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1、城市軌道交通規(guī)劃與設計 第二章 城市軌道交通系統(tǒng)的構成 了解：城市軌道交通系統(tǒng)中車輛了解：城市軌道交通系統(tǒng)中車輛、車輛段車輛段、限限界界、軌道軌道、車站建筑車站建筑、結構工程概念結構工程概念、車輛主車輛主要技術參數(shù)要技術參數(shù)，車輛段任務車輛段任務，各種類型軌道結構各種類型軌道結構，供電系統(tǒng)作用供電系統(tǒng)作用、組成組成、電壓等級電壓等級，通信系統(tǒng)概通信系統(tǒng)概念念、組成組成，信號系統(tǒng)作用信號系統(tǒng)作用，環(huán)控系統(tǒng)概念環(huán)控系統(tǒng)概念、作作用用，給水與排水系統(tǒng)組成給水與排水系統(tǒng)組成、作用等作用等。 理解：車輛段設計原則理解：車輛段設計原則，限界種類限界種類，軌道構成軌道構成、類型類型，各種結構類型及施工方法特

2、點各種結構類型及施工方法特點，供電系供電系統(tǒng)方式統(tǒng)方式，環(huán)控系統(tǒng)組成環(huán)控系統(tǒng)組成、分類分類。 掌握：車輛構成及各部分作用，城市軌道交通掌握：車輛構成及各部分作用，城市軌道交通系統(tǒng)綜合維修基地的功能及其設置原理，各種系統(tǒng)綜合維修基地的功能及其設置原理，各種限界特點，傳統(tǒng)信號系統(tǒng)組成及各自功能、現(xiàn)限界特點，傳統(tǒng)信號系統(tǒng)組成及各自功能、現(xiàn)代信號系統(tǒng)組成及各自功能。代信號系統(tǒng)組成及各自功能。 第二章第二章 軌道交通系統(tǒng)的構成軌道交通系統(tǒng)的構成 軌道交通系統(tǒng)的構成主要包括：車輛、軌道交通系統(tǒng)的構成主要包括：車輛、車輛段、限界、軌道、車站建筑、結車輛段、限界、軌道、車站建筑、結構工程、供電、通信、信號、環(huán)

3、控、構工程、供電、通信、信號、環(huán)控、給排水系統(tǒng)等設施。給排水系統(tǒng)等設施。 2.1 2.1 車輛及其主要技術參數(shù)車輛及其主要技術參數(shù) 2.2 2.2 車輛段及其任務車輛段及其任務 2.3 2.3 限界限界 2.4 2.4 軌道軌道 2.5 2.5 車站建筑車站建筑 2.6 2.6 結構工程結構工程 2.7 2.7 供電系統(tǒng)供電系統(tǒng) 2.8 2.8 通信通信系統(tǒng)系統(tǒng) 2.9 2.9 信號信號系統(tǒng)系統(tǒng) 2.10 2.10 環(huán)控系統(tǒng)環(huán)控系統(tǒng) 2.11 2.11 給水與排水給水與排水系統(tǒng)系統(tǒng) 2.1 2.1 車輛及其主要技術參數(shù)車輛及其主要技術參數(shù) 2.1.1 2.1.1 城市軌道車輛特點城市軌道車輛特

4、點 城市軌道車輛應具有先進性、可靠城市軌道車輛應具有先進性、可靠性和實用性，滿足容量大、安全、性和實用性，滿足容量大、安全、快速、舒適、美觀和節(jié)能的要求。快速、舒適、美觀和節(jié)能的要求。 地鐵車輛有動車和拖車、帶司機室車和地鐵車輛有動車和拖車、帶司機室車和不帶司機室車。不帶司機室車。 A型帶司機室拖車型帶司機室拖車 B型無司機室?guī)茈姽膭榆囆蜔o司機室?guī)茈姽膭榆?C型無司機室不帶受電弓的動車型無司機室不帶受電弓的動車 我國推薦的輕軌電動車輛有我國推薦的輕軌電動車輛有3種型式：種型式： 4軸動車軸動車、6軸單鉸接式軸單鉸接式和和8軸雙鉸接式車。軸雙鉸接式車。 2.1.2 車輛基本構造車輛基本構

5、造 城市軌道交通車輛由車體、轉向架、牽引緩城市軌道交通車輛由車體、轉向架、牽引緩沖裝置、制動裝置、受流裝置、車輛內(nèi)部設沖裝置、制動裝置、受流裝置、車輛內(nèi)部設備、車輛電氣系統(tǒng)備、車輛電氣系統(tǒng)7大部分組成。大部分組成。 特點特點 1）一般為電動車組，有單節(jié)、雙節(jié)和）一般為電動車組，有單節(jié)、雙節(jié)和3節(jié)式節(jié)式等，有頭車（即帶司機室車輛）和中間車，以等，有頭車（即帶司機室車輛）和中間車，以及動車與拖車之分；及動車與拖車之分； 2）座位少，車門多且開度大，內(nèi)部服務于乘）座位少，車門多且開度大，內(nèi)部服務于乘客的設備較簡單；客的設備較簡單； 3）重量的限制較嚴格，特別是高架輕軌車和）重量的限制較嚴格，特別是高

6、架輕軌車和獨軌車，要求軸重小，以降低線路的工程投資；獨軌車，要求軸重小，以降低線路的工程投資； 1 1、車體、車體 4）為使車體輕量化，車體承載結構和其他輔）為使車體輕量化，車體承載結構和其他輔助設施盡量采用輕型化材料；助設施盡量采用輕型化材料； 5）對車體的防火要求嚴格，在車體的結構及）對車體的防火要求嚴格，在車體的結構及選材上采用防火設計和阻燃處理；選材上采用防火設計和阻燃處理； 6）對車輛的隔音和減噪有嚴格要求；）對車輛的隔音和減噪有嚴格要求； 7）由于用于市內(nèi)交通，對車輛的外觀造型和）由于用于市內(nèi)交通，對車輛的外觀造型和色彩都有美化和與城市景觀相協(xié)調(diào)的要求。色彩都有美化和與城市景觀相協(xié)

7、調(diào)的要求。 車門結構車門結構 城市軌道交通車輛的車門一般采用壓縮城市軌道交通車輛的車門一般采用壓縮空氣為動力的風動門，也有采用電氣驅空氣為動力的風動門，也有采用電氣驅動的車門。由于車輛運載客流量大，乘動的車門。由于車輛運載客流量大，乘客上下車頻繁，一般車體每側車門開度客上下車頻繁，一般車體每側車門開度較大，數(shù)量也較多，例如，上海地鐵車較大，數(shù)量也較多，例如，上海地鐵車每側設有每側設有5扇內(nèi)藏嵌入式對開拉門扇內(nèi)藏嵌入式對開拉門1900mm1300mm（高（高 寬）。寬）。 車門結構車門結構 在帶司機室車（在帶司機室車（A型）的前端中央還設有型）的前端中央還設有應急安全疏散門，在緊急情況下，做成可

8、應急安全疏散門，在緊急情況下，做成可伸縮的套節(jié)式踏級板可向前放下到路基上，伸縮的套節(jié)式踏級板可向前放下到路基上，列車內(nèi)的乘客可通過此踏級板疏散到路基列車內(nèi)的乘客可通過此踏級板疏散到路基上。上。 2 2、轉向架、轉向架 分動力轉向架和非動力轉向架分動力轉向架和非動力轉向架 動力轉向架裝設有牽引電機、減速箱以及動力轉向架裝設有牽引電機、減速箱以及集電器（受電靴）裝置等。集電器（受電靴）裝置等。 3 3、牽引緩沖裝置、牽引緩沖裝置 車輛的連接是通過車鉤實現(xiàn)的，車鉤后部車輛的連接是通過車鉤實現(xiàn)的，車鉤后部一般需要裝設緩沖裝置，以緩和列車運動一般需要裝設緩沖裝置，以緩和列車運動中的沖擊力。中的沖擊力。

9、4 4、制動裝置、制動裝置 制動裝置是保證列車運行安全的裝置。無制動裝置是保證列車運行安全的裝置。無論動車或拖車均需設摩擦制動裝置。針對論動車或拖車均需設摩擦制動裝置。針對城市軌道交通的特點，制動裝置應具備一城市軌道交通的特點，制動裝置應具備一定條件。定條件。 制動方法制動方法 （1）摩擦制動：包括）摩擦制動：包括閘瓦制動閘瓦制動和和盤式盤式制動制動 （2）電氣制動：包括）電氣制動：包括電阻制動電阻制動和和再生再生制動制動 （3）電磁制動：包括）電磁制動：包括磁軌制動磁軌制動和和渦流渦流制動制動 制動方法制動方法 磁軌制動是將電磁鐵落在鋼軌上，并接磁軌制動是將電磁鐵落在鋼軌上，并接通激磁電流將

10、電磁鐵吸附在鋼軌上，通通激磁電流將電磁鐵吸附在鋼軌上，通過磨耗板與軌面摩擦產(chǎn)生制動力。過磨耗板與軌面摩擦產(chǎn)生制動力。 渦流制動是將電磁鐵落至距軌面渦流制動是將電磁鐵落至距軌面710mm處，電磁鐵與鋼軌間的相對運處，電磁鐵與鋼軌間的相對運動引起電渦流作用形成制動力。動引起電渦流作用形成制動力。 電磁制動的最大優(yōu)點是所產(chǎn)生的制動電磁制動的最大優(yōu)點是所產(chǎn)生的制動力不受輪軌間的粘著條件限制。力不受輪軌間的粘著條件限制。 城市軌道交通車輛一般均采用再生制動城市軌道交通車輛一般均采用再生制動與電阻制動相結合的電制動優(yōu)先、空電與電阻制動相結合的電制動優(yōu)先、空電聯(lián)合制動方式，保證在制動系統(tǒng)允許的聯(lián)合制動方式，

11、保證在制動系統(tǒng)允許的條件下得到盡可能大的制動減速度。條件下得到盡可能大的制動減速度。 5 5、受流裝置、受流裝置 從接觸導線（接觸網(wǎng)）或導電軌（第三軌）從接觸導線（接觸網(wǎng)）或導電軌（第三軌）將電流引入動車的裝置。也稱為受流器。將電流引入動車的裝置。也稱為受流器。 一般有一般有 桿形受流器桿形受流器 （多用于城市無軌電車）（多用于城市無軌電車） 弓形受流器弓形受流器 （多用于城市有軌電車）（多用于城市有軌電車） 側面受流器側面受流器 （多用于礦山貨車）（多用于礦山貨車） 軌道式受流器（第三軌受流）軌道式受流器（第三軌受流） 受電弓受流器（適用于高速干線）受電弓受流器（適用于高速干線） 6 6、車

12、輛內(nèi)部設備、車輛內(nèi)部設備 服務于乘客的車體內(nèi)部固定附屬裝置（如車服務于乘客的車體內(nèi)部固定附屬裝置（如車燈、廣播、空調(diào)、座椅等）燈、廣播、空調(diào)、座椅等） 服務于車輛運行的設備裝置（如蓄電池箱、服務于車輛運行的設備裝置（如蓄電池箱、繼電器箱、主控制箱、風缸、電源變壓器等）繼電器箱、主控制箱、風缸、電源變壓器等） 7 7、車輛電氣設備、車輛電氣設備 各種電氣設備及其控制電路各種電氣設備及其控制電路 包括：主電路系統(tǒng)、輔助電路系統(tǒng)、電子控制包括：主電路系統(tǒng)、輔助電路系統(tǒng)、電子控制電路系統(tǒng)電路系統(tǒng) 城市軌道交通車輛的電氣部分主要是按功能和城市軌道交通車輛的電氣部分主要是按功能和系統(tǒng)以屏、柜及箱體的形式安

13、裝在車廂內(nèi)及懸系統(tǒng)以屏、柜及箱體的形式安裝在車廂內(nèi)及懸掛固定在車體底部車架上。為了使車廂用于載掛固定在車體底部車架上。為了使車廂用于載客部分的空間盡量多，電氣箱柜絕大部分安裝客部分的空間盡量多，電氣箱柜絕大部分安裝在車體底下的空間。在車體底下的空間。 有軌電車的車輛：有軌電車的車輛： 有軌電車行駛線路曲線半徑小，舊式有軌電車行駛線路曲線半徑小，舊式有軌電車車輛長度一般在有軌電車車輛長度一般在12m，寬度，寬度一般在一般在2-2.4米。一般編組米。一般編組1-2節(jié)。節(jié)。 70年代以后的有軌電車采用新技術，年代以后的有軌電車采用新技術，故現(xiàn)代有軌電車與輕軌車輛已無多大故現(xiàn)代有軌電車與輕軌車輛已無多

14、大差別。差別。 城市軌道交通車輛城市軌道交通車輛 四軸車車輛長度不超過四軸車車輛長度不超過20米，每側不少米，每側不少于于3個車門；六軸車不超過個車門；六軸車不超過25米，每側米，每側至少至少4個車門；八軸車不超過個車門；八軸車不超過30米，每米，每側至少側至少5個車門。個車門。 輕軌車輛的優(yōu)點是因地制宜，如供電方輕軌車輛的優(yōu)點是因地制宜，如供電方式有式有600V、750V、1500V，車輛寬度，車輛寬度在在2.4-2.65米。長度也有較大差異。米。長度也有較大差異。 輕軌系統(tǒng)車輛輕軌系統(tǒng)車輛 基本要求基本要求 每列車載客量：每列車載客量：1000人人(座席座席+6人人/m 站席站席) 列車編

15、組：列車編組： 最多最多3輛輛 列車長度：列車長度： 最長最長100米米 列車寬度：列車寬度： 最大最大2.65米米 速度：速度： 最大最大80km/h 軌距：軌距： 1435mm 單向能力：單向能力： 一般一般3000-31000人人 車輛：車輛： 高地板車：高地板車： 0.9-1.0m 低地板車：低地板車：0.3-0.35m 車體設計壽命：車體設計壽命： 30年以上年以上 大修周期：大修周期： 8年年/5萬萬km。 車門開度車門開度 1300-1350*1950mm 廣州地鐵車輛廣州地鐵車輛 車輛：車輛：21列列126節(jié)節(jié) 列車編組列車編組6輛輛 A(T)+B(M)+C(M)+C+B+A

16、車輛寬度車輛寬度3米米 高度高度3.8米米 電壓電壓1500VDC 初始加速度初始加速度1.0m/s 最大減速度最大減速度1.3m/s 最大速度最大速度80km/h 車輛自重車輛自重 33T(A),36T(B,C) 每節(jié)車每側設內(nèi)插式車門每節(jié)車每側設內(nèi)插式車門5對對 凈開寬度凈開寬度 1.4米米 額定載客：額定載客： 6人人/米米 -310人人/節(jié)節(jié) 9人人/米米 -432人人/節(jié)節(jié) 6節(jié)列車總長度：節(jié)列車總長度：140米米 電機額定功率：電機額定功率： 190千瓦千瓦 常用制動：常用制動： 再生制動再生制動 緊急制動：緊急制動： 電阻制動電阻制動 生產(chǎn)廠家：生產(chǎn)廠家： 德國德國Adtranz

17、公司公司 平均價格：平均價格： 180萬美元萬美元 廣州地鐵車輛廣州地鐵車輛 上海地鐵車輛上海地鐵車輛 車鉤連接面間長度車鉤連接面間長度 24140mm(拖車拖車) 22800mm(動車動車)； 最大寬度：最大寬度： 3000mm 軌頂面到車頂高度：軌頂面到車頂高度：3800mm 車鉤水平中心線到軌頂面高度：車鉤水平中心線到軌頂面高度：720mm 軸距：軸距： 2500 mm 軌距：軌距： 1435mm 輪徑：輪徑： 840mm； 自重：自重： 32t(拖拖) 38t(動動) 坐席數(shù)：坐席數(shù)： 62 最大載客數(shù)：最大載客數(shù)：410人人 最高速度：最高速度： 80km/h 起動平均加速度：起動平

18、均加速度： 0.9m/s2,(六節(jié)編組六節(jié)編組) 1.0m/s2 (八節(jié)編組八節(jié)編組) 常用制動平均減速度：常用制動平均減速度： 1.0m/s 緊急制動平均減速度：緊急制動平均減速度： 1.3m/s 軸重：軸重： 14t 電網(wǎng)電壓：電網(wǎng)電壓：1500VDC +20% -30% 產(chǎn)地：產(chǎn)地： 德國德國 平均價格：平均價格：127萬美元萬美元 全部車輛：全部車輛： 96輛輛。 上海地鐵車輛上海地鐵車輛 上海地鐵車輛上海地鐵車輛 2.2 2.2 車輛段及其任務車輛段及其任務 軌道交通系統(tǒng)的車輛管理單位基本上有兩軌道交通系統(tǒng)的車輛管理單位基本上有兩種：一是車輛段；二是停車場。種：一是車輛段；二是停車場

19、。 車輛段車輛段是電動車輛停放是電動車輛停放、運用運用、檢查檢查、管管理理、整備和檢修保養(yǎng)的場所及管理單位整備和檢修保養(yǎng)的場所及管理單位。 目前國內(nèi)各城市的地鐵采用的修程基本上目前國內(nèi)各城市的地鐵采用的修程基本上分四種：廠修分四種：廠修、架修架修、定修定修、月修月修。 車輛段業(yè)務范圍：車輛段業(yè)務范圍： (1)列車運用列車運用，編組編組，調(diào)車調(diào)車，停放停放，日常日常檢查檢查，故障處理故障處理，清掃等；清掃等； (2)車輛技術檢查車輛技術檢查，月修月修，定修定修，架修架修，臨修等；臨修等； (3)列車折返及乘務組換班；列車折返及乘務組換班； (4)其他維修工作其他維修工作。 車輛段數(shù)量及功能設置車

20、輛段數(shù)量及功能設置 一般一條線設一個車輛段一般一條線設一個車輛段，線路長度超過線路長度超過20km的線路可以設一個車輛段的線路可以設一個車輛段、一個停一個停車場車場。停車場可進行月修停車場可進行月修。 一般運營線路里程達到一般運營線路里程達到50km時應考慮設時應考慮設車輛修理工廠車輛修理工廠(50km線路平均每天有線路平均每天有3-4輛車廠修輛車廠修)。 車輛段數(shù)量及功能設置車輛段數(shù)量及功能設置 車輛段主要承擔的任務有列車的運用及車輛段主要承擔的任務有列車的運用及定期檢修作業(yè)。定期檢修作業(yè)。 車輛的廠修和車輛段車輛的廠修和車輛段內(nèi)設備的大修一般可由車輛設備修理工內(nèi)設備的大修一般可由車輛設備修

21、理工廠或委托其他工廠擔當，也可選擇一個廠或委托其他工廠擔當，也可選擇一個車輛段增加車輛廠修任務。車輛段增加車輛廠修任務。 車輛段的線路布置車輛段的線路布置 車輛段線路布置的一般原則：車輛段線路布置的一般原則： (1)收發(fā)車順暢收發(fā)車順暢 (2)停車檢修分區(qū)合理停車檢修分區(qū)合理 (3)用地布置緊湊用地布置緊湊 車輛段一般可布置成貫通式或盡頭式，車輛段一般可布置成貫通式或盡頭式，貫通式車輛段可以兩端分別收發(fā)車，貫通式車輛段可以兩端分別收發(fā)車，能力較高，停車列檢庫一股道可以停能力較高，停車列檢庫一股道可以停3列車；遠期列車；遠期2列車；盡端式車輛段停列車；盡端式車輛段停車列檢庫一股道可以停車列檢庫一

22、股道可以停2列車，遠期列車，遠期1列車。列車。 輕軌車輛檢修周期表輕軌車輛檢修周期表 修程修程 檢修周期檢修周期 修車時間修車時間 施修地點施修地點 廠修廠修 54-60萬萬km 40d 車輛段或工廠車輛段或工廠 架修架修 18-20萬萬km 20d 車輛段車輛段 定修定修 6-7萬萬km 10d 車輛段車輛段 月修月修 1-1.2萬萬km 2d 車場車場 列檢列檢 200-400km(每天每天) 2h 車場或列檢所車場或列檢所 2.3 2.3 限界限界(Load Gauge)(Load Gauge) 限界限界是指列車沿固定的軌道運行時是指列車沿固定的軌道運行時所需要的空間尺寸。限界越大，安所

23、需要的空間尺寸。限界越大，安全度越高，但工程量及工程投資也全度越高，但工程量及工程投資也隨之增加。隨之增加。 2.3.1 2.3.1 限界的種類限界的種類 根據(jù)軌道交通系統(tǒng)的構成和設備運營要求，根據(jù)軌道交通系統(tǒng)的構成和設備運營要求，限界可以分為車輛限界、設備限界、建筑限界可以分為車輛限界、設備限界、建筑限界、接觸軌和接觸網(wǎng)限界。限界、接觸軌和接觸網(wǎng)限界。 限界的確定需要根據(jù)車輛外輪廓尺寸及技限界的確定需要根據(jù)車輛外輪廓尺寸及技術參數(shù)、軌道特性、各種誤差及變形，并術參數(shù)、軌道特性、各種誤差及變形，并考慮列車在運動中的狀態(tài)等因素，經(jīng)過科考慮列車在運動中的狀態(tài)等因素，經(jīng)過科學的分析計算后確定。學的分

24、析計算后確定。 1車輛限界車輛限界 坐標系坐標系 車輛輪廓限界車輛輪廓限界 車輛限界圖車輛限界圖 車輛限界的各點坐標車輛限界的各點坐標 2設備限界設備限界 設備限界是為保證軌道交通系統(tǒng)的列車等設備限界是為保證軌道交通系統(tǒng)的列車等移動設備在運營過程中的安全所需要的限移動設備在運營過程中的安全所需要的限界。設備限界要在車輛限界的基礎上，考界。設備限界要在車輛限界的基礎上，考慮軌道出現(xiàn)狀態(tài)不良而引起的車輛偏移和慮軌道出現(xiàn)狀態(tài)不良而引起的車輛偏移和傾斜；此外，還要考慮適當?shù)陌踩A留量。傾斜；此外，還要考慮適當?shù)陌踩A留量。 設備限界圖設備限界圖 設備限界的各點坐標設備限界的各點坐標 3建筑限界建筑限界

25、 建筑限界是指在行車隧道和高架橋等結構建筑限界是指在行車隧道和高架橋等結構物的最小橫斷面所形成的有效內(nèi)輪廓線基物的最小橫斷面所形成的有效內(nèi)輪廓線基礎上，再考慮其施工誤差、測量誤差、結礎上，再考慮其施工誤差、測量誤差、結構變形等因素，為滿足固定設備和管線安構變形等因素，為滿足固定設備和管線安裝的需要而必須的限界。裝的需要而必須的限界。 2.3.2 2.3.2 區(qū)間直線地段的限界區(qū)間直線地段的限界 隧道建筑限界隧道建筑限界 在既定的車輛類型、在既定的車輛類型、受電方式、施工方法及結構型式等基礎受電方式、施工方法及結構型式等基礎上確定的隧道的建筑限界。上確定的隧道的建筑限界。 它分為矩形隧道建筑限界

26、它分為矩形隧道建筑限界、圓形隧道建圓形隧道建筑限界筑限界、馬蹄型隧道建筑限界三種類型馬蹄型隧道建筑限界三種類型。 在高架橋上在高架橋上，還有其相應限界還有其相應限界。 在曲線、道岔區(qū)要考慮加寬、加高。在曲線、道岔區(qū)要考慮加寬、加高。 2.3.4 2.3.4 車站限界車站限界 一般站臺邊緣與車廂外側之間的空隙設置一般站臺邊緣與車廂外側之間的空隙設置100mm為宜，站臺面的高度應低于車廂為宜，站臺面的高度應低于車廂地板面地板面50mm100mm較為合適。這個較為合適。這個數(shù)值與車輛質量及運營水平有關，也與線數(shù)值與車輛質量及運營水平有關，也與線路和車站工程的施工質量有關。路和車站工程的施工質量有關。