1、地鐵與輕軌一、教材 高波等編著，地下鐵道。二、主要參數文獻 1、施仲衡等編著。地下鐵道設計與施工。 2、崔之鑒編著。地下鐵道。 3、張慶賀等編著。地鐵與輕軌。三、考試形式 開卷考試(60%) 作業(40%)四、主要內容 規劃、設計、施工與運營。第一章 緒論1 地鐵與輕軌的發展歷史2 交通方式與城市發展4 軌道交通的分類及特點3 城市交通存在的問題及解決的途徑1 地鐵與輕軌的發展歷史(1)初步發展階段(1863年1924年)(2)停滯萎縮階段(1924年1949年)(3)再發展階段(1949年1969年)(4)高速發展階段(1970年至今)國外地鐵和輕軌的發展 從1863年1月10日在英國倫敦建

2、成世界上第一條地鐵至今，地鐵已經有整整140年的歷史了。1994年統計，1990年世界上有98個城市約5300km軌道交通投入運營，另有29個城市，94條線約1000km在建。初步發展階段(1863年1924年) 歐美的城市軌道交通發展較快，這期間13個城市建成了地鐵，還有許多城市建設了有軌電車。20世紀20年代，美國、日本、印度和中國的有軌電車有了長足發展。停滯萎縮階段(1924年1949年) 二戰的爆發和汽車工業的發展，使得城市軌道交通的停滯和萎縮。高速發展階段(1970年至今) 世界很多國家都確立了優先發展軌道交通的方針，立法解決城市軌道交通的資金來源。世界各國城市化的趨勢，導致人口高度

3、集中，要求軌道交通高速發展以適應日益增加的客流運輸，各種技術的發展也為軌道交通奠定了良好的基礎。近幾年又有40多個城市修建了地鐵、輕軌或其它軌道交通。再發展階段(1949年1969年) 汽車過度增加，使城市道路異常堵塞，行車速度下降，嚴重時導致交通癱瘓，加上空氣污染，噪聲嚴重，大量耗費石油資源，市區汽車有時難以找到停車位。于是人們又重新認識到，解決城市客運交通必須依靠電力驅動的軌道交通。軌道交通因此重新得到重視，而且從歐美擴展到亞洲的日本、中國、南朝鮮、巴西、伊朗、埃及等國家，這期間有17個城市新建了地鐵。世界地鐵各具特色圖1.1 莫斯科地鐵馬雅科夫斯基車站內景圖1.2 莫斯科地鐵基輔車站(徑

4、向線)內景圖1.3 莫斯科地鐵白俄羅斯車站(環線)內景圖1.4 法國里爾市地鐵FIVES車站站廳裝飾圖1.5 法國里爾市地鐵CHR OSCAR LAMBRET高架車站外景 1965年7月北京地鐵開工，1995年上海地鐵開工，1998年廣州，1999年深圳、沈陽、南京、重慶相繼開工。臺北和香港也發展了地鐵。 大連、長春、哈爾濱、鞍山、武漢、杭州、烏魯木齊、合肥、成都、蘭州、佛山、桂林、昆明、西安、濟南、福州、寧波等城市都完成了地鐵路網規劃，進行了初步設計。國內發展情況圖1.6 北京西站地鐵車站地下綜合大廳內景中國城市地鐵規劃概況北京：未來10年內，北京軌道交通將以每年40km的速度增長，到200

5、8年將達到300km，市區計劃鋪設地鐵線20條。在今后的20至30年內，北京市軌道交通建設的年投資額約為100億元，到2020年，北京軌道交通的總里程將超過1000km。目前，正在建設的有八通線、城鐵東線、五號線、四號線、十號線、奧運支線和機場客運專線。上海：已開通的2號線19km，明珠線25km。“十五”期間，上海將投資千億元人民幣，新建軌道交通200多km。廣州：經審批同意的三號線總投資約為153億元，平均造價4.3億元/km，預期2005年建成；二號線全長23km，預計2003年年底通車；四號線和五號線也在規劃中。到2010年，全長近130km的5條線將構成廣州軌道交通網絡。據悉，佛山、

6、南海、廣州共同投資100億元建設“廣佛地鐵”，預計2005年建成。天津：已開工的地鐵一號線是天津市“十五”期間投資規模最大的一項城市基礎設施工程，全長26.2km，計劃用4年時間建成。據悉，天津市將在2010年前修建6條共計153km的地鐵。南京：2002年11月9日，南京地鐵奧體中心站正式開工。總投資8000多萬元。成都：一期投入50億元，建成1、2號線，2010年建成。深圳：地鐵一期工程將于2003年底建成通車，近中期目標是建設4條地鐵和4條輕軌線，總投資達500多億元人民幣。沈陽：2002年9月，全長21.6km的沈陽地鐵一號線工程總體建設方案確定。目前，總體招標工作已經展開。杭州：該市

7、預計將于今年興建地鐵一號線，總長約52km。哈爾濱：該市軌道交通一期工程可行性研究報告已經通過中國國際工程咨詢公司專家組的評估。該項目長14.4km，總投資45.2億元，平均每km造價2.5億元。青島：該市地鐵規劃總長度114km，近期將建設全長16km的南北線，預計總投資5億美元。2 交通方式與城市發展2.1 不同交通方式的城市形態2.2 不同交通方式決定的市區范圍2.3 城市客運系統圖1.7 不同交通方式支持下的城市布局形態出行目的理想的出行時間可接受的出行時間能容忍的最長時間工作102545購物103035游玩103085表1.1 可容忍的時間 單位：min城市人口(萬人)1001005

8、0502020552-50.5-20.5分類特大大中小表1.4 按交通容量劃分的軌道交通類型地鐵系統的特點：具有自己的輪軌，與其它交通工具互不相連系；具有自己獨有的車輛，不同城市地鐵使用車輛不同；如：北京地鐵使用前蘇聯車輛，定員186人(已國產化)；廣州地鐵引進德國車輛，定員300多人；牽引動力為電力(直流電，北京、天津采用三軌供電，廣州、上海采用架空線供電)；運營速度快(一般速度為3540km/h，最大車速為80km/h)。運量大(單向高峰小時斷面流量4萬人次以上)；正點、安全、舒適；速度快；運輸成本低；污染小；地下鐵路大部分線路修在地下，能合理利用城市地下空間，保護城市景觀。地鐵優勢：地鐵

9、的缺點：造價高(地鐵每公里造價高達7億9億元)；建設周期長；工程施工技術復雜，要求高；系統內部通風系統復雜(采用機械進排風，設置專門的通風排煙設施，在車站和車廂內需要安設空調，車站站臺和區間隧道之間還需要安裝屏蔽門系統)。輕軌系統的特點：具有專線，運量較大(單向小時客運量為14萬人)；快速、安全、準時(一般速度為2530km/h，最大為45km/h)；占地面積較小(若路面寬時，在路段上可采用實體隔離的地面軌道，在路口可降入地下或升至空中，與高架路比，高架輕軌占地面積僅為其1/31/2)；輕軌造價低，工期短(公里輕軌1.53.5億元，從總投資看，地面:高架:地下1:3:9)；從噪音、廢氣、城市景

10、觀三方面考慮，輕軌對環境影響較小。單軌系統的特點： 單軌是指以單一軌梁支撐車廂并提供導引作用而運行的軌道交通系統，依據支撐方式可分為：跨座式與懸掛式。其特點是：運量較大(單向小時客運量為500040000，一般作為通往機場、碼頭等大型對外交通樞紐的客運交通干線)；與地鐵相比，單軌系統的較小，車速差異不大，最小轉彎半徑減小，允許最大坡度提高，因而受地形的限制減少，可用于有一定起伏的丘陵地區；相對于城市輕軌所占的空間更小，對沿線城市景觀的影響程度較輕；土方工程不大，建設成本較低，車輛和軌道容易檢查和維修保養，軌道使用壽命長，運營管理費用相對也較低。輕軌系統的缺點：單軌系統屬于膠輪膠軌體系，軌輪間摩

11、擦較大，能耗比地鐵高出50%；單軌系統穩定性較差，跨座式單軌需設置輔助車輪，而懸掛式單軌的擺動則隨車速的提高而加劇，目前還難以有效的解決，從而影響了其廣泛應用。市郊鐵路的特點：編組靈活，可適應通勤出行的時間集中性和方向性，根據客流大小，調整編組數及發車間隔，有較高的加減性能和較好的運行秩序，能實現高效運輸。在高峰期，市郊鐵路可按1012輛編組，單向小時運量為68萬人，屬于城市軌道交通中的高容量系統。與地鐵、輕軌相比，市郊鐵路具有大站、高速的特點，市區內間距1.53km，郊區510km，運營速度可達到80km/h以上，大大縮短了遠途出行時間；采用電力牽引，輪軌導向，啟動快，對環境污染小，噪聲小，

12、能耗較低，與環境的協調性好；市郊鐵路的車輛類型、線路特征均接近大鐵路，可與大鐵路共用。投資小，是地鐵的1/5或高架鐵路費用1/2。第二章 線路規劃與設計2.1 線路網絡規劃2.2 線路設計2.3 軌道工程設計2.4 限界第二章2.1.1 規劃設計程序、原則與依據2.1.2 路網規劃內容2.1.3 軌道交通客流預測與計算2.1 線路網絡規劃2.1.4 路網評價與優化2.1線路網絡規劃圖2-1 快軌交通路規劃設計程序圖2-1設計程序規劃設計原則路網中的規劃線路走向應與城市交通中的主客流方向相一致；路網規劃要與城市發展規劃緊密結合，并適當留有發展的可能性；路網規劃要盡量沿城市干道布設；路網中的線路布

13、置要均勻，線網密度要適當、乘客換乘方便、換乘次數要少；路網要與城市公共交通網銜接配合好，以充分發揮各自的優勢，為乘客提供優質交通服務；路網中各條規劃線上的客運負荷量要均勻，避免個別線路負荷過大或過小的現象；在選擇線路走向時，應考慮沿線地面建筑的情況，要注意保護國家重點歷史文物古跡和保護環境；車輛段(場)是快速軌道交通的車輛停放和檢修的基地，在規劃線路時，一定要同時規劃好其位置和用地范圍；環線的設置要因地制宜，不可生搬硬套，環線的主要作用是為了減少不必要到市中心換乘的客流，并使沿環線乘行的乘客能直達目的地，提高其可達性，以直至疏解市中心區客流的作用； 確定路網規劃中的線路修建程序時，要與城市建設

14、計劃和舊城計劃相結合，以保證快速軌道交通工程建設計劃實施的可能性和連續性以及工程技術和經濟上的合理性。規劃設計原則規劃設計依據城市街道布置的格局客流量要求施工技術的可能性戰備要求規劃設計依據2.1.2 路網規劃內容2.1.2.1 網線規劃2.1.2.2 車站分布規劃2.1.2.3 聯絡線規劃2.1.2.4 線路埋設方式規劃2.1.2路網規劃內容結合城市道路網和客流流向情況，沿城市主干道和主客流方向布設線 路，其路由要盡量經過大的客流集散點。要滿足城市遠景發展要求。路網為“開放式“設計。選定線路走向2.1.2.1 網線規劃選定線路走向路網基本結構形式路網規模2.1.2.1網線規劃放射形；放射加環

15、線形；棋盤形；棋盤加環線形；棋盤環線加對角線形；其它形；混合形。P24-28路網基本結構形式圖2.1 捷克布拉格地鐵網圖2.2 莫斯科地鐵網圖2.3 墨西哥市地鐵網圖2.4 北京地鐵網(1995)路網規模路網規模：(1)線路數量；(2)線路總長度。(1) 線路數量根據各城市的干道網情況和主客流方向選定。(2) 線路總長度 以城市公交客流總量計算：式中，L總為線路總長度，km；Q為預測總客流量,萬人次；a為軌道交通分擔客流比重，取a=0.30.6；q為線路負荷強度，萬人次/kmy。 以路網密度指標計算a. 以城市用地面積計算：式中，A為市區面積，km2；1為路網密度指標，km/km2，取0.25

16、0.35。b. 以人口總數計算：式中，M為市區人口數，百萬人；2為路網密度，km/百萬人。p29 路網規模2.1.2.2 車站分布規劃車站位置選定 快速軌道交通的客流要靠車站來吸引，而車站位置選擇得是否合適，又直接影響對客流的吸引力和快速軌道交通在城市公共交通中所發揮的作用。所以，車站在快速軌道交通中的重要作用是十分明顯的。站間距兩車站中線間的距離。站間距長，工程造價低，使用不方便；站間距短，工程造價高，平均站間距為1km左右為宜。一般站：只供乘客上、下車；換乘站：兩條以上運營正線相交處，除供車站吸引范圍內的乘客上、下車外，還為多線換乘乘客提供方便的換乘條件，如換乘通道等；折返站：站內設有道岔

17、折返設備。除供乘客上、下車外，還能供列車折返用；盡端站：線路的起、終點。除供乘客上、下車外，根據折返能力和列車作業的需要，還設置相應形式的折返線、盡線或存車線，以供列車折返、停放之用。一般不要設置列車作業所需的相關檢修設備。車站分類2.1.2.2車站分布規劃2.1.2.3 聯絡線規劃聯絡線兩條正線間的線，主要用途： 運送廠修(大修)車輛 走行運用車輛 運送新車輛 同一期工程跨線修建時，兩線間需設置聯絡線，近期作 正線使用 特殊用途的聯絡線2.1.2.3聯絡線規劃2.1.2.4 線路埋設方式規劃 理想型：車站埋深淺些，區間埋深些，以形成進站減速，出站加速，實際不易達到。 最大問題是：工程耗資太大

18、。 解決的方法：為了降低工程造價和減小對城市的干擾，地鐵在離開人口稠密的市中心區，出地面設地上線(地面線或高架線)，減少地下線是降低工程投資和運營成本的重要途徑。2.1.2.4線路埋設方式規劃2.1.3 軌道交通客流預測與計算客流預測的意義軌道交通客流預測是指在一定的社會經濟發展條件下科學預測城市各目標年限軌道交通線路的斷面流量、站點乘降量以及站間OD、平均運距等反映軌道交通客流需求特征的指標。軌道交通線客流量是城市快速軌道交通可靠性研究和設計的重要依據。在規劃線網時，不同的軌道交通線網方案的客流分析結果是進行線網優選的主要內容，如發現有不當之處，要重新調整布線方案，并重作客流分析，如此反復直

19、至為滿意為止(路網優化研究)。在工程可行性研究階段，客流量是工程修建必要性和可靠性的主要依據。在工程設計階段，其系統運輸能力、車輛選型及編組、設備容量及數量、車站規模以及工程投資和經濟效益分析等，都要依據預測客流量的大小來確定。2.1.3規劃年各線路的平均運距，線路平均負荷強度，直達率與一次換乘率，規劃年各線路客運量占公交客運量比例，各線路客運量的年遞增率等 分析結果客流預測目的規劃年居民全方式出行OD規劃年居民全方式出行期望路線圖規劃年居民公交方式出行OD規劃年公交方式出行期望路線圖規劃年各線路早晚高峰站點乘降量及斷面客流量表規劃年各線路的全日站間OD表規劃年換乘站各方向的客流換乘量表客流預

20、測年限按照城市快速軌道交通工程項目建設標準，客流預測年限分為：初期、近期和遠期。初期為建成通車后的第3年近期為交付運營后的第10年遠期為交付運營的第25年預測年限也就是設計年限，是控制工程規模和投資的重要因素，其合理與否將直接影響工程建成后的效率和效益。客流預測方法城市交通需求預測起源于美國，并且在全世界范圍內得到迅速發展。Chicago Area Transportation Study提出了四階段預測法，開創了城市綜合交通需求預測的先河。四階段預測法：交通生成預測、交通分布預測、交通方式劃分和交通分配四個階段，該方法是分析城市現狀和未來的交通狀況，是目前交通規劃領域應用最廣的方法。p35非

21、集計法(Discrete Choice)是交通規劃領域的研究熱點，該方法以隨機效用理論、出行效用最大化理論為基礎，避免了四階段法數據利用率低、無法探討眾多的影響因素、預測精度差等缺點。但非集計法的研究成果還無法使其在工程界完全取代四階段法，主要應用于方式劃分領域。四階段法仍是使用最為普遍的交通需求預測方法。客流預測模型與方法1)模型A：現狀公交虛擬現狀地鐵遠期地鐵2)模型B：現狀OD虛擬現狀地鐵遠期地鐵3)模型C：現狀OD 出行需求預測遠期地鐵交通的產生出行分布預測模型出行方式劃分概率2.1.4 路網評價與優化軌道交通線網方案的評價是涉及諸多因素的復雜問題，在我國對城市軌道交通線網進行系統評價

22、尚處于探索階段，可以供參考和借鑒的資料不多，可以采用層次分析法和模糊綜合評判法對軌道交通線網規劃方案進行優化。一個好的線網方案要具備好的交通運輸，合理的線路而已和線路走向，并與城市的總體規劃和城市的未來發展相適應。軌道網對地面常規公交負荷量的疏散效果軌道交通線網布線方案的主要評價指標軌道線網的總長度軌道線網所承擔的日客運總量軌道線網所承擔的客運量占公交總客運量的比例軌道線網的直達率和一次換乘率線路的負荷強度軌道線網平均運距2.1.4多因素決策方法層次分析法(Analytic Hierarchy Process,簡稱AHP法)是美國運籌學家T.L.Saaty于20世紀70年代提出的一種定性與定量

23、分析多目標決策分析方法。特別是將決策者的經驗判斷給予量化，對判斷目標(因素)結構復雜且缺乏必要的數據情況下更為實用。模糊決策(Fuzzy Decision Making)是一種綜合評判方法，就是對多因素所影響的事物作出總評價。思考題：地鐵與輕軌相同和不同之處，對未來城市軌道交通的 發展趨勢談一談你的看法？(2) 路網優化與客流預測之間的關系是什么？(3) 城市交通規劃是一門專業強的獨立學科，若你對該研 究方向感性趣，應繼續鉆研。2.2.1 設計階段可行性研究階段總體設計階段初步設計階段施工設計階段通過不同設計階段，逐步由淺入深，不斷地比較修正線路平面、縱剖面和坡度、線路與車站的關系，最后得到地

24、鐵和輕軌線路在城市三維空間中準確的位置。2.2.1設計階段線路按其運營中的作用可分為：正線、輔助線和車場線。可行性研究階段主要是通過線路多方案比選，完善線路走向、路由、敷設方式，穩定車站、輔助線等的分布，提出設計指導思想、主要技術標準、線路平縱剖面及車站的大致位置等。總體設計階段是根據可行性研究報告及審批意見，通過方案比選，初步穩定線路平面位置、車站位置、輔助線形式、不同敷設方式的過渡段位置，提出線路縱剖面的初步標高位置等。初步設計階段是根據總體設計文件及審查意見，完成對線路設計原則、技術標準等的確定，穩定線路平面位置、基本穩定車站位置及右線縱剖面設計。施工設計階段是根據初步設計文件及審查意見

25、，有關專業對線路平縱剖面提出的要求，對部分車站位置及個別曲線半徑等進行微調，對線路平面及縱剖面(包括左線)進行精確計算和詳細設計，提供施工圖紙說明文件。2.2.2 線路選線所需資料線路方向及路由車站分布輔助線分布2.2.2線路選線所需資料(1)地鐵路網規劃報告；(2)地鐵項目建議書及其審批文件；(3)市政府及其上級部門或領導對地鐵項目建設的指示；(4)客流資料；(5)城市總體發展規劃資料；(6)城市經濟統計資料；(7)水文氣象資料；(8)工程地質及水文地質資料；(9)地形圖資料；(10)線路可能經過區域內的文物保護志士及建筑物等資料；(11)線路可能穿越的街坊建筑區內主要房屋及其基礎資料；(1

26、2)線路可能經由區域內的市政及人防設施資料；若還有地鐵延伸線需增加下列資料：(13)地鐵線的主要技術標準；(14)接軌點線路平縱剖面竣工資料；(15)運營技術經濟指標及客流統計資料；(16)地鐵車輛配備及車輛技術參數資料。所需資料線路方向及路由1、線路方向及路由選擇要考慮的主要因素(1)線路的作用；(為城市提供交通服務；其它如：戰備、物資運輸、安裝電纜)(2)客流分布與客流方向；(最大限度吸引客流)(3)城市道路網分布狀況；(4)隧道主體結構施工方法；(5)城市經濟實力。其它因素還有：城市發展與改造計劃、城市地理環境條件、線路敷設方式等，在特定條件下還可能起主導作用。2、通過特大型客流集散點的

27、路由選擇(1)路由繞向特大型客流集散點；(2)采用支路連接；(3)延長車站出入口通道，并設自動步道；(4)調整地鐵路網部分線路走向；(5)調整特大型客流集散點。線路方向及路由3、路由方案比選地鐵路由對地鐵工程建設和城市發展影響重大，應多作路由方案比較。路由方案比選的主要內容：吸引客流條件、線路條件、施工條件、施工干擾、對城市的影響、工程造價、運營效益等。吸引客流條件包括：客流量大小、吸引范圍內居住及工作人口多少、照顧客流集散點的多少、乘客便利條件及與其它交通工業換乘條件等。線路條件包括：線路長度、曲線半徑大小及曲線總轉角大小、車站數目、車站設置條件等。施工條件包括：施工方法、施工場地安排、施工

28、運輸道路以及施工難易條件的評價。施工干擾包括：房屋、地下地上管線等拆遷量大小，對道路交通的影響，對商業經營的影響等。對城市的影響主要是評價地鐵路由與城市改造發展規劃的一致性及結合程度。車站分布(1)大型客流集散點；(必須設站)(2)城市規模大小；(城區面積越大、人口越多、線路客流量大情況下，車站分布宜稀，地鐵以長距離乘客為主要服務對象，提高地鐵的速度)(3)城區人口密度；(人口密度大，車站宜密)(4)線路長度；(短線多站，長線少站)(5)城市地貌及建筑物布局；(江、河、湖、山和鐵路站場等不設站)(6)地鐵路網及城市道路網狀況；(地鐵雙線交叉點設站，與城市主干道交叉點設站)(7)人們對站間距離的

29、要求。(國際上兩種趨勢，小站間距1km，大站間距1.6km。我國市區宜為1km左右，在郊區不宜大于2km)影響車站分布的因素車站分布輔助線分布1、輔助線分類及用途輔助線按其使用性質分：折返線、存車線、渡線、聯絡線、車輛段(車場)出入線。2、折返線、存車線、渡線分布地點選擇折返線：線路起終點或每期工程的起終點站，因列車需要轉線返回，必須設置折返線或渡線。在靠近車輛段端，一般可不設折返線而設渡線，利用正線折返。存車線：為了使故障列車能盡快退出正線運營，每隔35個車站應設置存車線，供故障列車臨時存放或檢修。起終點站及區段折返線上應有供故障列車存放的能力，不再另設存車線。渡線：當兩折返線(存車線)之間

30、相距5個車站，且工程不時，宜在蹭站端再設一單渡線，平時可增加維修工程車折返的靈活性，一旦線路及設備發生故障時，可使運營中斷地段縮短。輔助線分布2.2.3 線路平面設計左右線關系及線間距過渡設計原則及標準線路平面位置車站站位輔助線形式2.2.3線路平面設計設計原則及標準(1)地鐵線路與城市發展規劃結合；(2)雙線右側車制；右側行車制，最小間隔時間為75120s，正線為雙線。(3)線路最高運行速度。一般6075km/h，最大80km/h。原則(1)曲線半徑。從大到小選擇，最大不超過3000m，當400m以下時，輪軌磨損大、噪聲大，應盡量少用。最小曲率半徑300600m，困難條件下250300m。(

31、2)曲線連接。與車速有關，不得小于車輛第一位軸到最后位軸之間的距離，目前我國地鐵車輛的全軸距最大不超過20m。(3)道岔。正線9號曲尖軌道岔，車場7號曲尖軌道岔，車輛段7號以下軌道岔。主要技術標準設計原則及標準線 路一般情況(m)困難情況(m)正線km/hV8035030030025080V100550500450400聯絡線、出入線250200150車場線150110110注：除同心圓曲線外，曲線半徑應以10m的倍數取值。線路平面最小曲線半徑線路平面位置地下線平面位置高架線路平面位置地面線平面位置地鐵與地面建筑物之間的安全距離線路位置方案比選線路平面位置(1)位于道路規劃線范圍內(2)位于道

32、路范圍以外地下線平面位置圖2.1 地鐵線路設置位置圖路中，對建筑物影響小，管線拆遷少，有利于取直。但明挖對道路破壞大，影響交通。慢車人行道下方，比A影響小，但管線折遷較大。建筑物下方，無A和B的缺點，但需與舊城改造結合。無(1)的缺點，但需具備條件：a.地質條件好基巖淺；b.城市非建成區或廣場、公園、綠地(耕地)；c.老街改造區。線路從高層建筑下通過，施工復雜、難度大、造價高，盡量避開。高架線路平面位置圖2.2 高架橋設置位置高架平面位置較地下線嚴格，自由度小，順主路平行設置，道路寬度大于40m。橋柱置于分隔帶上。在路中，景觀有利，噪聲影響較小，路口對機動車影響小。有快車道隔離帶較好，改建道路

33、工程大。在快慢車分隔帶上，利于道路隔離帶，減少占路和改建，但噪聲對一側影響大。建在慢車道、人行道上方或建筑區內，僅適用于廣場、公園、綠地、空曠地段或與舊房改造規劃成一體。地面線平面位置圖2.3 地面線設置位置之一圖2.4 地面線設置位置之二路中，帶寬20m。對兩建筑物內的車輛無影響，有利于城市景觀、減少噪聲。但乘客均需通過地下道或天橋進入地鐵。快車道一側，帶寬20m。道路中間分隔帶時，可減少道路改移量。但另一側需要輔路，增加管理的復雜性。路外，應設計成封閉線路，與城市道路立交。地鐵與地面建筑物之間的安全距離地下線與地面建筑物之間的安全距離(與施工方法和施工技術水平有關)高架線與建筑物間的安全距

34、離(考慮防火和防止物體墜落的安全距離，前者有規范，后者無規范)地面線與道路及建筑物之間最小安全距離線路位置方案比選線路條件比較房屋拆遷比較管線拆遷比較改移道路及交通便道面積比較其它拆遷物比較地鐵主體結構施工方法比較車站站位站位選擇原則一般站站位大型突發客流集散點站位大型商業區站位車站站位站位選擇原則方便乘客與城市道路網及公共交通網密切結合與舊城房屋改造和新區土地開發結合兼顧各車站間距離的均勻性一般站站位圖2.5 車站位置與路口關系圖跨路口站位設于兩路口之間貼道路紅線外側站位偏路口站位與地面交通銜接好，乘客換乘方便。不受路口地下管線影響，減少車站埋深，方便乘客使用減少施工對路口交通的干擾，降低工

35、程造價。路口相距較近(400m),兼顧兩路口。有條件時采用，少動管線，減少交通干擾，充分利用城市土地。大型突發客流集散點站位大型體育場一般只有突發性客流，地鐵車站不宜靠得太近，防止集中客流對地鐵車站的沖擊，車站出入口離開體育場主出入口一般應在300m以上。突發客流越大，距離越應大些。大型商業區站位乘客到大型商業區購物，要貨比三家，一般不計較時間和步行距離，地鐵站位距商業區中心不超過500m為宜輔助線形式折返線(存車線)形式車輛段出入線布置形式聯絡線布置形式輔助線形式折返線(存車線)形式圖2.6 折返線形式雙折返線單折返線渡線折返線側線折返線環形折返線綜合折返線可存車和折返，能力強、靈活性好、常

36、采用。扳返能力和靈活性稍差，折返存車不能兼顧，多用于存車。渡線短、節省折返時間和建設資金，但正線延伸后，正常運營列車難以折返，需另設折返線。比較簡便經濟，主要用于高架線上。折返能力與正線匹配，列車來回換邊，避免車輪偏磨。但扳返線長，增加列車數量，需適合的地形采用。集列車折返、乘客上下車、列車越行等三功能為一體，使用靈活、功能多，但車站規模大、效率較低。車輛段出入線布置形式立體交叉：工程量大，列車能力大，使用靈活。平面交叉：連接簡單，流線短，工程造價低。圖2.7 車輛段出入線聯絡線布置形式聯絡線一般為單線，設置地點由路網規劃統一安排。圖2.8 聯絡線圖左右線關系及線間距過渡喇叭口曲線形式左右線關

37、系左右線關系及線間距過渡左右線關系圖2.9 左右線路位置關系喇叭口曲線形式圖2.10 喇叭口曲線形式島式站臺車站至區間的連接。對稱式單偏式非對稱式不規則式2.2.4 線路縱剖面設計設計原則及標準影響縱剖面設計的因素2.2.4線路縱剖面設計設計原則及標準一般原則最大坡度最小坡度坡段長度坡段連接及豎曲線設計原則及標準縱剖面設計要保證列車運行的安全、平穩及乘客舒適，高架線路要注意城市景觀，坡段應盡量長。線路縱剖面要結合不同的地形、地質、水文條件，線路敷設方式與埋深要求，隧道施工方法，地上地下建筑物與基礎情況，線路平面條件等，進行合理設計，力求方便乘客使用和降低工程造價。必要時，可建議變更線路平面及施

38、工方法。盡量設計成符合列車運行規律的節能型坡道。車站高，區間低。一般原則區間線路。阻力之和不大于列車牽引力的一半，正線30，困難段35。車站線路。最好為平坡，最大坡度3，困難5。其它線路。折返線或存車線最好平坡，最大坡度2，并朝車擋方向為下坡。聯絡線最大坡度40。道岔段最大5，困難不大于10。車輛段最好平坡，其它線不大于1.5。最大坡度線 別一般情況(m)困難情況(m)正 線區 間50003000車站端部30002000聯絡線、出入線2000車場線2000線路縱剖面豎曲線半徑滿足排水要求，不小于3，困難時可小于3。最小坡度坡段長度線路縱坡長度不小于遠期列車長度，還應滿足兩相鄰豎曲線間的夾直線坡

39、段長度不小于50m。坡段連接及豎曲線兩相鄰坡段的坡度代數差等于或大于2時，應設豎曲線，比市際鐵路要求高。規范中有要求，正線5000m，困難時3000m；車站3000m，困難時2000m；輔助線2000m；車場線2000m。影響縱剖面設計的因素1、覆土厚度(最小覆土厚度0.22.5m)2、地下管線及構筑物(以移為主，不得以才改站位或加深站位)3、地質條件(淤泥質粘土及流沙層盡量避開，或困難則采取工程措施)4、施工方法(明挖為站高、線低的凹型坡；暗挖為站低、線高的凸型坡)5、排水站位置(區間最低點，困難時不得偏離10m，與通風道結合；站內考慮排水站)6、橋下凈高(2.56.5m)7、防洪水位(10

40、0年洪水位設計)影響縱剖面設計的因素2.3 軌道工程設計自 學2.3軌道工程設計(自學)2.4 限界限界制定的原則限界基本內容限界定義2.4限界地鐵列車是沿固定軌道調整運動的物體，它需要在特定的空間中運行，根據各種參數和特性，經計算確定的空間尺寸，稱為限界。限界定義限界制定的原則(1)限界是確定行車軌道周圍構筑物凈空的大小，是管線和設備安裝相互位置的依據，是專業間共同遵守的技術規定，它應經濟、合理、安全可靠。(2)限界應依據車輛的輪廓尺寸和技術參數、軌道特性、受電方式、施工方法、設備安裝等綜合因素進行分析計算確定。(3)限界一般是按平直線路的條件進行制定。而曲線和道岔區的限界應在直線地段限界的

41、基礎上根據車輛的有關尺寸以及不同曲線半徑、超高、不同的道岔類型分別進行加寬和加高。(4)在制定限界時，對結構施工測量、變形誤差，設備制造和安裝誤差，設計、施工、運營過程中難于預計的其它因素在內的安全留量等，都應分別進行研究確定。限界定義及原則限界基本內容(1)限界的坐標系(2)車輛輪廓線(3)車輛限界(4)設備限界(5)建筑限界圖2.11 區間建筑限界圖限界基本內容1、怎樣進行客流預測？2、路網的形式對城市發展產生何種影響？怎樣進行路網優化？3、已知地鐵通過曲線段最高運營速度為80km/h，外軌最大超高120mm，內軌最大欠高61.2mm，理論計算平面曲線最小曲線半徑Rmin？取列車通過變坡點

42、的附加加速度av=0.1m/s2，正線運行速度仍為80km/h，試計算適合運行的豎曲線最小半徑？4、地鐵正線最大、最小縱坡怎樣確定？5、選定軌道結構的基本要求是什么？6、適合于地鐵的道床形式有哪幾種？各有哪些優缺點？7、為什么要進行建筑限界的設計？思考題思考題第三章 車站建筑設計3.1 概 述3.2 地鐵車站建筑設計3.3 輕軌車站建筑設計第三章車站建筑設計建筑組成車站分類3.1 概 述建筑組成圖3.1 地鐵線路及車站設置圖車站是地鐵重要部分，與乘客密切相關，集中設置地鐵運營大部分和管理系統，對保證地鐵安全運行起著關鍵作用。區間是連接車站通道，關系到列車的安全運行。區間設計的合理性、經濟性對地

43、鐵總投資影響很大，對乘客乘坐列車時的舒適感和列車運行速度有較大影響。車輛段是地鐵列車停放和日常檢修的場所，是技術培訓基地。由各種生產、生活、輔助建筑及各專業的設備和設施組成車站、區間和車輛段車站組成由單一功能向多功能方向發展車站設備向高科技方向發展，設施日趨完善現代地鐵車站發展趨勢修建地鐵車站是為了解決城市客運交通問題，隨著物質文化水平提高，人們對交通環境提出了更高的要求，地鐵車站向多功能方向發展。如：斯德哥爾摩地鐵車站；巴黎某地鐵車站等。自動售檢票系統、電力臨近系統、環控、自動滅火系統現代化設施，對車站建筑設計提出了更高的要求，使地鐵車站向現代化和高科技方向發展。車站分類按車站與地面相對位置

44、分按運營性質分按車站結構橫斷面形式分按車站站臺型式分圖3.2 車站與地面相對位置關系按車站與地面相對位置分地下車站地面車站高架車站按車站埋深分圖3.3 不同埋深的車站淺埋車站深埋車站淺埋和深埋車站的劃分，目前無統一的標準，一般認為20m為深埋。按運營性質分圖3.4 不運營性質的車站換乘站：位于兩條及兩條以上線路交叉點上的車站。具有中間站的功能外，更主要的是它還可從一條線上的車站通過換乘設施轉換到另一條線路上的車站。樞紐站：由此站分出另一條線路的車站。該站可接、送兩條線路上的乘客。聯運站：車站內設有兩種不同性質的列車線路進行聯運及客流換乘。聯運站具有中間站及換乘站的雙重功能。終點站：設在線路兩端

45、的車站。設有列車全部折返的折返線和設備，也可供列車臨時停留檢修。區域站(即折返站)：區域站是設在兩種不同行車密度交界處的車站。站內有折返線和設備。區域站兼有中間站的功能中間站：僅供乘客上、下車。功能單一，是地鐵最常用的車站。按車站結構橫斷面形式分圖3.5 車站結構橫斷面矩形斷面：是最常選用的形式，一般用淺埋車站。車站可設計成單層、雙層或多層；跨度可選用單跨、雙跨、三跨及多跨的形式。拱形斷面：用于深埋車站，有單拱和多跨連拱等形式。圓形斷面：用于深埋或盾構法施工的車站。其它類型斷面：馬蹄形、橢圓形等。按車站站臺型式分圖3.6 車站站臺型式島式站臺平行相對式側式站臺平行錯開式側式站臺上下重疊式側式站

46、臺上下錯開式側站臺島、側混合式站臺島式站臺：站臺位于兩線中間。常用的一種形式。特點：站臺面積利用率高，靈活調整客流、乘客使用方便。通常用于較大客流量的車站。側式站臺：站臺位于線路兩側布置。側式站臺根據環境條件可以布置成：平行相對式、平行錯開式、上下重疊式及上下錯開式。面積利用率、調整客流、站臺之間聯系等方面不如島式站臺。側式站臺多用于客流量不大的車站及高架車站。島、側混合式站臺：可同時在兩側的站臺上、下車，也可適應列車路途折返的要求。如：西班牙馬德里車站。按車站間換乘形式分基本要求：縮短換乘距離，路線明確、簡捷、方便減少換乘高差，避免高度損失換乘客流宜與進、出站客流分開，避免相互交叉干擾換乘設

47、施的設置應滿足換乘客流量的需要，留有擴改建余地規劃時應考慮選擇換乘方式，合理確定換乘通道及預留口位置換乘通道長度不宜超過100m，超過100m，宜設置自動步道節約投資按乘客換乘方式分類：站臺直接換乘站廳換乘通道換乘(1)同站臺的兩側換乘，如香港的太子、旺角站。(2)通過樓梯或自動扶梯直接換乘。(3)同平面側式車站，通過天橋或地道換乘。優點：路線短、高度小、沒有高度損失，方便，換乘設施工程量小，比較經濟。由某層車站站臺經樓梯、自動扶梯到達另一車站站廳的付費區內，再經樓梯、自動扶梯到達站臺換乘。多用于相交的兩個車站。換乘路線較長，提升高度較大，在高度損失，需設自動扶梯。兩車站不直接相交，相互之間可

48、采用單獨設置的換乘通道進行換乘。換乘路線長，換乘霎時間長，不太方便。增加通道，造價較高。圖3.7 車站間換乘形式一字形換乘L形換乘T形換乘十字形換乘工字形換乘圖3.7車站間換乘形式按車站換乘方式分類3.2 地鐵車站建筑設計地鐵車站的特點地鐵車站的組成車站設計車站出入口及出入口通道車站通風道殘疾人設施車站人防設計地鐵車站的特點一般車站典型地下車站地面車站高架車站一般車站車站位置受客觀條件限制比較多經過城市最繁華、人口最集中的地區，往往這些地區的城市管網密布，徑路趨向錯綜復雜，且城市其它設施較多。因此規劃地鐵線路、車站時與上述設施經常有沖突，不得不移動線路及車站位置，造成站位不完全合理的情況。客流

49、量大，客流連續，方向性強車站站位都位于客流量大的地方，進、出客流是連續性的，客流大多為上、下班，購物客流和其它外出客流。列車停站時間短停站時間為2030s。與城市規劃、市政部門關系密切地鐵路網、車站設置、土地使用都納入城市規劃布局。地鐵用地范圍內的拆遷、管線改移等都應經過規劃等部門的認可和同意，且相互密切配合，解決矛盾。典型地下車站空間封閉、狹長、結構類同站內噪聲大站內溫度大發生火災后撲救困難機械通風、人工照明施工比較復雜節約城市用地有良好的防護功能地面車站車站簡易，工程量小，布置靈活乘客進出車站方便可自然通風和天然采光，節約費用和能源安全疏散較易造價較低高架車站有行車噪聲干擾，根據情況采取封

50、閉或不封閉隔離噪聲有永久性的陰影區少占城市地面用地較地下車站施工簡易地鐵車站的組成乘客使用空間運營管理用房技術設備用房輔助用房車站由車站主體(站臺、站廳、生活用房)，出入口及出入口通道，通風道及地面通風亭等三大部分組成。乘客空間：乘客空間約占總面積的50%，主要包括：站廳、站臺、出入口、通道、售票處、檢票口、問訊、公用電話、小賣部、樓梯及自動扶梯等。運營管理用房：保證車站正常運營和營業秩序的辦公用房。主要包括：站長室、行車值班室、業務室、廣播室、會議室、公安保衛、清掃員室等。技術設備用房：保證列車正常運行、車站內具有良好環境條件及在事故災害情況下能及時排除災情不可缺少的設備用房，主要包括：環控

51、室、變電所、綜合控制室、防災中心、通信機械室、信號機械室、自動售檢室、泵房、冷凍站、機房、配電等設備的用房和值班室。輔助用房：保證車站內部工作人員正常工作生活所設置的用房。直接供站內工作人員使用的，主要包括：廁所、更衣室、休息室、茶水間、盥洗間、儲藏室等。車站設計設計原則平剖面設計消防、安全與疏散車站綜合開發和空間利用設計原則合理組織人流路線，劃分功能分區(1)乘客與站內人員路線分開；(2)進、出站客流要盡量避免交叉和相互干擾；(3)乘客購票、問訊及使用公用設施時，均不應妨礙客流通行；(4)換乘客流與進、出站客流路線分開；(5)當地鐵與城市建筑物合建時，地鐵客流應自成體系。車站宜設在直線段上車

52、站公用區應劃分為付費區與非付費區無障礙通行設計原則平剖面設計車站規模站廳層站臺層平剖面設計車站規模規模指車站外形尺寸大小、層數及站房面積多少。車站規模分為3個等級，即1級、2級和3級車站。1級最大，適用于大型商貿、交通樞紐中心，大型集會廣場、大型工業區及重要的政治中心；2級較大，適用于中型；3級最小，適用于郊區。車站規模的大小直接影響地鐵工程造價的高低。應慎重研究和考慮。車站規模站廳層站廳層的功能站廳層的位置站廳層設計站廳層站廳層的功能將出入口進入的乘客迅速安全方便地引導到站臺乘車、或將下車的乘客同樣引導至出入口出站。站廳層是上、下車的過渡空間，乘客在站廳內需要辦理上、下車的手續。因此，站廳內

53、需要設置售票、檢票、問訊等為乘客服務的各種設施。站廳層內設有地鐵運營設備用房、管理用房，具有組織和分配人流的作用。用房包括：管理用房和設備用房，設備用房一般分設在車站的兩端，并呈現一端大，一端小，中間為站廳公共區，用于客流均勻通向站臺(或出站)。管理用房：站控室及站長室。站控室一般設在站廳公共區的盡端、中部，且高出站廳公共區600mm，視野開闊，能觀察站廳中運行管理情況。站長室緊連站控室，合于快速應變情況。設備用房：占面積最大的是環控機房，其中包括冷凍機房、通風機房及環控電控室。環控系統組成：1、車站公共區域的環控系統，主要是站廳、站臺的制冷送風(包括新風)回風系統；2、車站的排風(排煙)系統

54、；3、站臺層列車及車道產生的熱量和廢氣的排熱、排煙系統；4、區間隧道發生災變時的排煙系統；5、各管理用房的小環控系統。圖3.8 車站站廳布置示意圖車站一端車站兩側車站兩端的上層或下層車站上層常用于終點站，且車站一端靠近城市主要道路的地面車站。常用于側式車站，客流量不大多采用。常用于地下島式車站及側式車站站臺的上層，高架車站站臺的下層，客流量較大多采用。常用于地下島式車站及側式車站，客流量很大的車站。站廳層的位置站廳層設計客流通道口通道口的總寬度必須大于站臺至站廳樓梯(包括自動樓梯)總寬度，以利于災變時的緊急疏散。根據地鐵設計規范，通道口最小寬度不得小于2.4m。售票人工售票亭、自動售票機(臺)

55、數：客流總量超高峰系數，1.2-1.4售票能力，人工1200人/h，售票機600人/h。進出站檢票口及付費區和非付費隔離欄的設置檢票口檢票機臺數：超高峰系數，1.2-1.4出站客流總量檢票機能力，1200人/h站廳與站臺聯系的上下樓梯設計進出站檢票機旁還需設置一定寬度的人工開啟柵欄門，以便解決檢票過程中的特殊情況和較大行李的進出，也有利于站務人員的進出。在檢票口周圍設有圍隔的欄板，區分非付費區和付費區。一般非付費區面積要比付費區面積大，因為客流一經檢票就快速地進入站臺候車，在付費內很少停留。非付費區應幾個通道口以利于客流出站后自由地選擇出站通道通向地面的不同方位。在非付費區還必須設置一定的服務

56、設施。自動梯臺數：預測下客量，人/h超高峰系數，1.2-1.4輸送能力8100人/h樓梯利用率，0.8樓梯寬度安全疏散時間驗算：觀測上客量，人/h站臺候車上客總量自動梯輸送能力8100人/h/臺自動梯臺數樓梯上行通過能力(單向)3700人/h/m樓梯總寬度1分鐘遇災時反映時間樓梯寬度：預測下客量，人/h超高峰系數，1.2-1.4利用率，0.7樓梯雙向混行通過能力，取3200人/h/m地鐵規范規定：公共區的步行樓梯寬度不得小于1.8m。站臺層站臺是供乘客上、下車及候車的場所。站臺層公共區主要確定：站臺有效長度和寬度。站臺長度分為站臺總長度及有效長度兩種。站臺總長度是根據站臺層房間布置的位置以及需

57、要由站臺進入房門的位置而定。站臺有效長度是遠期列車編組總長度與列車停站時的允許停車距離不準確值之和。我國停車不準確值為12m，上海達到0.3m。站臺層島式站臺側式站臺站臺使用站臺面積利用率高，可調節客流，乘客有乘錯車的可能站臺面積利用率低，不能調節客流，乘客不易乘錯車站廳設置站廳與站臺需設在兩個不同高度上，站廳跨過線路軌道站廳與站臺可設在同一高度上，站廳可不跨過線路軌道站內管理管理集中，聯系方便站廳分設時，管理分散，聯系不方便乘客中途折返乘客中途改變乘車方向比較方便乘客中途改變乘車方向不方便，需經過天橋或地道改擴建難易性改建擴建時，延長車站很困難，技術復雜改建擴建時，延長車站比較容易站內空間站

58、廳、站臺空間寬闊完整站廳分設時，空間分散，不及島式車站寬闊喇叭口設置需設喇叭口不設喇叭口造價較高較低島式站臺和側式站臺比較車站站臺最小寬度尺寸(GB50157-92)地下鐵道設計規范車站站臺形式站臺最小寬度(m)島式站臺8多跨島式車站的側站臺2無柱側式車站的側站臺3.5有柱側式車站的側站臺柱外站臺2柱內站臺3站臺寬度有兩種計算方法：經驗法；客流計算法經驗法島式站臺寬度側站臺寬度超高峰小時每列車單向上下車人數人流密度0.4m2/人站臺長度島式站臺寬度側站臺寬度柱寬樓梯、自動扶梯寬客流計算法島式站臺寬度側站臺寬度站臺總面積列車車廂數從流密度0.75m2/人超高峰系數1.2-1.4車廂人數上下車乘客

59、百分比，取2050%單拱島式站臺寬度站臺有效長度乘客沿站臺縱向流動寬度，23m消防、安全與疏散(專門一講介紹)重要性及危害性建筑防火技術措施與要求建筑防水淹技術措施與要求消防安全與疏散車站綜合開發和空間利用車站綜合開發和空間利用利用蓋挖法修建地鐵工程時，當車站頂板距地面高度大于4.5m的情況下，頂板上面可以不再回填土，而利用此空間增加一層面積，進行綜合開發和利用。如：慕尼黑鐵路前的地鐵車站，地下修建了4層，第一層為地鐵站廳兼作城市地下人行過街道，其余空間開設商店和服務設施。第二、三層為不同線路的地鐵車站和區域性快車線車站。第四層為地下停車場。又如：上海地鐵徐家匯車站集地鐵、商業、城市立交橋三功

60、能于一體。還有南京地鐵新街口車站、香港九龍灣車輛段、巴黎苔芳斯地鐵車站等。車站出入口及出入口通道出入口分類出入口的設計平站結合出入口的設計出入口通道出入口分類按使用性質分類按平面形式分類按口部圍護結構形式分類按口部修建形式分類敞口式出入口半封閉式出入口全封閉式出入口獨建出入口合建式出入口普通出入口戰備出入口圖3.9 車站出入口按平面形式分類一字形L形T形形Y形施工簡單，進出方便，經濟。口部較寬，不宜修在路面狹窄地區。施工稍復雜，進出方便，較經濟，不宜修在路面狹窄地區。施工稍復雜，造價較高，口部較窄，適合于路面狹窄地區。環境條件所限，出入口長度較長，此種形式布置出入要走回頭路。布置靈活，適用強，