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一文詳解地鐵設計知識

更新時間:2020-09-02 點擊數:125

一文詳解地鐵設計知識

1、基本概念

1.1城市軌道交通:在不同型式軌道上運行的大、中運量城市共公交通工具,是當代城市中地鐵、輕軌、單軌、自動導向、磁浮等軌道交通的總稱。

1.2地鐵:在城市中修建的快速、大運量用電力牽引的軌道交通。線路通常設在地下隧道內,也有的在城市中心以外地區從地下轉到地面或高架橋上。

1.3 單軌鐵路(Monorail),簡稱單軌,是鐵路的一種,特點是使用的軌道只有一條,而非傳統鐵路的兩條平衡路軌。單軌鐵路的路軌一般以混凝土制造,比普通鋼軌寛很多。而單軌鐵路的車輛比路軌更寛。和城市軌道交通系統相似,單軌鐵路主要應用在城市人口密集的地方,用來運載乘客。亦有在游樂場內建筑的單軌鐵路,專門運載游人。

1.3.1單軌鐵路主要分成兩類。懸掛式單軌鐵路的列車懸掛在軌道之下。另一種較為常見的是跨座式單軌鐵路,列車跨座在路軌之上,兩旁蓋過路軌。跨座式單軌最先由瑞士ALWEG發明,而最先提出懸掛式單軌的是SAFEGE。

1.3.2現代的單軌鐵路由電動機推進,一般使用輪胎而不使用鋼制的車輪。輪胎會在路軌的上面及兩旁轉動,推動列車及維持平衡。早期單軌系統的設計是不能使用轉轍器的,使運作上出現很多不便。現代的單軌系統多數已經可以使用轉轍器,讓車輛可以駛進不同的線路,而同一線路亦可作雙程行駛。

1.4 輕軌 "地鐵"、“輕軌”莫混淆 軌道交通中采用中等載客量車廂,能適應遠期單向最大高峰小時客流量1.5——3.0萬人次的成為輕軌鐵路。若采用大載客兩車廂,能適應遠期單向高峰小時客流量為3.0——6.0萬人次的統稱為地鐵。當然,地鐵有建于地下、地面、高架的(如建于地面上的高架地鐵也可稱之為軌道交通);而輕軌鐵路同樣有建于地下的、地面的、高架的。兩者區分主要視其單向最大高峰小時客流量。中等載客兩的輕軌鐵路車廂,一般額定載客量是202人/輛(超員為224人/輛),編組采用每列2——4輛,如莘莊——閔行輕軌鐵路即是。而大載客量的地鐵車廂,一般的額定載客量為310人/輛(超員為410人/輛),編組采用每列6輛,如上海地鐵1號線、2號線即是。目前,上海最大的公共交通設施——軌道交通明珠線的客流量為:建成期日客流量為72.9萬人次,即高峰階段每小時單向客流為2.04萬人次;遠期(至2020年)的日客流量為91.4萬人次,即高峰階段每小時單向客流量為5.15萬人次。列車編組為6輛,列車運行間隔時間初期為5.5分鐘,遠期為2.1分鐘。

1.5 自動導向車(Automated Guided Vehicle,簡稱AGV)也稱為自動導向搬運車、自動引導搬運車。自動導向車(AGV) 是采用自動或人工方式裝載貨物,按設定的路線自動行駛或牽引著載貨臺車至指定地點,再用自動或人工方式裝卸貨物的工業車輛。按日本JISD6801的定義:AGV是以電池為動力源的一種自動操縱行駛的工業車輛。自動導向車只有按物料搬運作業自動化、柔性化和準時化的要求,與自動導向系統、自動裝卸系統、通訊系統、安全系統和管理系統等構成自動導向車系統(AGVS)才能真正發揮作用。

1.6磁懸浮鐵路(Maglev Railway)是一種新型的交通運輸系統,它是利用電磁系統產生的排斥力將車輛托起,使整個列車懸浮在導軌上,利用電磁力進行導向,利用直線電機將電能直接轉換成推動列車前進。它消除了輪軌之間的接觸,無摩擦阻力,線路垂直負荷小,時速高,無污染,安全,可靠,舒適。其應用仍具有廣泛前景。高速磁浮列車運行時,與軌道完全不接觸。它沒有輪子和傳動機構,列車的懸浮、導向、驅動和制動都是利用電磁力來實現的。懸浮電磁鐵以電磁力使車輛往上浮起,電磁控制系統保證磁浮列車與軌道保持約10毫米間距。導向電磁鐵保證列車沿線路兩側的定位。列車通過長定子同步直線電機來驅動和制動。直線電機定子線圈中的電流產生一個運動磁場,在這個運動磁場的作用下,推動磁浮列車前進。

高速磁浮列車與傳統的高速輪軌列車相比,除了運營速度可達每小時450公里至500公里的速度優勢之外,還有四個優點:磁浮列車能耗低,是汽車的一半、飛機的四分之一;啟動快、爬坡能力強,選線比較靈活;安全、舒適、維護少;采用電力驅動,沒有廢氣排放,運行時沒有車輪和軌道間的摩擦,環境影響小。

2、地鐵系統組成

2.1 地鐵車站是地鐵系統一個重要組成部分,地鐵乘客乘坐地鐵必須經過地鐵車站,他與乘客的關系極為密切,同時他又集中設置了地鐵運營中很大一部分技術設備和運營管理系統。因此,他對保障地鐵安全運行起到至關重要作用。所以車站位置的選擇,環境的好壞、設計的合理與否,都會直接影響到地鐵的社會效益,環境效益和經濟效益,影響到城市規劃和城市景觀。

2.2地鐵區間是連接相鄰兩個車站的行車通道,他直接關系到行車的安全運行。區間設計的合理性、經濟性對地鐵總投資的影響很大,對乘客乘坐地鐵的舒適感和列車運行速度的提高也有影響。

2.3車輛段是地鐵列車停車和日常檢修維修的場所,他又是技術培訓的基地。由各種生產、生活、輔助建筑及各專業的設備和設施組成。

3、地鐵車站分類

地鐵車站根據所處位置、埋深、運營性質、結構橫斷面形式、站臺形式、換乘方式的不同進行分類。

3.1按車站與地面相對位置分類

(1)地下車站:車站結構位于地面以下。

(2)地面車站:車站結構位于地面。

(3)高架車站:車站結構位于地面高架橋上。

3.2按車站頂板覆土埋深分類

(1)淺埋車站:車站結構頂板位于地面以下的深度較淺。

(2)深埋車站:車站結構頂板位于地面以下的深度較深。深埋車站一般設在地面以下穩定地層或堅固底層內。

3.3按運營性質分類

(1)中間站(即一般站):中間站僅供乘客上、下車之用。功能單一,是地鐵最常用的車站。

(2)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。站內設有折返線和設備。根據客流量大小,合理組織列車運行,在兩個區域站之間的區域段上增加或減少行車密度。區域站兼有中間站的功能。

(3)換乘站:換乘站是位于兩條及兩條以上線路交點上的車站。他除具有中間站的功能外,更主要的是他可以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。

(4)樞紐站:樞紐站是由此站分出另一條線路的車站。該站可接、送兩條線路的乘客。

(5)聯運站:聯運站是指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、換乘站的雙重功能。

(6)終點站:終點站是設在線路兩端的車站。就列車上、下行而言,終點站也是起點站(或成起始站),終點站設有可供列車全部折返的折返線和設備,也可供列車臨時停留檢修。

3.4按車站結構橫斷面形式分類

車站結構橫斷面形式主要根據車站埋深、工程地質、水文地質條件、施工方法、建筑藝術效果等因素決定。在選定結構橫斷面形式時,應考慮到結構的合理性、經濟性、施工技術和設備條件。車站結構橫斷面形式主要有以下幾種:

(1) 矩形斷面:矩形斷面是車站中最常用的結構形式,一般用于淺埋車站。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。

(2) 拱形斷面:拱形斷面多用于深埋車站,有單拱和多跨連拱等形式,單拱斷面由于中部起拱,高度較高,兩側拱角處相對較低,中間無柱,因此建筑空間顯得高大寬闊,如建筑處理得當,就會得到理想的建筑藝術效果。

(3) 圓形斷面:圓形斷面用于深埋或盾構法施工的車站。

(4)其它類型斷面:其它類型斷面有馬蒂形、橢圓形等。

3.5按車站站臺形式分類

車站站臺形式主要有以下三類

(1) 島式車站:站臺位于上、下行行車線路之間,這種站臺布置形式稱為島式站臺。具有島式站臺的車站稱為島式站臺車站(簡稱島式車站,下同。)島式車站是常用的一種車站形式。

島式車站具有站臺面積利用率高、能靈活調劑客流、乘客使用方便等特點。因此,一般用于客流量較大的車站。

有喇叭口(常用作車站設備用房)的島式車站在改建擴建時,延長車站是很困難的。

(2)側式站臺;

(3) 島側混合式站臺。

3.6按車站換乘形式分類

車站間換乘分為兩類:

3.6.1按車站換乘方式分類: (1)站臺直接換乘 (2)站廳換乘 (3)通道換乘

3.6.2按車站換乘形式分類:按兩個車站平面組合的形式分為5類:(1)“一”字形換乘 (2)“L”形換乘 (3)“T”形換乘 (4)“+” 形換乘 (5)“工” 形換乘。

4、地鐵車站建筑及平面布局

4.1地鐵車站的特點

4.1.1一般車站

(1)車站位置受客觀條件限制較多。

(2)客流量大,客流連續,方向性強。

(3)列車停站時間短。一般停站時間為20-30S。

(4)

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