地铁轻轨基础知识--大连培训

地铁基础知识讲座之三地铁工程概论主讲人：李云峰辽宁省交通高等专科学校道桥系第三部分地铁工程概论第一章地铁工程概述第二章地铁车站概述第三章地铁隧道概述第一章地铁工程概述一．地铁的定义地下铁道，简称地铁，亦简称为地下铁，狭义上专指在地下运行为主的城市铁路系统或捷运系统；但广义上，由于许多此类的系统为了配合修筑的环境，可能也会有地面化的路段存在，因此通常涵盖了都会地区各种地下与地面上的高密度轨道交通运输系统。二.地铁的历史世界上首条地下铁路系统是在1863年开通的伦敦大都会铁路（MetropolitanRailway），是为了解决当时伦敦的交通堵塞问题而建。当时电力尚未普及，所以即使是地下铁路也只能用蒸汽机车。由于机车释放出的废气对人体有害，所以当时的隧道每隔一段距离便要有和地面打通的通风槽。到了1870年，伦敦开办了第一条客运的钻挖式地铁，在伦敦塔附近越过泰晤士河。但这条铁路并不算成功，在数月后便关闭。现存最早的钻挖式地下铁路则在1890年开通，亦位于伦敦，连接市中心与南部地区。最初铁路的建造者计划使用类似缆车的推动方法，但最后用了电力机车，使其成为第一条电动地下铁。早期在伦敦市内开通的地下铁亦于1906年全数电气化。二.地铁的历史1896年，当时奥匈帝国的城市布达佩斯开通了欧洲大陆的第一条地铁，共有5公里，11站，至今仍在使用。法国巴黎的巴黎地铁在1900年开通，最初的法文名字“ChemindeFerMétropolitain”（法文直译意指“大都会铁路”）是从“MetropolitanRailway”直接译过去的，后来缩短成“métro”，所以现在很多城市轨道系统都称metro。俄罗斯的地铁也顺理成章，只是改用了西里尔字母，称为Метро。三.地铁与轻轨的区别随着中国城市的发展，一些大中型城市已开通或正在建设地铁和轻轨，普通民众由于对城市轨道交通系统接触较少，认识时间较晚，概念上有些误区。有人认为城市轨道交通中，在地面以下行驶的叫地铁，在地面或高架上行驶的就是轻轨；还有人认为轻轨的钢轨重量比地铁轻，这两种认识都是错误的。城市轨道交通分为地铁和轻轨两种制式，地铁和轻轨都可以建在地下、地面或高架上。为了增强轨道的稳定性，减少养护和维修的工作量，增大回流断面和减少杂散电流，地铁和轻轨都选用轨距为1435毫米的国际标准双轨作为列车轨道，与国铁列车选用的轨道规格相同，并没有所谓的钢轨重量轻重之分。三.地铁与轻轨的区别划分两者区别的依据是所选用列车的规格。按照国际标准，城市轨道交通列车可分为A、B、C三种型号，分别对应3米、2.8米、2.6米的列车宽度。凡是选用A型或B型列车的轨道交通线路称为地铁，采用5～8节编组列车；选用C型列车的轨道交通线路称为轻轨（上海轨道交通8号线除外），采用2～4节编组列车，列车的车型和编组决定了车轴重量和站台长度。上海轨道交通3号线采用6节编组A型列车，有90%的线路都是在高架上，但是按照车型分类标准仍然属于地铁线路；上海轨道交通6号线采用4节编组C型列车，有70%的线路都是在隧道内，但是按照车型分类标准仍然属于轻轨线路。三.地铁与轻轨的区别A型车是目前最高端的城市轨道交通列车。其特点是车体宽和编组大，A型车宽度为3米，上海轨道交通10号线采用的阿尔斯通Metroplis地铁列车宽度达到3.2米；6节编组A型地铁列车最大载客量为2460人，上海轨道交通1、2号线的阿尔斯通和西门子8节编组A型地铁列车最大载客量达到3280人。B型车和C型车的造价和技术含量要小于A型车。轻轨：在我国的规范中将轴重相对较轻，单方向输送能力在1万～3万人次的轨道交通系统，称为轻轨。地铁：每小时客运量3万～8万人次的轨道交通系统，称为地铁。四.地铁的优点节省土地：由于一般大都市的市区地皮价值高昂，将铁路建于地底，可以节省地面空间，令地面地皮可以作其他用途；减少噪音：铁路建于地底，可以减少地面的噪音。减少干扰：由于地铁的行驶路线不与其他运输系统（如地面道路）重叠、交叉，因此行车受到的交通干扰较少，可节省大量通勤时间。节约能源：在全球暖化问题下，地铁是最佳大众交通运输工具。由于地铁行车速度稳定，大量节省通勤时间，使民众乐于搭乘，也取代了许多开车所消耗的能源。五.地铁的缺点建造成本高由于要钻挖地底，地下建造成本比建于地面高。建设周期长同样由于要挖地道，铺设铁轨，设备等等，以及各种调试工作。地铁从开始动工到投入运营需要很长的时间。前期时间长建设地铁的前期时间较长，由于需要规划和政府审批，甚至还需要试验。从开始酝酿到付诸行动破土动工需要非常长的时间，短则几年，长则十几年也是有可能的。抗灾能力弱对地震、水灾、火灾和恐怖主义等抵御能力弱。六.地铁的安全性问题虽然地铁对于雪灾和冰雹的抵御能力较强。但是对地震、水灾、火灾和恐怖主义等抵御能力很弱。由于地铁的构造，而导致极易因为这些因素发生悲剧。为此自地铁出现以来，工程师们就不断持续研究如何提高地铁的安全性。六.地铁的安全性问题地震：地震可以导致行进中的车辆出轨，因此地铁都设计有遇到地震立即停驶的功能。为防止地铁地道坍塌，处于地震地带的地铁结构必须特别坚固。水灾：由于地铁内的系统低于地平线，而导致地上的雨水容易灌入地铁内的设施。因此地铁在设计时不得不规划充分的防水排水设施，即使如此也可能发生地铁站淹水事件。为此在发生豪雨之时，地铁车站入口的防潮板和线路上的防水闸门都要关闭。一个知名的例子是台北捷运在纳莉台风侵袭时曾经发生淹水事件。六.地铁的安全性问题火灾：在以前，人们不太重视地铁站内的防火设施，车站内一旦发生火灾，瞬间就会充满烟雾，而引发严重的灾祸。1987年11月18日，英国伦敦地铁King'sCross站发生火灾，导致31人死亡。产生火灾的原因之一是因为伦敦地铁内采用了大量木质建筑。因此，日本地铁部门规定在地铁站内禁烟来避免火灾。2003年2月28日，韩国大邱广域市的地铁车站因为人为纵火而产生火灾，12辆车厢被烧毁，192人死亡，148人受伤。这次火灾产生如此严重死伤的原因除了车厢内部装潢采用可燃材料之外，车站区域内排烟设施不完善也是重要因素，加上车辆材质燃烧时产生了大量的一氧化碳等有害物质，而导致不少人中毒死亡。六.地铁的安全性问题恐怖袭击事件：1995年3月20日在日本东京奥姆真理教发动了东京地铁沙林毒气事件。2001年9月11日在美国纽约的911恐怖袭击事件中，地铁虽然没有成为恐怖主义者直接攻击的目标，但是倒塌了的世贸中心大楼(WTC)的正下方有地铁车站，而地铁车站也因为建筑的倒塌而被破坏，部分人因此死亡。2005年7月7日在英国伦敦发生了爆炸事件。地铁正成为恐怖主义者攻击的目标。第二章地铁车站概述一.地铁车站的类型与组成1.按线路走向可分为：侧式站台候车与岛式站台候车；2.从结构的类型可分为：矩形箱式地下建筑和圆形或椭圆形的隧道式建筑；3.从建筑而已的形式可分为浅埋式和深埋式。一.地铁车站的类型①岛式站台：a.便于乘客换乘其他车次；b.岛式站台两根单线单隧道布线方式在城市地下工况复杂情况下穿行则具有较大的灵活性。②侧式站台：a.不利于乘客换乘其他车次；b.侧式站台轨道布置集中，有利于区间采用大的隧道或双圆隧道双线穿行，具有一定的经济性；c.城市地下工况复杂的情况下，大隧道双线穿行反而又缺乏灵活性。如图3-1所示。站台形式图3-1岛式和侧式站台a)岛式站台；b)侧式站台a)b)地铁站的形式③矩形箱式车站：大都采用地下连续墙后大开挖的现浇钢筋混凝土结构，施工对周边环境影响大，土方量大，影响地面交通。④圆形或椭圆形的隧道：可采用盾构法施工，土方量减少，周边环境影响小，但技术要求较高。如图3-2所示。图a)矩形箱式车站国家高速公路网规划方案图b)椭圆形隧道式车站地铁站的形式⑤浅埋式车站：土方量较小﹑技术难度减小﹑客流上下高度的减小﹑节省投资。⑥深埋式车站：深基坑的技术难度增加﹑土方量增加﹑投资加大﹑客流上下高度的增加。如图3-3所示。地铁站的形式车站的建筑形式必须结合城市特有的发展规划﹑地理条件及经济状况，因地制宜的考虑选型。上海的地铁车站模式基本为矩形的箱式结构，分上下两层，上层为站厅层，下层为站台层。图a)轨道交通车站剖面形式------高架式；图b)轨道交通车站剖面形式----地面式；图c)轨道交通车站剖面形式----半地下式单柱双跨图d)轨道交通车站剖面形式----浅埋式图e)轨道交通车站剖面形式----深埋双柱三跨岛式；图f)轨道交通车站剖面形式----双柱三跨双岛式图g)轨道交通车站剖面形式----单拱岛式图h)轨道交通车站剖面形式----单层单柱双跨侧式图i)轨道交通车站剖面形式----双柱三跨岛侧混合式图j)轨道交通车站剖面形式----双层单柱双跨岛式图k)轨道交通车站剖面形式----塔柱式图l)轨道交通车站剖面形式----塔柱式二.地铁车站的组成1.地铁车站的组成基本上分为两大部分：①与客流直接有关的公共区域，站厅层、站台层及出入中通道；②涉及车站运行的技术设备用房及管理用房，一般分设于站厅和站台的两端部。⒉地铁车站的平面布局以上海地铁标准车站的组合形式为例，如图示。图3-4上海地铁标准车站示意图1-半自动售票机；2-进站；3-出站；4-车站控制室；5-环控机房；6-降压变电所图3-9地铁车站标准剖面示意图车站直线段矩形隧道限界图(尺寸单位：mm)第三章地铁区间隧道概述一.地铁区间隧道结构包括行车隧道、渡线、折返线、地下存车线、联络线以及其它附属建筑物；地铁区间隧道衬砌结构与构造主要取决于隧道的用途、沿线地形、地物、水文地质、工程地质、施工方法、环境要求、维修管理、工期要求以及投资高低等因素。二﹑地铁区间隧道的结构形式1)整体式衬砌结构分单跨﹑双跨等形式，整体性好，防水性能高，施工工序多，速度慢。2)装配式衬砌结构接头构造，整体性差，慎用。3)区间喇叭口隧道岛式车站两侧行车道与正线区间隧道间设过渡段二﹑地铁区间隧道的结构形式4)渡线隧道、折返线隧道单渡线﹑交叉渡线5)联络通道及其他附属结构联络通道，安全﹑消防﹑维护等；排水站。