控制工程学院选线的基本原则选线的基本原则 符合城市总体规划符合城市总体规划 符合城市轨道交通线网规划符合城市轨道交通线网规划 节约城市土地资源节约城市土地资源 减少城市拆迁工程减少城市拆迁工程 合理衔接其他交通方式合理衔接其他交通方式 便利运营组织便利运营组织 注重环境与文物保护注重环境与文物保护 考虑工程建设条件考虑工程建设条件7机电与控制工程学院选线所需资料选线所需资料 城市快速轨道交通线网规划（研究）报告城市快速轨道交通线网规划（研究）报告 轨道工程项目建议书（或预可行性研究报告）及其审批文件轨道工程项目建议书（或预可行性研究报告）及其审批文件 市政府及其上级部门或领导对地铁项目建设的指示市政府及其上级部门或领导对地铁项目建设的指示 客流资料客流资料 城市总体发展规划资料城市总体发展规划资料 城市的经济统计资料城市的经济统计资料 水文气象资料水文气象资料 工程地质及水文地质资料工程地质及水文地质资料 地形图资料地形图资料 线路可能经过区域内的文物保护场地及建筑物等资料线路可能经过区域内的文物保护场地及建筑物等资料 线路可能穿越的街坊建筑区内主要房屋及其基础资料线路可能穿越的街坊建筑区内主要房屋及其基础资料 线路可能经由区域内的市政及人防设施资料等线路可能经由区域内的市政及人防设施资料等8机电与控制工程学院影响选线的因素影响选线的因素 （1 1）线路的性质、作用及地位）线路的性质、作用及地位 （2 2）客流集散点和主客流方向）客流集散点和主客流方向 （3 3）城市道路网及建设情况）城市道路网及建设情况 （4 4）线路的敷设方式及技术条件）线路的敷设方式及技术条件 （5 5）与城市发展的近、远期结合）与城市发展的近、远期结合9机电与控制工程学院选线的实施流程选线的实施流程 （1 1）确定初步线站位方案）确定初步线站位方案 （2 2）现场踏勘）现场踏勘 （3 3）方案优化）方案优化 （4 4）征求规划部门意见）征求规划部门意见 （5 5）坐标定线）坐标定线10机电与控制工程学院选线的方法选线的方法7.1.1 7.1.1 线路走向与路由线路走向与路由7.1.2 7.1.2 敷设方式及平面位置选择敷设方式及平面位置选择7.1.3 7.1.3 车站数量、分布及站位选择车站数量、分布及站位选择7.1.4 7.1.4 选线方案比选选线方案比选11机电与控制工程学院7.1.1 7.1.1 线路走向与路由线路走向与路由 线路方向及路由的确定线路方向及路由的确定l根据线路的功能定位对线路进行总体布局根据线路的功能定位对线路进行总体布局l确定线路的必经控制点确定线路的必经控制点l调整控制点之间的路由，最大限度地吸引客流调整控制点之间的路由，最大限度地吸引客流l结合地质、地形现状进行选线结合地质、地形现状进行选线l根据施工方案和施工条件进行选线根据施工方案和施工条件进行选线l结合土地利用进行选线结合土地利用进行选线l根据城市的经济实力进行选线，减少拆迁工程根据城市的经济实力进行选线，减少拆迁工程l尽量避让保护建筑尽量避让保护建筑12机电与控制工程学院7.1.1 7.1.1 线路走向与路由线路走向与路由 通过特大型客流集散点的路由选择通过特大型客流集散点的路由选择 特大型客流集散点：产生上下车特大型客流集散点：产生上下车3 3万人次万人次/h/h或或2020万人次万人次/d/d级以上客流量的地点。级以上客流量的地点。 当特大型客流集散点离开线路直线方向或经由主路时，线当特大型客流集散点离开线路直线方向或经由主路时，线路路由有下列方式可供选择。路路由有下列方式可供选择。 l路由绕向特大型客流集散点路由绕向特大型客流集散点 l采用支路连接采用支路连接l延长车站出入口通道，并设自动步道延长车站出入口通道，并设自动步道l调整线网部分线路走向调整线网部分线路走向l调整特大型客流集散点调整特大型客流集散点 13机电与控制工程学院案例案例14机电与控制工程学院案例案例15机电与控制工程学院案例案例16机电与控制工程学院7.1.2 7.1.2 敷设方式及平面位置选择敷设方式及平面位置选择 线路敷设方式线路敷设方式l地下线地下线：一般在交通繁忙路段和市区内繁华地段采用：一般在交通繁忙路段和市区内繁华地段采用，是对城市环境影响最小的一种线路敷设方式。，是对城市环境影响最小的一种线路敷设方式。l高架线高架线：一般在市区外建筑稀少及空间开阔地段采用：一般在市区外建筑稀少及空间开阔地段采用，介于地面和地下之间的一种线路，既保持了专用道，介于地面和地下之间的一种线路，既保持了专用道的形式，占地较少，又对城市交通干扰较小。的形式，占地较少，又对城市交通干扰较小。l地面线地面线：在较空旷、道路和建筑物稀少的地带采用，：在较空旷、道路和建筑物稀少的地带采用，土建工程造价低。缺点是隔断线路两侧的交通，一般土建工程造价低。缺点是隔断线路两侧的交通，一般用在偏远市郊路段。用在偏远市郊路段。17机电与控制工程学院线路平面位置选择线路平面位置选择 （1）地下线）地下线位于道路规划红线范围内位于道路规划红线范围内18机电与控制工程学院线路平面位置选择线路平面位置选择 （1）地下线）地下线位于道路规划红线范围内位于道路规划红线范围内lA位位：位于道路中心，对两侧建筑物影响小，地下管：位于道路中心，对两侧建筑物影响小，地下管网拆迁较少，施工相对容易，是较为普遍的一种线路网拆迁较少，施工相对容易，是较为普遍的一种线路位置。但若采用明挖法，对道路交通干扰较大。位置。但若采用明挖法，对道路交通干扰较大。 lB位位：位于规划的慢车道和人行道下方，施工时能减少：位于规划的慢车道和人行道下方，施工时能减少对城市交通的干扰和对机动车路面的破坏，但由于它对城市交通的干扰和对机动车路面的破坏，但由于它靠建筑物较近，市政管线较多且线路不易顺直，需结靠建筑物较近，市政管线较多且线路不易顺直，需结合站位设置统一考虑。合站位设置统一考虑。 lC位位：位于待拆的已有建筑物下方，对现有道路及交：位于待拆的已有建筑物下方，对现有道路及交通基本上无破坏和干扰，地下管网极少。但房屋拆迁通基本上无破坏和干扰，地下管网极少。但房屋拆迁及安置量大，需要和城市改造同步进行。及安置量大，需要和城市改造同步进行。19机电与控制工程学院线路平面位置选择线路平面位置选择 （1）地下线）地下线位于道路范围以外位于道路范围以外 在有利的条件下，地下线位于道路范围之外，可以达到缩在有利的条件下，地下线位于道路范围之外，可以达到缩短线路长度、减少拆迁、减低工程造价的目的。有利条件短线路长度、减少拆迁、减低工程造价的目的。有利条件如下：如下：l地质条件好，基岩埋深很浅，隧道可以用矿山法在建地质条件好，基岩埋深很浅，隧道可以用矿山法在建筑物下方施工；筑物下方施工；l城市非建成区或广场、公园、绿地；城市非建成区或广场、公园、绿地；l老的街坊改造区，可以同步规划设计，并能按合理的老的街坊改造区，可以同步规划设计，并能按合理的施工顺序施工。施工顺序施工。20机电与控制工程学院线路平面位置选择线路平面位置选择 （2）高架线）高架线在城市中穿越时一般沿道路设置，一般在城市中穿越时一般沿道路设置，一般应结合规划道路的横断面考虑，设于道路中心或快慢车行应结合规划道路的横断面考虑，设于道路中心或快慢车行道分隔带上。道分隔带上。21机电与控制工程学院线路平面位置选择线路平面位置选择 （2）高架线）高架线l高架线位于道路中心线上：高架线位于道路中心线上：对道路景观较为有利，噪对道路景观较为有利，噪声对两侧房屋的影响相对较小，在路口交叉处对拐弯声对两侧房屋的影响相对较小，在路口交叉处对拐弯机动车影响小，是采用较多的一种线路形式。机动车影响小，是采用较多的一种线路形式。l高架线位于快慢车分隔带上：高架线位于快慢车分隔带上：可充分利用道路隔离带可充分利用道路隔离带，减少高架桥柱对道路宽度的占用和改建，对一侧建，减少高架桥柱对道路宽度的占用和改建，对一侧建筑物干扰小，但对另一侧干扰大，适用于道路两侧环筑物干扰小，但对另一侧干扰大，适用于道路两侧环境要求不一样的地区。境要求不一样的地区。22机电与控制工程学院线路平面位置选择线路平面位置选择（3）地面线）地面线位于道路中心带上位于道路中心带上23机电与控制工程学院 线路平面位置选择线路平面位置选择（3）地面线）地面线位于快车道一侧位于快车道一侧24机电与控制工程学院 线路平面位置选择线路平面位置选择 （3）地面线）地面线l位于道路中心带上：位于道路中心带上：不阻隔两侧车辆按右行方向出入不阻隔两侧车辆按右行方向出入，对城市景观的影响和噪声都较小。但是乘客需要通，对城市景观的影响和噪声都较小。但是乘客需要通过地下通道或天桥进出站。过地下通道或天桥进出站。l位于快车道一侧：位于快车道一侧：城市道路无分隔带时，该位置可以城市道路无分隔带时，该位置可以减少道路改移量减少道路改移量，只需对一侧的道路进行改造。缺点只需对一侧的道路进行改造。缺点需要修建辅路，增加交通管理的复杂性。需要修建辅路，增加交通管理的复杂性。25机电与控制工程学院（1）车站设置应满足的原则）车站设置应满足的原则l尽可能靠近大型客流集散点，为乘客提供方便的乘车尽可能靠近大型客流集散点，为乘客提供方便的乘车条件；条件；l在城市交通枢纽、地铁线路之间与其他交通交会处设在城市交通枢纽、地铁线路之间与其他交通交会处设置车站，使之与道路网及公共交通网密切结合，为乘置车站，使之与道路网及公共交通网密切结合，为乘客创造良好的换乘条件；客创造良好的换乘条件；l应与城市建设密切结合，与旧城房屋改造和新区土地应与城市建设密切结合，与旧城房屋改造和新区土地开发结合；开发结合；26机电与控制工程学院7.1.3 7.1.3 车站数量、分布及站位选择车站数量、分布及站位选择（1）车站设置应满足的原则）车站设置应满足的原则l尽量避开地质不良地段，尽可能减少对周围环境的干尽量避开地质不良地段，尽可能减少对周围环境的干扰；扰；l兼顾各车站间距离的均匀性。兼顾各车站间距离的均匀性。车站的间距车站的间距应根据现状及规划的城市道路布局和客应根据现状及规划的城市道路布局和客流的实际需要确定。在市内繁华区一般可控制在流的实际需要确定。在市内繁华区一般可控制在1km左右；在市区边缘区或城市组团之间，一般可左右；在市区边缘区或城市组团之间，一般可到到1.52.0km。27机电与控制工程学院7.1.3 7.1.3 车站数量、分布及站位选择车站数量、分布及站位选择（2）影响车站分布的因素）影响车站分布的因素l大型客流集散点大型客流集散点l城市规模大小城市规模大小l城区人口密度城区人口密度l线路长度线路长度 l城市地貌及建筑物布局城市地貌及建筑物布局 l城市轨道交通线网及城市道路网状况城市轨道交通线网及城市道路网状况 l对站间距离的要求对站间距离的要求28机电与控制工程学院7.1.3 7.1.3 车站数量、分布及站位选择车站数量、分布及站位选择（2）影响车站分布的因素）影响车站分布的因素29机电与控制工程学院7.1.3 7.1.3 车站数量、分布及站位选择车站数量、分布及站位选择我国已建地铁平均站间距离我国已建地铁平均站间距离城市名城市名线别线别线路运营长度（线路运营长度（km） 车站数（个）车站数（个） 平均站间距（平均站间距（m）北京北京2号线号线23.01181278北京北京4号线号线49.93351427上海上海2号线号线60291740广州广州5号线号线40.5281446（3）车站分布对市民出行时间的影响）车站分布对市民出行时间的影响l车站数目的多少，直接影响市民乘地铁的出行时间；车站数目的多少，直接影响市民乘地铁的出行时间；l车站多，市民步行到站距离短，节省步行时间，可以增车站多，市民步行到站距离短，节省步行时间，可以增加短程乘客的吸引量，但增加了乘客在车内的时间；加短程乘客的吸引量，但增加了乘客在车内的时间；l车站少，则恰恰相反，提高了交通速度，减少乘客在车车站少，则恰恰相反，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。内的时间，可以增加线路两端乘客的吸引量。30机电与控制工程学院7.1.3 7.1.3 车站数量、分布及站位选择车站数量、分布及站位选择（4）车站分布比选）车站分布比选l由于车站造价高，车站数量对整个轨道交通的工程造由于车站造价高，车站数量对整个轨道交通的工程造价影响较大，在进行线路规划时，一般要做价影响较大，在进行线路规划时，一般要做2 23 3个车个车站数量与分布方案的比选。站数量与分布方案的比选。l比选时，要分析乘客使用条件、运营条件、周围环境比选时，要分析乘客使用条件、运营条件、周围环境以及工程难度和造价等几个方面，通过全面、综合地以及工程难度和造价等几个方面，通过全面、综合地评价，确定推荐方案。评价，确定推荐方案。31机电与控制工程学院7.1.3 7.1.3 车站数量、分布及站位选择车站数量、分布及站位选择（5）车站站位选择）车站站位选择原则原则l方便乘客使用方便乘客使用l与城市道路网及公共交通网密切结合与城市道路网及公共交通网密切结合l与旧城房屋改造和新区土地开发结合与旧城房屋改造和新区土地开发结合l方便施工，减少拆迁，降低造价方便施工，减少拆迁，降低造价32机电与控制工程学院7.1.3 7.1.3 车站数量、分布及站位选择车站数量、分布及站位选择（5）车站站位选择）车站站位选择站位类型站位类型l跨路口站位跨路口站位这种站位便于各个方向的乘客进入这种站位便于各个方向的乘客进入车站，减少了路口人流与车流的交叉干扰，而且与地车站，减少了路口人流与车流的交叉干扰，而且与地面公交线路有良好衔接。在有条件时应优先选用。面公交线路有良好衔接。在有条件时应优先选用。33机电与控制工程学院7.1.3 7.1.3 车站数量、分布及站位选择车站数量、分布及站位选择（5）车站站位选择）车站站位选择站位类型站位类型34机电与控制工程学院7.1.3 7.1.3 车站数量、分布及站位选择车站数量、分布及站位选择l偏路口站位偏路口站位这种站位偏这种站位偏路口一侧设置，施工时可减少路口一侧设置，施工时可减少对城市地面交通以及对地下管对城市地面交通以及对地下管线的影响，高架时，较容易与线的影响，高架时，较容易与城市景观相协调。缺点是路口城市景观相协调。缺点是路口客流较大时，容易使车站两端客流较大时，容易使车站两端客流不均衡，影响车站的使用客流不均衡，影响车站的使用功能。一般在高架线或路口施功能。一般在高架线或路口施工难度较大时采用。工难度较大时采用。 （5）车站站位选择）车站站位选择站位类型站位类型l位于道路红线以外站位位于道路红线以外站位典型的有：设于火车站典型的有：设于火车站站前广场或站房下，以利客流换乘；与城市其它建筑站前广场或站房下，以利客流换乘；与城市其它建筑同步实施，和新开发建筑物相结合；结合城市交通规同步实施，和新开发建筑物相结合；结合城市交通规划，建设城市综合交通枢纽等。划，建设城市综合交通枢纽等。 35机电与控制工程学院7.1.3 7.1.3 车站数量、分布及站位选择车站数量、分布及站位选择不同选线方案的比选包括线路的条件、拆迁、施工等多方不同选线方案的比选包括线路的条件、拆迁、施工等多方面的比选。面的比选。（1）线路条件比较）线路条件比较l包括线路长度、曲线半径、转角等。对于小半径曲线包括线路长度、曲线半径、转角等。对于小半径曲线，在拆迁数量、拆迁难度、工程造价增加不多的情况，在拆迁数量、拆迁难度、工程造价增加不多的情况下，宜推荐较大半径的方案，若半径大于或等于下，宜推荐较大半径的方案，若半径大于或等于400 m400 m，则不宜增加工程造价来换取大半径曲线。，则不宜增加工程造价来换取大半径曲线。36机电与控制工程学院7.1.4 7.1.4 选线方案比选选线方案比选（2）房屋拆迁比较）房屋拆迁比较l包括拆迁房屋数量、质量、使用性质、拆迁难易等的包括拆迁房屋数量、质量、使用性质、拆迁难易等的比较。质量差的危旧房屋可以拆；住宅房易拆迁，办比较。质量差的危旧房屋可以拆；住宅房易拆迁，办公房次之，工厂厂房难拆迁；学校、医院等单位，一公房次之，工厂厂房难拆迁；学校、医院等单位，一般要邻近安置；商贸房异地搬迁，拆迁难度大。般要邻近安置；商贸房异地搬迁，拆迁难度大。 37机电与控制工程学院7.1.4 7.1.4 选线方案比选选线方案比选（3）管线拆迁比较）管线拆迁比较l包括上下水管网、地下地上电力线、地下地上通信包括上下水管网、地下地上电力线、地下地上通信电缆线、煤气管、热力管等的数量、规格、费用及电缆线、煤气管、热力管等的数量、规格、费用及拆迁难度比较。大型管道改移费用高，下水管改移拆迁难度比较。大型管道改移费用高，下水管改移难度大。难度大。38机电与控制工程学院7.1.4 7.1.4 选线方案比选选线方案比选（4）改移道路及交通便道面积比较）改移道路及交通便道面积比较l包括施工时改移交通的临时道路面积及便桥，恢复被包括施工时改移交通的临时道路面积及便桥，恢复被施工破坏的正式路面及桥梁等。施工破坏的正式路面及桥梁等。（5）其它拆迁物比较）其它拆迁物比较l不属于上述拆迁内容的其它拆迁。不属于上述拆迁内容的其它拆迁。（6）主体结构施工方法比较）主体结构施工方法比较l包括施工的难易度、安全度、工期、质量保证、对市包括施工的难易度、安全度、工期、质量保证、对市民生活的影响等方面的综合分析评价。民生活的影响等方面的综合分析评价。 39机电与控制工程学院7.1.4 7.1.4 选线方案比选选线方案比选本章主要内容本章主要内容7.1 7.1 轨道交通线路选线轨道交通线路选线7.2 7.2 线路平面设计线路平面设计7.3 7.3 线路纵断面设计线路纵断面设计7.4 7.4 辅助线设计辅助线设计40机电与控制工程学院7.2 7.2 线路平面设计线路平面设计 线路中心线在水平面上的投影线形称为线路中心线在水平面上的投影线形称为线路的平面线形线路的平面线形。 车辆行驶轨迹特征：车辆行驶轨迹特征：l（1）轨迹线是连续的，即在任何一点上不出现错头、）轨迹线是连续的，即在任何一点上不出现错头、折点或间断；折点或间断；l（2）轨迹线的曲率是连续的，即轨迹上任何一点不出）轨迹线的曲率是连续的，即轨迹上任何一点不出现两个曲率值；现两个曲率值；l（3）轨迹线的曲率对里程或时间的变化率是连续的，）轨迹线的曲率对里程或时间的变化率是连续的，即轨迹上任一点不出现两个曲率变化率值。即轨迹上任一点不出现两个曲率变化率值。41机电与控制工程学院7.2 7.2 线路平面设计线路平面设计42机电与控制工程学院l不满足上述第（不满足上述第（1）条的平）条的平面线形如图面线形如图61所示。所示。l满足上述第（满足上述第（1）条、不满足第（）条、不满足第（2）条的平面线形如图条的平面线形如图62所示。所示。7.2 7.2 线路平面设计线路平面设计43机电与控制工程学院l满足上述第（满足上述第（1）、（）、（2）条，不满足第（）条，不满足第（3）条的平面线形如上图）条的平面线形如上图所示，平面线形的曲率变化率是不连续的。所示，平面线形的曲率变化率是不连续的。7.2 7.2 线路平面设计线路平面设计 直线：曲率为零（曲率半径无穷大）直线：曲率为零（曲率半径无穷大） 圆曲线：曲率为常数圆曲线：曲率为常数1/R1/R（曲率半径为常数（曲率半径为常数R R） 缓和曲线：曲率为变数（曲率半径为变数）缓和曲线：曲率为变数（曲率半径为变数）l为缓和行车方向发生的突变和离心力的突然产生与消为缓和行车方向发生的突变和离心力的突然产生与消失，需要在直线与圆曲线之间插入曲率半径由无穷大失，需要在直线与圆曲线之间插入曲率半径由无穷大逐渐变化至圆曲线曲率半径的过渡曲线，此曲线为缓逐渐变化至圆曲线曲率半径的过渡曲线，此曲线为缓和曲线。和曲线。44机电与控制工程学院7.2 7.2 线路平面设计线路平面设计 轨道交通平面线形正是由上述轨道交通平面线形正是由上述3 3种基本几何线形即直线、种基本几何线形即直线、圆曲线和缓和曲线的合理组合而构成，称之为圆曲线和缓和曲线的合理组合而构成，称之为“平面线形平面线形三要素三要素”。 平曲线的基本形式：直线平曲线的基本形式：直线缓和曲线缓和曲线圆曲线圆曲线缓缓和曲线和曲线直线直线45机电与控制工程学院7.2 7.2 线路平面设计线路平面设计7.2.1 7.2.1 平曲线的计算平曲线的计算7.2.2 7.2.2 平曲线的设计标准平曲线的设计标准7.2.3 7.2.3 线路平面设计步骤线路平面设计步骤46机电与控制工程学院QZ7.2.1 7.2.1 平曲线的计算平曲线的计算47机电与控制工程学院12secRE180RL2tanRTlZY：直圆点：直圆点 lYZ：圆直点：圆直点l QZ：曲中点：曲中点lJD：交点：交点 lT：切线长度：切线长度 （m）lL ：曲线长度（：曲线长度（m）lE ：外距（：外距（m）l：圆曲线偏角（：圆曲线偏角（ ） （1 1）概略定线时未加设缓和曲线）概略定线时未加设缓和曲线的平曲线要素计算的平曲线要素计算7.2.1 7.2.1 平曲线的计算平曲线的计算 （2 2）详细定线时平曲线要素）详细定线时平曲线要素计算计算48机电与控制工程学院HZ RPRElRlRLmPRT 2sec)(180218022tan)(000 RlRlRlP242688242034020 2240202300lRllm l内移距：内移距：l切垂距：切垂距：ll0 ：缓和曲线长度（：缓和曲线长度（m）)/(9000Rl7.2.1 7.2.1 平曲线的计算平曲线的计算 （3 3）任意点切线支距）任意点切线支距计算计算49机电与控制工程学院)336/()6/()40/(3373225lRlRllylRllxl缓和曲线上任意点的坐标缓和曲线上任意点的坐标l圆曲线上任意点的坐标圆曲线上任意点的坐标PRllRllyRllmllx)24/()5 . 0()2/()5 . 0()6/()5 . 0()5 . 0(342221232217.2.1 7.2.1 平曲线的计算平曲线的计算 从以上公式可知，确定平曲线上的切线长从以上公式可知，确定平曲线上的切线长T T、曲线长、曲线长L L和外和外矩矩E E，必须已知转折角，必须已知转折角、半径、半径R R和缓和曲线长度和缓和曲线长度l0，这三，这三个要素是通过线路的定线和满足车辆在弯道行驶要求来确个要素是通过线路的定线和满足车辆在弯道行驶要求来确定的。定的。50机电与控制工程学院7.2.1 7.2.1 平曲线的计算平曲线的计算51机电与控制工程学院 曲线超高曲线超高l曲线超高是曲线外轨顶面与内轨顶曲线超高是曲线外轨顶面与内轨顶面的水平高度之差。面的水平高度之差。l列车在曲线上行驶时，由于离心力列车在曲线上行驶时，由于离心力的作用，将列车推向外股钢轨。为的作用，将列车推向外股钢轨。为抵消离心力将曲线外轨适当抬高，抵消离心力将曲线外轨适当抬高，使列车自身重力产生的水平分力抵使列车自身重力产生的水平分力抵消离心力，使内外两股钢轨受力均消离心力，使内外两股钢轨受力均匀和垂直磨耗均等，满足旅客舒适匀和垂直磨耗均等，满足旅客舒适感，提高线路的稳定性和安全性。感，提高线路的稳定性和安全性。7.2.2 7.2.2 平曲线的设计标准平曲线的设计标准 地铁设计规范地铁设计规范（GB 50157-2003）中对平面设计的主）中对平面设计的主要技术要素有明确规定，包括圆曲线半径、圆曲线长度、要技术要素有明确规定，包括圆曲线半径、圆曲线长度、缓和曲线长度和夹直线长度等。缓和曲线长度和夹直线长度等。52机电与控制工程学院7.2.2 7.2.2 平曲线的设计标准平曲线的设计标准 （1）圆曲线最小半径）圆曲线最小半径l线路平面曲线半径应根据车辆类型、列车设计运行参线路平面曲线半径应根据车辆类型、列车设计运行参数和工程难易程度比选确定。线路平面的最小半径不数和工程难易程度比选确定。线路平面的最小半径不得小于下表中规定的值。得小于下表中规定的值。53机电与控制工程学院线线 路路一般情况一般情况(m)(m)困难情况困难情况(m)(m)A A型车型车B B型车型车A A型车型车B B型车型车正线正线V80km/hV80km/h35035030030030030025025080km/hV100km/h80km/hV100km/h550550500500450450400400联络线、出入线联络线、出入线250250200200150150车场线车场线1501501101108080注：除同心圆外，曲线半径应以注：除同心圆外，曲线半径应以10m10m的倍数取值。的倍数取值。 V V为地铁车辆的最高运行速度。为地铁车辆的最高运行速度。7.2.2 7.2.2 平曲线的设计标准平曲线的设计标准 （1）圆曲线最小半径）圆曲线最小半径l列车通过曲线地段，为保证行车安全和满足乘客舒适列车通过曲线地段，为保证行车安全和满足乘客舒适度要求，列车必须限速运行。列车通过曲线时允许的度要求，列车必须限速运行。列车通过曲线时允许的最大速度应根据曲线半径、超高和乘客舒适度要求计最大速度应根据曲线半径、超高和乘客舒适度要求计算确定。算确定。54机电与控制工程学院曲线半径曲线半径R（m）50300350400450500550600650曲线限速曲线限速v（km/h）1.767.573.078.082.787.291.595.599.4曲线限制速度曲线限制速度7.2.2 7.2.2 平曲线的设计标准平曲线的设计标准 （2）圆曲线最小长度）圆曲线最小长度l正线及辅助线的圆曲线最小长度，正线及辅助线的圆曲线最小长度，A型车不宜小于型车不宜小于25m， B型车不宜小于型车不宜小于20m，在困难条件下不得小于一个，在困难条件下不得小于一个车辆的全轴距。车辆的全轴距。55机电与控制工程学院7.2.2 7.2.2 平曲线的设计标准平曲线的设计标准 （3）夹直线最小长度）夹直线最小长度l正线及辅助线上两相邻曲线的夹直线长度，正线及辅助线上两相邻曲线的夹直线长度，A型车不型车不宜小于宜小于25m， B型车不宜小于型车不宜小于20m，在困难条件下不得，在困难条件下不得小于一个车辆的全轴距，车场上的夹直线长度不得小小于一个车辆的全轴距，车场上的夹直线长度不得小于于3m。56机电与控制工程学院同向曲线同向曲线反向曲线反向曲线7.2.2 7.2.2 平曲线的设计标准平曲线的设计标准 （4）缓和曲线长度）缓和曲线长度57机电与控制工程学院 v L 10095908580757065605550454030303 0003025202 50035302520202 0004035302520201 500555045353025201 2007060504035302520201 0008570605045353025252080085807565554540353025207008580757060504535302520206508580757060554540353020206008075707060504535302020207.2.3 7.2.3 线路平面设计步骤线路平面设计步骤 线路里程及标示线路里程及标示l轨道交通线路里程以右线为基准，一般从起点开始，轨道交通线路里程以右线为基准，一般从起点开始，以公里标以公里标K0+000表示，以此推算个点里程。表示，以此推算个点里程。l双线并行地段左线采用右线的投影里程；双线并行地段左线采用右线的投影里程；l双线不并行的地段左右线分别采用各自里程，并在其双线不并行的地段左右线分别采用各自里程，并在其两端并行地段衔接的右线整百米处注明两线里程关系两端并行地段衔接的右线整百米处注明两线里程关系及左线断链。及左线断链。58机电与控制工程学院7.2.3 7.2.3 线路平面设计步骤线路平面设计步骤 线路里程及标示线路里程及标示59机电与控制工程学院 第一步：建立平面坐标系统；第一步：建立平面坐标系统； 第二步：右线交点坐标计算；第二步：右线交点坐标计算；7.2.3 7.2.3 线路平面设计步骤线路平面设计步骤交点间距1交点间距2 第三步：曲线要素计算；第三步：曲线要素计算； 第四步：右线里程计算及标示；第四步：右线里程计算及标示； 第五步：建筑物控制点与线路相互关系计算；第五步：建筑物控制点与线路相互关系计算；7.2.3 7.2.3 线路平面设计步骤线路平面设计步骤交点间距1T交点间距2LE62机电与控制工程学院 第六步：车站中心右线里程及坐标计算；第六步：车站中心右线里程及坐标计算； 第七步：左线里程及断链计算；第七步：左线里程及断链计算； 第八步：左线交点坐标计算；第八步：左线交点坐标计算； 第九步：线路详细坐标计算；第九步：线路详细坐标计算； 第十步：左右线间距计算。第十步：左右线间距计算。7.2.3 7.2.3 线路平面设计步骤线路平面设计步骤63机电与控制工程学院案例案例本章主要内容本章主要内容7.1 7.1 轨道交通线路选线轨道交通线路选线7.2 7.2 线路平面设计线路平面设计7.3 7.3 线路纵断面设计线路纵断面设计7.4 7.4 辅助线设计辅助线设计64机电与控制工程学院7.3 7.3 线路纵断面设计线路纵断面设计65机电与控制工程学院l坡段长度坡段长度Li：前后两个变坡点之间的水平距离；：前后两个变坡点之间的水平距离；l坡度坡度i：两个变坡点之间的高程：两个变坡点之间的高程Hi除以坡段长度除以坡段长度Li ，其值通常以千分数表示。其值通常以千分数表示。 线路纵断面设计在平面设计的基础上进行，同时又可对平线路纵断面设计在平面设计的基础上进行，同时又可对平面设计进行检验和调整，最终确定线路在城市三维空间的面设计进行检验和调整，最终确定线路在城市三维空间的位置。位置。 轨道交通的纵断面是由坡段和连接相邻坡段的竖曲线组成轨道交通的纵断面是由坡段和连接相邻坡段的竖曲线组成的。坡段的特征用坡段长度和坡度值来表示。的。坡段的特征用坡段长度和坡度值来表示。iiiLHL 7.3 7.3 线路纵断面设计线路纵断面设计7.3.1 7.3.1 影响纵断面设计的因素影响纵断面设计的因素7.3.2 7.3.2 竖曲线的设计标准竖曲线的设计标准7.3.3 7.3.3 竖曲线的计算竖曲线的计算7.3.4 7.3.4 纵断面设计步骤纵断面设计步骤66机电与控制工程学院7.3.1 7.3.1 影响纵断面设计的因素影响纵断面设计的因素 （1 1）地下线结构顶板覆土厚度）地下线结构顶板覆土厚度 l当地下线位于城市道路下方时，要考虑路面铺装和管当地下线位于城市道路下方时，要考虑路面铺装和管线要求，一般地，隧道结构顶板距地面为线要求，一般地，隧道结构顶板距地面为23m；l当地下线位于城市公园或绿地时，要考虑植被的最小当地下线位于城市公园或绿地时，要考虑植被的最小厚度，一般草坪为厚度，一般草坪为0.20.5m,灌木为灌木为0.51.0m,乔木为乔木为1.52.5m； l当地下线位于水面下方时，要考虑隔水层厚度要求，当地下线位于水面下方时，要考虑隔水层厚度要求，一般为一般为1m左右；左右；l当地下线作为人防工程时，应考虑防空工程的最小覆当地下线作为人防工程时，应考虑防空工程的最小覆土要求；土要求；l在寒冷地带应考虑保温层最小厚度要求。在寒冷地带应考虑保温层最小厚度要求。67机电与控制工程学院7.3.1 7.3.1 影响纵断面设计的因素影响纵断面设计的因素 （2 2）地下管线及构筑物）地下管线及构筑物l在明挖车站遇地下管线时，应尽可能考虑改移，以减在明挖车站遇地下管线时，应尽可能考虑改移，以减少覆土厚度，方便乘客出入。少覆土厚度，方便乘客出入。l地下隧道结构以明挖法通过地下管线或地下构筑物时地下隧道结构以明挖法通过地下管线或地下构筑物时，隧道与管道（构筑物）可不留土层，甚至两者共用，隧道与管道（构筑物）可不留土层，甚至两者共用结构。结构。l地下隧道以暗挖法通过地下构筑物、楼房基础时，两地下隧道以暗挖法通过地下构筑物、楼房基础时，两结构之间应保持必要的土层厚度，最小厚度应根据结结构之间应保持必要的土层厚度，最小厚度应根据结构要求而定。构要求而定。 68机电与控制工程学院7.3.1 7.3.1 影响纵断面设计的因素影响纵断面设计的因素 （3 3）地质条件）地质条件l当地下线路遇到不良地质条件时，主要是淤泥质粘土当地下线路遇到不良地质条件时，主要是淤泥质粘土及流沙地层，应尽量考虑躲避，若躲避有困难时，应及流沙地层，应尽量考虑躲避，若躲避有困难时，应采取工程措施。采取工程措施。 （4 4）施工方法）施工方法l地下线采用明挖法时，为减少土方开挖量，线路埋深地下线采用明挖法时，为减少土方开挖量，线路埋深应尽可能地浅；当采用暗挖法时，应选择较好地层，应尽可能地浅；当采用暗挖法时，应选择较好地层，一般埋设深度较深。一般埋设深度较深。69机电与控制工程学院7.3.1 7.3.1 影响纵断面设计的因素影响纵断面设计的因素 （5 5）排水站位置）排水站位置l 地下线排水站一般设于线路纵断面的最低点。因此纵地下线排水站一般设于线路纵断面的最低点。因此纵断面设计要考虑排水站的位置。断面设计要考虑排水站的位置。 （6 6）桥下净高）桥下净高 l线路为高架线时，桥下净高最小值受通行的车船高度线路为高架线时，桥下净高最小值受通行的车船高度控制，应按相关铁路、道路、航运等有关规范执行。控制，应按相关铁路、道路、航运等有关规范执行。 （7 7）防洪水位）防洪水位l地面线路路基、地下线的各种地面出口部，应按地面线路路基、地下线的各种地面出口部，应按100年年一遇的洪水位设计。一遇的洪水位设计。 70机电与控制工程学院7.3.2 7.3.2 竖曲线的