城市轨道交通概论项目课件.pptx

城市城市轨轨道交通概道交通概论论项目2 城市轨道交通设备系统介绍 【项目描述】 城市轨道交通的建设，很大程度上缓解了城市范围内的交通拥堵城市轨道交通包含许多设备系统，各设备系统之间的协同工作才能保证运营安全和高效的组织，为乘客提供满意的服务那么城市轨道交通包含哪些设备系统，各设备系统具体又由哪些组成，又是怎么工作的，有什么特点 【学习目标】 通过本项目的学习，要求掌握以下基本知识： 1城市轨道交通各设备系统的组成与分类 2城市轨道交通各设备系统的特点 3城市轨道交通各设备系统的功能及作用 4城市轨道交通各设备系统的基本工作原理 5各设备系统的主要设备功能及作用 (1)线路 1)概述 按轨道空间位置划分，可分为地下线、地面线和高架线 城市轨道交通建设一般选择在城市中心繁华地区，地下线是对城市环境影响最小的一种线路敷设方式地下线埋置深度的选择应根据地质情况和地下构筑物情况确定 地面线一般敷设在有条件的城市道路或郊区 高架线是介于地面和地下之间的线路，既保持了专用道的形式，又占地较少，对城市交通干扰较小地 下 铁 道高架铁路地 面 铁 路 城市轨道交通线路按其在运营中的作用，分为正线、辅助线和车场线。

正线指连接车站并贯穿于运营线路始、终点的线路，绝大多数设计为双线，分为上行线和下行线，在正线除始点、终点车站设计折返设施外，必须选择几个重要车站，用于列车折返，在折返站应设置道岔渡线，铺有折返线、联络线和存车线，专门用于特殊情况下紧急使用，不属于正线的范畴，一般称其为正线辅助线辅助线包括折返线、渡线、联络线、停车线、出入段线、安全线等 车场线指车辆段（综合检修基地）用于停车、调车、修车、试车、装卸货物及指定用途的其他各种线路的总称一般包括牵出线、停车线、检修线及综合基地内各种作业线和试车线 道岔是使列车由一组轨道转到另一组轨道的装置在广义上，线路包括了道岔；在狭义上，线路与道岔是不同类型的没备 2)2)线路平面线路平面 线路平面是城市轨道交通线路中心线在水平面上的投影线路平面设计首先要求在平面上走向趋直，但由于地形、水系、自然灾害（如地震、滑坡、塌方等）、土质和城市建筑群地物条件的限制，不可能全是直线，所以线路平面总是由直线和曲线共同组成，而曲线又由圆曲线和缓和曲线组成2-1 为了保证列车运行速度和行车平稳，地铁设计规范( GB 50517-2003)规定：线路平面曲线半径应根据车辆类型、列车设计运行速度和工程难易程度比选确定，线路平面的最小曲线半径不得小于表2.1规定的数值。

线路平面圆曲线与直线之间应根据曲线半径，超高设置及设计速度等因素设置缓和曲线，使车辆产生的离心力逐渐增加或减小，有利于行车平稳 夹直线指前一曲线终点与后一曲线起点间所夹直线夹直线长度不宜短于23节钢轨，钢轨标准长度为25m，即5075m；地形困难时，至少应不小于一节钢轨长度，即25m若夹直线太短，列车通过反向曲线路段时，频繁转向，车轮对钢轨的横向推力加大则正确位置不易保持，危及行车安全；A型车不得小于25 m，B型车小宜小丁20 m，在困难情况i?不得小于一个车辆的全轴距，车场线的夹直线长度不得小于3 m 3) 3)线路纵断面线路纵断面 线路纵断面是线路中心线在垂直平面上的投影，由平坡、上下坡道以及设置在变坡点处的竖曲线组成坡度为一段坡道两端点的高差与水平距离之比，一般刚千分率表示，上坡为正，下坡为负，平坡为零，不同坡段的分界点为变坡点变坡点 线路纵断面设计根据线路平面、敷设方式、沿线建筑物、构筑物、工程地质水文地质、市政管线、道路净宽、通航要求、施工方法等因素综合考虑，合理设计由于区间隧道轨道面标高低于车站轨道面标高，因此，列车在运行过程中处于出站下坡与进站上坡的有利状态，有利于列车启动加速与进站减速制动，即与列车运行牵引要求一致，合理纵断而使列车运行的电耗量下降，附加制动力减少，从而降低了运行成本及设备损耗。

地铁车站设路纵剖面的最高处，车站两端为下坡，称为节能纵坡列车从车站启动后，借助下坡势能增加列车的加速度，缩短列车牵引时间，从而达到节能目的在列车进站时，因借助上坡阻力，降低列车的速度，缩短制动时间，减少制动发热，节约环控能量的消耗 4)4)限界限界 限界是指列车沿着固定轨道的安全运行时，所需要的空间尺寸为了确保运营的安全，各种建（构）筑物和设备均不能侵入限界 城市轨道交通车辆在隧道或高架上运行，一方面，隧道或高架要有足够的空间，以供车辆通行，配置线路结构、通信、信号、供电、机电没备；另一方面，为了保证列车安全运行，凡接近城市轨道交通线路的建筑物及设备，必须与线路保持一定的安全距离，因此限界分为车辆限界、设备限界、建筑限界车辆限界、设备限界、建筑限界限界越大，安全度越高，但工程量和投资也随着增加限界应根据车辆轮廓尺寸、线路特性、安装施工精度等因素进行综合比较，确定一个既能保证列车运行安全，又不增加桥梁、隧道空间的经济合理的断面，这是制定城市轨道交通工程限界的任务和目的 车辆限界 车辆限界是车辆在正常运行状态下形成的最大动态包络线车辆限界应根据车辆主要尺寸等有关参数，并考虑静态和动态情况下，所达到的横向和竖向偏移量及偏移角度，按可能产生的最不利情况确定。

车辆限界分为隧道内车辆限界和高架或地面线车辆限界，高架或地面线车辆限界应在隧道内车辆限界基础上，另加当地最大风荷载引起的横向和竖向偏移量 车辆限界是按车辆在平直轨道上运行时制定的，而车辆存曲线上运行时，由于车辆纵向中心线是直线，轨道中心线为曲线，因此两者不能吻合同时在曲线段外轨还要设超高以平衡车辆驶经曲线段时的离心力，所以车辆相对轨道中心线而言就产生平面漂移和竖向加高，其漂移带和加高量应根据不同曲线半径、车辆性能进行计算 设备限界 设备限界是用以限制设备安装的控制线 直线地段设备限界是在直线地段车辆限界外扩大一定安全间隙后形成的：车体肩部横向向外扩大100 mm，边梁下端横向向外扩大30 mm，接触轨横向向外扩大185 mm，车体竖向加高60 mm，受电弓竖向加高50 mm，车下悬挂物下降50 mm 转向架部件最低点设备限界离轨顶面净距：A型车为25 mm，B型车为15 mm 曲线地段设备限界应在直线地段没备限界基础上，接平面曲线不同半径、过超高或欠超高引起的横向和竖向偏移量，以及车辆、轨道参数等因素计算确定 建筑限界 建筑限界是在设备限界基础上，考虑了设备和管线安装尺寸后的最小有效断面。

在宽度方向上设备和设备限界之间应留出20 - 50 mm的安全间隙当建筑限界侧面和顶面没有设备或管线时，建筑限界和设备限界之间的间隙不宜小于200 mm；困难条件下不得小于100 mm相邻的双线，当两线间无墙、柱及其他设备时，两设备限界之间的安全间隙不得小于100 mm 建筑限界中不包括测量误差、施工误差、结构沉降、位移变形等因素，对于结构施工、测量、变形误差、设备制造安装误差，设计、施工和运营中难以预计的其他因素，尚有安全预留尺寸，应分别加以考虑，研究确定 (2)(2)轨道结构轨道结构 轨道结构按支撑导向制式划分，可分为钢轮双轨、胶轮单轨和胶轮导轨系统钢轮钢轨的轨道结构由钢轨顶面提供车辆走行面，钢轮的轮缘和钢轨侧面的相巨作用则提供导向力，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导向轮磁悬浮列车非接触式的轨道结构，则必须提供侧向非接触式的导向力 独轨是车辆或列车在单一轨道梁上运行的城市客运交通系统独轨的线路采用高架结构，车辆则大多采用橡胶轮胎从构造形式上可分为跨骑式独轨与悬挂式独轨两种 最常见的钢轮钢轨轨道由钢轨、轨枕、道床、道岔、连接零件及附属设备组成。

1)钢轨 钢轨要承受机车、车辆的压力及冲击载荷，必须具有足够的强度、硬度和韧性以及良好的焊接性能 钢轨断面形式为工字型，由轨头、轨腰和轨底3部分组 钢轨的类型以每米大致质量( kg)数表示，我国铁路的钢轨类型主要有75，60，50，43 kg/m等地铁设设规范规定：城市轨道交通正线及辅助线钢轨应依据近、远期客流量，并经技术经济综合比较确定，正线宜采用60kgm钢轨，也可采用50 kg/m钢轨，车场线宜采用50 kg/m钢轨 钢轨国家标淮长度为12.5m-和25m两种，城市轨道交通一般采用25 m；在曲线地段，曲线内股使用厂制标准缩短轨，25 m缩短轨有3种：24.96，24.92，24.84m 2)轨枕 轨枕既要支承钢轨，又要保持钢轨的位置，还要把钢轨传递来的巨大压力再传递给道床一般有木枕、混凝土枕，根据其使用部位的不同，可分一般混凝土枕、混凝土岔枕及混凝土桥枕3种 整体道床采用的钢筋混凝土短轨枕，一般长度为450 mm轨枕中设构造钢筋，并预埋尼龙套管，混凝土强度等级为C50：，短轨枕横断面为梯形，有利于与道床之间的联结，底面没楔形坡，以便道床混凝土振捣密实 3)连接零件 连接零件由钢轨接头连接零件和中间连接零件组成。

接头连接零件钢轨接头连接零件是由夹板、螺栓、弹簧垫圈等组成其作用是在接头处把钢轨连接起来，使钢轨接头部分具有与钢轨一样的整体性，以抵抗弯曲和位移 无螺栓e形弹条DT2型扣件示意图单趾扣件示意图混凝土枕扣件示意图减震器扣件示意图新型轨道减震器扣件示意图 夹板，俗称鱼尾板，用于钢轨相同的钢料制成多为双头形，上下两侧均为斜面，与钢轨头部底面及底部顶面相契合螺栓，一种紧固件，借助螺帽对夹板的压力夹紧钢轨为制止螺帽紧固后因列车的振动作用而松动，需加弹簧垫圈螺栓一般用高碳钢制成，有时还在螺栓四周增加一个尼龙套管，起减振和制止螺帽松动的作用 钢轨接头的联结形式按其相对于轨枕位置，可分为悬空式和承垫式两种按两股钢轨接头相互位置来分，可分为相对式和相错式两种一般采用相对悬空式，即两股钢轨接头左右对齐，同时位于两接头轨枕间 钢轨接头按其性能可分为普通接头及异型接头、绝缘接头、胶结接头、冻结接头等不同类型的钢轨互相连接时，应使用异形夹板，目前普遍使用异形钢轨绝缘接头设于区段的两端的钢轨接头处，在自动闭塞区段，它的作用是保证轨道电路不能从这一闭塞分区传到另一闭塞分区胶结接头是把绝缘接头部分全部胶结为一个整体。

由厂家制作为成品或者于现场胶结冻结接头是通过机械手段将螺栓与螺杆孔之间的空隙全部进行填寒，使接头部分的所有构件实现冻结，不能产生任何位移 钢轨接头是轨道的薄弱环节，为减少钢轨接头，可将标准长度的钢轨焊接成一定长度的长钢轨4)4)道床道床 道床的功能是传布荷载于路基、隧道与桥梁,阻止轨排的位移,增加轨道的稳定性,同时起到排水和缓冲的作用城市轨道交通道床分碎石道床和整体道床两大类出入段线地面段、试车线车场库外线采用碎石道床,地下线、高架线、隧道内、车场库内线采用整体道床道 砟 道 床道砟（渣) 整 体 道 床 5) 5)道岔道岔 道岔是机车车辆从一股轨道转入或越过另一股轨道时必不可少的线路设备,是城市轨道交通的一个重要组成部分由于道岔具有数量多、构造复杂、使用寿命短、限制列车速度、行车安全性低、养护维修投入大等特点,与曲线、接头并称为轨道的三大薄弱环节 道岔基本形式有3种:连接、交叉、连接与交叉的组合常用的线路连接有各种类型的单式道岔和复式道岔;交叉有直交叉和菱形交叉;连接与交叉的组合有交分道岔和交叉渡线等城市轨道交通一般采用单开道岔和交叉渡线 单开道岔组成包括转辙、连接、辙岔3部分 转辙部分为转辙器,有两根基本轨、两根尖轨、转辙机及连接零件,是引导车辆进入道岔不同方向的设备,其作用是将尖轨扳动到不同的位置,使车辆沿直线或侧线运行。

连接部分为直线连接线和导曲线 辙岔部分有心轨、翼轨、护轨及连接零件,辙岔是轨道平面交叉的设备,它的作用是使列车按确定的方向,通过平面交叉处 6) 6)无缝线路无缝线路 无缝线路是钢轨与钢轨通过焊接的方式将其焊接成长钢轨,由于消灭了钢轨的接头,不仅可以提高行车平稳性,降低牵引阻力,减少养护维修工作量,而且大大减。