城市轨道交通车站行车设备课件.pptx
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1、城市轨道交通车站行车设备 城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备 车站每天要办理大量的行车作业,为此,根据车站的运营功能和客流量的不同,车站上应设置不同种类和不同容量的行车设备。城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备 线路1城市轨道交通线路通常由路基、桥隧建筑物和轨道3个部分组成。它既可以铺设在隧道内,也可以铺设在地面和高架桥上,以供列车运行,如图3-15所示。图图3-153-15高架桥上及隧道内的轨道线路高架桥上及隧道内的轨道线路 城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备 城市轨道交通线路是保障列车安全运行的重要设备,按其在运营中的作用,可分为正线、辅助线和车场线
2、。城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备正线是列车在站内到发、通过及停留的线路。辅助线是为列车进行折返、停放、检查、转线及出入段作业所提供的线路,包括渡线、折返线、停车线、车辆出入段线、联络线等。(1)正线。(2)辅助线。城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备渡线。渡线是由两个单开道岔组成的连接两条平行线路的设备。它通过一组联动道岔的转动来达到转线的目的,进行手摇道岔时,需要逐个确认、逐个摇动。渡线单独设置时,用来临时折返列车,增加运营列车调度的灵活性;在与其他辅助线配合使用时,能完成或加强其他辅助线的功能。渡线双线示意图如图3-16所示。城市轨道交通车站行车设备城市轨道交
3、通车站行车设备图图3-163-16渡线双线渡线双线 城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备折返线。折返线是指在线路两端终点站或中间站设置的专供列车改变运行方向的线路。常见的折返线的形式如图3-17所示。图图3-173-17常见的折返线的形式常见的折返线的形式(a)(a)双向折返线双向折返线 (b)(b)单向折返线单向折返线 (c)(c)利用交叉渡线折返利用交叉渡线折返(d)(d)利用单渡线折返利用单渡线折返 (e)(e)环形折返线环形折返线 城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备停车线。停车线一般设置在终点站,主要用于列车的停放。城市轨道交通线路由于运输量大,故列车间隔一般
4、较密。在运营过程中列车可能发生故障,为了不影响后续列车正常运行,应使故障列车及时退出运营正线,因此每隔35个车站加设渡线或车辆停放线。另外,在有些车站,停车线是加快终点站列车折返的重要线路之一。城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备车辆出入段线。车辆出入段线是车辆段与运营正线之间的连接线。车辆出入段线可设计成双线或单线、平行或立体交叉。联络线。联络线是连接两条独立运营的线路。合理地确定联络线,能够在线网建成后机动灵活地调用线网中各线的车辆,使线网形成一个有机整体。城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备(3)车场线。车场线是指车辆基地(车辆段)内的各种作业线,具体包括以下几种
5、:检修线。检修线设置在车辆基地检修库内,是专门用于检修车辆的作业线,配有地沟和架车设备。试验线。试验线设置在车辆基地,是用于对检修完毕的车辆进行运行状态检测的线路。洗车线。洗车线是用于清洗车辆的作业线。城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备 轨道2轨道是城市轨道交通系统的重要组成部分,它突显了城市轨道交通的特色。轨道作为一个整体结构铺设在路基之上,直接承受列车车辆及其荷载的巨大压力,对列车运行起着导向作用。因此,轨道的各个组成部分必须具有足够的强度和稳定性,能够承受来自列车纵向和横向的位移推力,保证列车按照规定的速度、方向不间断地运行。轨道需具有耐久性及适量的弹性,以确保列车安全、平
6、稳、快速运行,并保证乘客乘车时的舒适程度。城市轨道交通均采用电力牵引,故要求轨道应具有良好的绝缘性以减少杂散电流。同时轨道应采取相应的减震轨道结构来达到减震、降噪的要求。城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备轨道由钢轨、轨枕、联结零件、道床、道岔、防爬设备及其他附属设备等构成,如图3-18所示。图图3-183-18轨道的构成轨道的构成 城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备钢轨钢轨1.钢轨是轨道结构的重要组成部分,是轨道的基本承重结构,它直接承受列车的荷载,依靠钢轨头部内侧面和机车车辆轮缘的相互作用引导机车车辆运行,并将所承受的机车车辆荷载分布开来,传递给轨枕、道床及路基,
7、也为车轮滚动提供最小的接触面。另外,钢轨还有为供电、信号电路提供回路的作用。城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备(1)钢轨的外形。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。因此,钢轨断面的形状多为“工”字形。钢轨由轨头、轨腰、轨底组成,如图3-19所示。图图3-193-19钢轨的断面钢轨的断面 城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备根据“工”字形的差异可将钢轨分为槽形钢轨、双头钢轨和平底钢轨,如图3-20所示。槽形钢轨多用于街道轨道,即路面与钢轨轨面在同一平面的场合;双头钢轨上下呈对称形式,在19世纪应用广泛,现在很少采用;平底钢轨指的就是“工”字形
8、钢轨,目前这种钢轨在国内外被广泛采用。图图3-203-20钢轨的分类钢轨的分类(a)(a)槽形钢轨槽形钢轨 (b)(b)双头钢轨双头钢轨 (c)(c)平底钢轨平底钢轨 城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备(2)钢轨的类型。按照钢轨强度的不同,城市轨道交通所使用的钢轨可分为43 kg/m、50 kg/m、60 kg/m和75 kg/m这4种类型。钢轨的强度越大,表明其所能承受的重量越大,同时能够增加轨道的稳定性,减少养护维修的工作量,而且还能增加回流断面,减少杂散电流。为了提高城市轨道交通线路的运输能力,在经济条件允许的情况下,无论是地面线路、地下线路还是高架线路,运营正线均宜选用重
9、型钢轨,城市轨道交通正线通常采用 50 kg/m、60 kg/m的钢轨。对车场线来说,由于其主要是供空车运行,车速较低,考虑到经济性,宜选用50 kg/m或43 kg/m的钢轨。城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备(3)钢轨的连接。我国标准钢轨的长度有12.5 m、25 m两种,另外,还有比标准长度短40 mm、80 mm、120 mm、160 mm的缩短轨,其主要用于铺设曲线线路轨道。因此,铺设轨道时需将钢轨连接起来。钢轨与钢轨之间的连接方法一般有以下两种:城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备将标准长度的钢轨固定在轨枕上,各节钢轨之间使用钢轨接头夹板(鱼尾板)、螺栓固
10、定,并留有一定的轨缝,如图3-21所示。用这种方法铺设的轨道,在列车运行时会产生较大的震动及噪声,乘车的舒适性较差,同时由于钢轨接头是轨道结构的薄弱环节,会使养护维修工作量增加。图图3-213-21钢轨连接钢轨连接 城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备为减少钢轨接头数量,降低接头带来的病害,提高乘客的舒适度,将标准长度的轨端无螺栓孔的钢轨通过一定的工艺焊接起来,形成长度达数千米或数十千米的无缝线路。目前,在技术上已能做到全路段的超长无缝线路,使用这种方法连接的钢轨其轨缝大大减少,消除了列车通过钢轨连接处产生的冲击力,减小了震动及噪声,列车行驶更加平稳和高速,轨道的维修工作量也有所减
11、少。城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备目前,城市轨道交通的正线普遍采用此种方法,如图3-22、图3-23所示。图图3-223-22钢轨焊接钢轨焊接图图3-233-23焊接后的钢轨焊接后的钢轨 城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备由于在数千米长的钢轨内不存在轨缝,因而当温度升高或降低时钢轨内部就会产生巨大的温度压力或拉力,这是无缝线路的一个显著特点。在一定的温度下将钢轨锁定在轨枕上,尽可能降低这种拉应力和压应力以防止胀轨。隧道内温度变化幅度较小,由温度变化产生的拉应力和压应力也较小,因此在隧道内铺设无缝线路十分有利。如在地面线路铺设无缝线路则需要加强养护与监控,并适时进
12、行应力放散工作,以防止线路胀轨跑道。城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备(4)轨距。城市轨道交通轨距是轨道两条钢轨之间的距离(以钢轨的内距为准),如图3-24所示。国际铁路协会在1937年制定的标准轨距为1 435 mm。我国地铁和轻轨都选用轨距为1 435 mm的国际标准双轨作为列车轨道,与国家铁路列车选用的轨道规格相同。图图3-243-24轨距轨距 城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备 钢轨在使用过程中不可避免地会产生各种伤损,如折断、出现裂纹及磨耗等,为保证行车安全,钢轨出现伤损时应及时更换。城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备轨枕轨枕2.轨枕是轨道的
13、基础部件之一,承垫于钢轨之下,它将钢轨所承受的压力分散传递到道床上,同时又能有效地保持钢轨位置和轨距。因此,轨枕应具有一定的坚固性、弹性和耐久性。轨枕应按照地铁设计规范(GB 501572013)中的相关规定进行铺设。从不同的角度来划分,轨枕可以分为不同的种类。城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备钢筋混凝土枕。木枕钢枕(1)按制造材料划分。轨枕可分为:城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备木枕。木枕采用木材材料,制造木枕的材料需要经过特殊的加工和防腐处理,如图3-25和图3-26所示。图图3-253-25油浸木枕油浸木枕图图3-263-26木枕轨道木枕轨道 城市轨道交通车
14、站行车设备城市轨道交通车站行车设备木枕的弹性和绝缘性较好,结构最简单,受周围介质温度变化的影响小,质量轻,加工和在线路上进行更换比较简便,并且有足够的位移阻力;木枕比其他轨枕更容易吸收列车行驶所产生的压力而不易发生断裂;其使用寿命一般在15年左右。但由于木枕上的道钉孔会日久松弛,而且木枕的强度及寿命远不及钢筋混凝土轨枕,再加上木材资源有限,所以我国除了在桥上和道岔上使用木枕外,其他地方很少使用。城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备钢筋混凝土枕。钢筋混凝土枕是使用钢筋和混凝土浇筑而成的,如图3-27所示。按其结构形式可分为整体式轨枕、组合式轨枕和短枕式轨枕3种,如图3-28所示。整体
15、式轨枕整体性强、稳定性好、制作简便,是线路上广泛使用的一种形式;组合式轨枕由两个钢筋混凝土块用一根钢杆连接而成,整体性不如整体式轨枕强,但钢杆承受正负弯矩的能力比较强;短枕式轨枕又称为半枕式轨枕,主要用在整体道床上。城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备图图3-273-27钢筋混凝土枕钢筋混凝土枕图图3-283-28钢筋混凝土枕分类钢筋混凝土枕分类(a)(a)整体式轨枕整体式轨枕(b)(b)组合式轨枕组合式轨枕(c)(c)短枕式轨枕短枕式轨枕 城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备钢筋混凝土枕使用寿命长、稳定性高、养护工作量小、损伤率和报废率比木枕要低得多,在无缝线路上,比
16、木枕的稳定性高、自重大,更能有效地防止钢轨爬行,增加了轨道的稳定性,更适用于高速行驶线路。因此,钢筋混凝土枕在城市轨道交通线路上已经得到广泛的应用。但由于钢筋混凝土枕造价高昂,而且笨重、不易加工、搬运不便、弹性没有木枕好,因而在桥梁、道岔等特殊地带的轨道还只能采用木枕。城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备钢枕。钢枕是由钢材做成的,如图3-29所示。钢枕对钢材的消耗量较大,造价很高,所以没有得到广泛应用。图图3-293-29钢枕钢枕 城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备(2)按使用目的划分。按使用目的来划分,轨枕可分为普通轨枕、岔枕、桥枕。普通轨枕主要是指钢筋混凝土枕;岔
17、枕主要用于道岔区段,岔枕一般较长、弹性相对较好,多用木枕,如图3-30(a)所示;桥枕主要是使用在高架桥上的一种轨枕,如图3-30(b)所示。图图3-303-30岔枕和桥枕岔枕和桥枕(a a)岔枕)岔枕 (b b)桥枕)桥枕 城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备(3)按构造及铺设方法划分。按构造及铺设方法划分,轨枕可分为横向轨枕、纵向轨枕、短枕等。横向轨枕与钢轨垂直间隔铺设,是一种最常用的轨枕;纵向轨枕与钢轨同向铺设,是特殊的铺设方法,需要用其他方法保持轨距一致,如图3-31所示;短枕是在左右两股钢轨下分开铺设的轨枕,常用于混凝土整体道床。图图3-313-31纵向轨枕纵向轨枕 城市
18、轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备联结零件联结零件3.联结零件分为接头联结零件和中间联结零件。城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备(1)接头联结零件。钢轨接头联结零件主要由接头夹板(鱼尾板)、接头螺栓、螺母和垫圈等组成,如图3-32和图3-33所示。图图3-323-32接头联结零件接头联结零件(a a)接头夹板)接头夹板 (b b)接头螺栓、螺母)接头螺栓、螺母 (c c)弹性垫圈、平垫)弹性垫圈、平垫图图3-333-33接头联结实物图接头联结实物图 城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备接头夹板又称为鱼尾板,是钢轨接头处连接钢轨用的夹板,标准形式为优质钢轧制的
19、六孔双头式板。通过联结零件把钢轨连接起来,使钢轨接头部分具有和钢轨一样的整体性以抵抗弯曲和移位,并满足热胀冷缩的要求。导电钢轨接头零件还有轨道导电接续线、绝缘钢轨接头、胶结钢轨接头及相应的绝缘配件或材料。此外,不同的钢轨接头,其联结零件的规格也略有差异。城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通中基本上都采用无缝线路结构,钢轨接头联结零件数量大大减少,但在无缝线路的缓冲区、轨道电路的绝缘区、有道岔的线路区段中,接头联结零件还是不能少的。城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备(2)中间联结零件。钢轨与轨枕的联结是通过中间联结零件实现的,这种联结零件称为扣件。其作用是固
20、定钢轨,保持轨距,阻止钢轨发生相对于轨枕的纵、横向位移,防止钢轨倾斜,并提供适当的弹性将钢轨承受的载荷传递给轨枕或道床。扣件必须具有足够的强度、耐久性和一定的弹性,以有效地保持钢轨与轨枕的可靠联结。此外,扣件应尽量简单,以便安装和拆卸。城市轨道交通车站行车设备城市轨道交通车站行车设备扣件由钢轨扣压件和轨下垫层两部分组成,主要包括弹性扣件、承托物和弹性垫板等部分。弹性扣件用于把钢轨紧扣在轨枕上;承托物用于把扣件固定于轨枕上;弹性垫板使钢轨与轨枕间互相绝缘,避免了钢轨漏电,减少了杂散电流,并增加了轨道弹性。扣件的主要组成部分如图3-34所示。图图3-343-34扣件的主要组成部分扣件的主要组成部分
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