城市轨道交通运营管理《线路平面及纵断面》
《城市轨道交通线路与站场设计》(王晓芳)818-3 课件 模块三 线路纵断面设计
一、纵断面线路图
地面线 设计线敞开式线路
任务一 了解线路的纵断面
一、纵断面线路图
它是根据中线上各桩点的高程而点绘 的一条不规则的折线，反映了沿着中线地 面的起伏变化情况，一般用细实线表示。
任务一 了解线路它是经过技术上、经济上以 及美学上等多方面比较后，由设计人员定 出的一条具有规则形状的几何线，反映了 轨道交通路线的高低起伏变化情况。纵断 面设计线是由直线和竖曲线组成的。直线 （即均匀坡度线）有上坡和下坡，是用坡 度和水平长度表示的。直线的坡度和长度 影响着列车的行驶速度、运输的经济性以 及行车的安全，一般用粗实线显示。
四、节能型纵断面设计
车站设在线路纵断面的高处，两端为大下 坡，即为节能坡。列车从车站启动后，借助下 坡的势能增加列车加速度，缩短列车牵引时间， 从而达到节能的目的。列车进站停车可借助坡 度阻力，降低列车速度，缩短制动时间，减少 制动发热，节约环控能量消耗。
任务一 了解线路的纵断面
四、节能型纵断面设计
（4）设计高程。
在各变坡点、百米标、加标处要标 注轨道交通线路的设计标高。轨道交通 的设计高程一般有两种：路肩设计标高 和轨面设计标高。
任务一 了解线路的纵断面
二、纵断面栏目内容
（4）设计高程。
路肩设计标高为路基边缘位置高程。当线路通过地下水位高 或常年有地面积水的地区，路堤过低容易引起基床翻浆冒泥等危 害，路肩设计高程应高出线路通过地段的最高地下水位和最高地 面积水水位，并应加毛细水上升高度和有害冻胀深度，再加0.5 m。
轨面设计标高为轨顶高程。一般地铁线路纵断面设计高程应 为轨面设计标高。
任务一 了解线路的纵断面
二、纵断面栏目内容
（5）设计坡度和设计坡长。
铁路线路的平面和纵断面
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1、铁路线路的平面及平面图
（1）铁路线路的平面 直线和曲线是铁路平面的组成要素
列车受到的阻力类型 基本阻力：列车在空旷地段沿平、直轨道运行时受
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变坡点
平道与坡道、坡道与坡道的交点，叫变坡点。 列车经过变坡点时，坡度突然变化，车钩内产生附
加应力；坡度变化越大，附加应力越大，容易造成 断钩事故。
我国铁路规定，在 I 、II级线路上，相邻坡段的 坡度数差大于 千分之3、III级铁路大于 千分之4 时,应以竖曲线连接。
竖曲线是纵断面上的圆曲线。竖曲线的半径，I、 II铁路为10000m、III级铁路为5000M
为了线路的维护和养护、为了司机和车长等掌握线 路的变化 ，所以设置线路标志
公里标、半公里标、曲线标、圆曲线和缓和曲线始 终点标、桥梁及坡度标
线路标志设在计算里程方向的线路左侧
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公里标、半公里标
公里标表示从铁路起点开始计算的连续里程，每公 里设一个；半公里标设于线路的每半公里处
公里标的作用主要是确切地指明线路的位置，例如 巡道工在线路上巡行检查时，如果发现问题，在记 录和报告中就能根据公里标、半公里标，指出问题 的准确位置，以利于维修和抢修单位及时处理
① 缓和曲线半径从∞→R（或 R →∞ ）；
② 运行中列车的离心力逐渐↑（或↓）；
③ 缓和曲线轨距加宽逐渐↑（或↓） ；
④ 缓和曲线外轨超高逐渐↑（或↓） 。
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（3）铁路线路平面图
轨道基本知识讲座 第2讲 线路平纵断面讲解
横列式布局示意图
纵列式布局示意图
4）单向与双向的关系
“单向”实际上就是单线，“双向”就是双线 ，或称复线，铺设了上下行两条线路，两个方 向的列车，分向行驶。
“单向”实际上就是单线，“双向”就是双线 ，或称复线，铺设了上下行两条线路，两个方 向的列车，分向行驶。
5.国铁车站线路布局
以中间站为例（越行站等略）
车站用
下行
站房台 3
5
7
Ⅰ
上行
Ⅱ 站台 4
6
6. 地铁车站的线路布局
6.1 侧式站台车站
下行线
下行站台
上行线
上行站台
6.2 岛式站台车站
下行线 上行线
车场按其形状不同可分为梯形车场、异腰梯 形车场、平行四边形车场和梭形车场。
1）梯形车场
2）异腰梯形车场
3）平行四边形车场
4）梭形车场
上述各种车场各有其特点，选用时应根据车场 的用途、线路数目、车站地形及整个车站的布 置等因素来决定。
5）站场咽喉
在车场或车站两端道岔汇聚的地方，是各种作业（列 车到发、机车走行、调车和车辆取送）的必经之地， 故称为车场或车站的咽喉区，简称咽喉区。
长短交路是指列车在线路上的运行距离有长短两种， 是长交路与短交路的混合形式。
9）曲线内股缩短轨
在曲线地段，外轨的长度大于内股的长度， 而标准钢轨的长度是相等的，如内外股采用 相同长度的钢轨，其左右接头偏差量就会越 来越大，为保持钢轨接头的对接形式，曲线 内股必须铺设缩短轨。
线路的平面及纵断面
地铁线路应尽可能采用较平缓的坡度，最大坡度的 确定必须考虑各类车辆在最大坡道上停车时的启动与防 溜，同时考虑必要的安全系数。最大坡度也是地铁主要 技术标准之一。《地铁设计规范》中规定“正线的最大 坡度宜采用30‰，困难地段可采用35‰，联络线、出入 线的最大坡度宜采用40‰。”
地铁隧道线路应考虑排水需要，正线最小坡度不宜小于3‰，困路由于停车及站台面平 缓要求宜设置在3‰的坡道上，困难条件下可设置在2‰或不大于5‰的坡道上， 但是要确保排水坡度不小于3‰，以利于排水畅通。隧道内的折返线与存车线， 应布置在面向车挡的下坡道上，其坡度宜为2‰。
线路的平面及纵断面
一、平面及其组成要素
1．圆曲 线
线路在转弯处所设的曲线为圆曲线。国家标准《地 铁设计规范》（GB 50157—2013）中规定“线路平面圆 曲线最小曲线半径应符合规定”，如表3-1所示。
线路
车型
正线
出入线、联络线 车场线
A 型车
一般地段
困难地段
350
300
250
150
150
—
B 型车
地面及高架桥上的车站站台线路不受排水影响宜设在平坡上，车场线可设 在不大于1.5‰的坡道上。
2．竖曲线
为了保证列车运行的平顺与安全，当相邻两坡段的坡度 代数差大于2‰时，应以竖曲线相连接，并要求线路纵向坡 段长度不宜小于远期列车计算长度，同时应满足相邻竖曲线 间的夹直线长度的要求，其夹直线长度不宜小于50 m。竖曲 线的主要作用：缓和纵向变坡处行车动量变化而产生的冲击 作用，确保道路纵向行车视距；将竖曲线与平曲线恰当地组 合，有利于路面排水和改善行车的视线诱导和舒适感。
竖曲线就是纵断面上的圆曲线，竖曲线的曲线半径采用情况，如表3-2所示。
第四章 线路平纵断面设计
第四章 铁路线路平面及纵断面设计第一节 设计的基本要求如图4—1所示，路基横断面上距外轨半个轨距的铅垂线AB 与路肩水平线CD 的交点O 在纵向上的连线，称为线路中心线。
线路的空间是由它的平面和纵断面决定的。
线路平面是线路中心线在水平面上的投影，表示线路平面位置；线路纵断面是沿线路中心线所作的铅垂剖面展直后线路中心线的立面图，表示线路起伏情况，其高程为路肩高程。
各设计阶段编制的线路平面图和纵断面图是线路设计的基本文件。
各设计阶段的定线要求不同，平面图和纵断面图的详细程度也各有区别，绘制时应遵循铁路行业制定的线路标准图式。
图4—2为新建铁路简明的线路平面图和纵断面图，可应用于线路方案研究或(预)可行性研究阶段中的概略定线。
简明平面图中，等高线表示地形和地貌特征，村镇、道路等表示地物特征。
图中粗线表示线路平面、标出里程、曲线要素(转角α、曲线半径R )、车站、桥隧特征等资料。
简明断面图的上半部为线路纵断面示意图；下半部为线路基础数据，自下而上顺序标出：线路平面、里程、设计坡度、路肩设计高程、工程地质概况等栏目。
线路平面和纵断面设计必须满足以下三方面的基本要求： 1．必须保证行车安全和平顺主要指：不脱钩、不断钩、不脱轨、不途停、不运缓与旅客乘车舒适等，这些要求反映在《铁路线路设计规范》(简称《线规》)规定的技术标准中，设计要遵守《线规》规定。
2．应力争节约资金即既要力争减少工程数量、降低工程造价；又要考虑为施工、运营、维修提供有利条件，节约运营支出。
从降低工程造价考虑，线路最好顺地面爬行，但因起伏弯曲太大，给运营造成困难，导致运营支出增大；从节约运营支出考虑，线路最好又平又直，但势必增大工程数量，提高工程造价。
因此，设计时必须根据设计线的特点，分析设计路段的具体情况，综合考虑工程和运营的要求、通过方案比较，正确处理两者之间的矛盾。
3．既要满足各类建筑物的技术要求，还要保证它们协调配合、总体布置合理铁路上要修建车站、桥涵、隧道、路基、道口和支挡、防护等大量建筑物，线路平面和纵断面设计不但关系到这些建筑物的类型选择和工程数量，并且影响其安全稳定和运营条件。
城市轨道交通线路概述ppt课件
单 渡 线
交 叉 渡 线
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第二节 城市轨道交通线路的平面和纵断面
一、线路平面
线路平面是线路中心线在水平面上的投影，线路平面由 直线、圆曲线和缓和曲线组成。
地面线（无缝线路）：600m
最小曲线半径 地下隧道内（区间正线）：300m
辅助线、车场线 ：一般地段不小于200m，困难地 段不小于150m。
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2.地下 线路
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2.地下 线路
地下线路各组成部分如下：①钢轨；②轨枕（长轨 、短枕或支撑块）；③扣件；④整体道床；⑤混凝 土垫层；⑥侧沟；⑦隧道管片。
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2.地下 线路
地下线路的特点
将松散的碎石道床改成钢筋混凝土结构，使 之整体化，其优点是坚固稳定，外观整洁， 维修工作量小，从而降低维修成本。缺点是 道床弹性差，并且建设期的造价昂贵。当整 体道床一旦发生沉降或其他病害，整治非常 困难。
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1.地面 线路
地面线路的特点
钢轨引导车辆行驶，将承受的荷载通过轨枕传布 于道床及路基。 地面线路碎石道床的优点是弹性好，成本低，并 且容易矫正轨道的平面和纵断面。 但反过来，由于碎石道床的不稳定性，在列车碾 压和冲击下，几何尺寸较易变形，必须进行经常 性的养护和矫正。
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2.地下 线路
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2.地下 线路
按城轨线路结 构形式可分为
地下线路
铺设于隧道内，轨下基础为 带枕浇筑式的整体道床。
高架线路
铺设于高架桥面，轨下基础 为支撑块式的整体道床。
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1.地面 线路
上部结构 地面线路的结构
下部结构
钢轨、接头联结零件、 轨枕、扣件、道床
路基和侧沟
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1.地面 线路
钢轨的轨型，正线采用60kg/m钢轨， 基地站场线路，除了试车线以外，均 采用50kg/m钢轨。
线路平面和纵断面
第一章 线路平面和纵断面运行列车和机车车辆的线路称为铁路线路，简称线路。
线路是机车车辆和列车运行的基础，它是由路基、桥隧建筑物、轨道组成的一个整体的工程结构。
为使列车按规定的最高速度安全、平稳和不间断地运行，铁路线路必须经常保持完好状态。
铁路线路的平面与纵断面不但确定了其在空间的位置，同时也为路基、桥涵、隧道及站场等其他设备的设置提供依据，对铁路通过能力及输送能力都有直接影响。
从运营的观点来看，最理想的线路是既平又直，但是天然地面情况复杂多变，有山、水、沙漠、森林、矿区、城镇等障碍物和建筑物，如果把铁路修得过于平直，就会造成工程数量和工程费用的增加，并且将会延长工期。
所以，铁路线路平面与纵断面必须按线路等级和《铁路线路设计规范》规定的技术标准，结合具体情况设置。
第一节 线路平面铁路线路在空间的位置用它的中心线表示。
线路中心线在水平面上的投影，叫做铁路线路的平面。
线路平面能够表明线路的直、曲变化状态。
在线路平面设计时，为缩短线路长度和改善运营条件，应尽可能设计较长的直线段，但当线路遇到地形、地物等障碍时，为减少工程造价和运营支出，还应适当设置曲线。
为使列车由曲线到直线或由直线到曲线运行平稳，还应设置缓和曲线。
所以线路平面由直线、圆曲线以及连接直线与圆曲线的缓和曲线组成。
一、圆曲线铁道线路在转向处所设的曲线为圆曲线，如图1-1所示，其基本要素有：曲线半径R ，曲线转角α，曲线长度L ，切线长度T 。
在线路设计时，一般是先设计出α和R ，再按下式算出T 及L ：tan2T R α=⨯ （m ） （1-1）π180L R α=⋅⋅（m ） （1-2）图1-1 圆曲线要素图曲线转角 的大小由线路走向、绕过障碍物的需要等确定。
圆曲线半径的大小，反映了曲线弯曲度的大小。
圆曲线半径愈小，弯曲度愈大，行车速度愈低，工程费用愈低。
反之，圆曲线半径愈大，弯曲度愈小，行车速度愈高，工程费用愈高。
因此，正确地选用曲线半径就显得十分重要。
城市轨道交通线路纵断面设计
任务 城市轨道交通线路纵断面设计 2.线路纵断面设计的主要技术要素
（2）坡段长度。坡段长度简称坡长，是指相邻两变坡点间的水平距离。 坡段长度越长，变坡点的数目就越少。列车通过变坡点时，由于坡度的变化， 列车的受力状态发生变化而产生附加应力和附加加速度。在变坡点前后列车运 行阻力不同，车钩间存在游间，将使部分车辆产生局部加速度，影响行车平稳； 同时也使车辆间产生冲击作用，增大列车纵向力。坡段长度要保证列车不致产 生断钩事故。附加应力过大，车钩就有断裂的可能；附加加速度过大，会引起 乘客的不舒适和突然移位。
城
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市 轨
道
交
通
任务 城市轨道交通线路纵断面设计 2.线路纵断面设计的主要技术要素
3.竖曲线 在线路纵断面
的变坡点处设置的 竖向圆弧称为竖曲 线，常用的竖曲线 线型为圆曲线，如 图28所示。
图28竖曲线示意简图
任务 城市轨道交通线路纵断面设计 2.线路纵断面设计的主要技术要素
（1）竖曲线半径需要满足的要求。 ① 行车平稳
任务 城市轨道交通线路纵断面设计 2.线路纵断面设计的主要技术要素 线路纵断面是由坡段及连接相邻坡段的竖曲线组成的，如图26所示。
图26线路纵断面的组成
任务 城市轨道交通线路纵断面设计 2.线路纵断面设计的主要技术要素
1.坡段 坡段的特征
用坡度（i）和坡 段长度（Li）来表
示，如图27所示。
图27坡段示意
任务 城市轨道交通线路纵断面设计 2.线路纵断面设计的主要技术要素
4.最大坡度折减 当平面上出现小半径曲线和
隧道时，由于附加阻力增大、黏 着系数降低，因此需降低最大坡 度值，保证列车以不低于计算速 度或规定速度的速度通过该地段。 此项工作为最大坡度折减。
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线路平面及纵断面
第35条线路平面及纵断面应保持原有标准状态。
区间线路变动时，须经铁路局批准，但曲线半径不得小于该区间规定的最小曲线半径，坡度不得大于该区间规定的最大限制坡度。
线路平面及纵断面有变动时，必须及时通知有关单位。
凡变更线路平面及纵断面，竣工后由施工单位立即检查，并形成完整的竣工资料，移交负责维修和使用的单位。
在任何情况下，线路平面及纵断面的变动，必须满足限界要求。
纵断面设计的根本内容包括：
坡度、坡段长度、坡道的连接。
坡度的坡率在以千分率表示，即指1000米水平距离的线路上升或下降的以米计的高度。
纵断面由各种坡度的坡道所组成。
限制坡度：
对单机牵引起着限制牵引重量的坡度。
在一个区段内限制坡度一定是最长最陡的坡道。
设计线路纵断面时，限制坡度是最重要的技术标准之一。
在一定机车类型下,列车牵引重量是以限制坡度为依据的,所以它能影响铁路的输送能力
均衡坡度
在线路设计中，上下行方向的限制坡度，一般是一致的。
但是有些线路上，上下行两方向的货运量差异很大而又较稳定时，在地形条件也适宜的情况下，那么可按重、轻车方向分别采用不同的限制坡度，即轻车方向的最大坡度可大于重车方向的限制坡度，以节省工程量。
这种，按轻车方向设计的最大坡度，称为均衡坡度。
加力坡度
按照平均自然坡度设计纵断面时，有时会遇到突然升高的越岭地段，就需要设计超越限制坡度的加力坡度。
加力坡度就是加挂辅助机车把列车推挽上坡的一段特殊的坡道。
动能坡度
利用列车在高速运行中所储藏的势能以克服超过限制坡度的特殊坡度称为动能坡度，用来克服不太长的局部困难地段，是单机牵引区段内的最陡的坡度。
在纵断面上的适当地段，布置一段必要长度的下坡或平道，以保证列车在到达相当速度以后顺利地通过动能坡度。
一般坡度
但凡小于限制坡度的所有坡度，不影响铁路运输能力，均可列入一般坡度。
一般坡度又可分为无害坡度和有害坡度。
无害坡度的坡率较小，列车下坡运行时不需要制动，运营费用最省。
有害坡度较无害坡度陡，列车下坡运行时，需要制动，运营费较大。