某地铁线路设计（三）开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文献综述

一、选题的依据、意义和理论或实际应用方面的价值：

（一）选题的依据

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

一、本课题要研究或解决的问题

1、渡线问题。地铁渡线设计时,正线和辅助线渡线的最小线间距,以及渡线的缩短和渡线路方向设置,均为设计的难点,设计期间由于忽视了道岔间短轨的长短因素,以及缩短渡线的道岔角度、道岔前端至岔心距离不够精确,从而影响了渡线减少的有效长度,并导致渡线设置方向偏颇。

2、曲线线间距问题。在设计时,无法获取包括车辆弹簧永久下沉量和动挠度等设计参数,因此曲线地段的矩形建筑限界,无法进行加宽。而曲线区段外侧加宽的条件,必须根据车辆定距、车辆轴距、车辆长度、圆曲线半径、轨道超高角度、内外轨中心距离等轨道参数,以此确定曲线线间距的安全富余量,而这恰恰是曲线线间距确定时的薄弱环节。

3、道岔选型问题。根据《地下铁道设计规范》要求,铁路的正线和辅助线,钢轨的规格为50kg/m,但就目前地铁的道岔选型情况,笔者发现钢轨的强度存在低于线路标准的情况,譬如某地铁的钢轨力学性能指标在正线钢轨标准之下,与道岔钢轨的匹配程度不足,需要采取措施补救,否则会影响地铁线路运行的安全。

二、本课题主要研究内容

1、选线。

经济选线就是选择行车线路的起始点和经过点。线路起始点往往选择在换乘量大的处所。在城市中心区，轨道交通宜设置在地下。线路应尽量经过大的客流集散点。在市郊集合部和郊区，应以高架桥和地面线路为主。地铁与轻轨不论地下、高架或地面线，左线和右线一般平行并列于同一街道范围内。左右线的组合方式形式多样。

2、线路平面设计。

第一步：以城市道路红线或建筑物坐标为控制点，首先确定线路任意点的坐标和沿线路走向的直线方位角，以此作为计算基础。

第二步：交点坐标的计算

该步骤从起点开始，先用已知直线相交公式及点间距离公式求出起始边长，然后用坐标公式计算交点坐标。用交点坐标及第二直线方位角作为新起始边直线，继续采用上述方法计算第二个交点坐标，这样交替计算边长和坐标，直至全线交点坐标计算完成。

第三步：曲线要素计算根据线路的设计标准，选用合理的曲线半径和缓和曲线长度，计算各曲线要素。

第四步：里程计算

里程计算一般从起点开始，以公里标K0 000表示，依此推算各点里程。

里程计算一般包括起终点、直缓、缓圆、圆缓、缓直、车站中心、道岔中心以及特殊点的里程等。

需要时，左右线的里程分别进行计算，先右线后左线，一般在车站中心里程相同，当左右线线路长度不同时，左线设断链进行调整。

第五步：关键点坐标及距离计算

这一步主要是采用点线间垂距计算方法，对一些工程控制点距线路的距离以及线路左右线的线间距作计算，以验算和确定工程设计的条件。

最小曲线半径：是修建地下铁道的主要技术标准之一，它与地铁线路的性质、车辆性质、行车速度、地形地物条件等有关。最小曲线半径选定的合理与否，对地下铁道线路的工程造价、运行速度、养护维修都将产生重大影响。理论公式：

曲线半径选择：线路平面最小线路半径，按《地下铁道设计规范》（GB50157－2003）规定选择。

为了保证列车运行的平顺，满足曲率过渡、轨距加宽和超高过渡的要求，保证乘客舒适安全，在正线上当曲线半径等于或小于2000m时，圆曲线与直线间应根据曲率半径和行车速度设置缓和曲线。

3、路线纵断面设计。

轨道交通线路由地下过渡到地上，线路纵断面设计可采用以下步骤进行：1)在道路中间开口，即在道路中间设置过渡段，可分为双线同时出洞和单线先后出洞两种形式。

2)在道路红线以外开口。3)结合地形等环境条件开口。

设计要点：1）坡段应尽可能长，以保证列车安全平稳地运行，提高乘客的舒适度；

2）尽量设计成节能坡道，即车站位于纵断面高处，区间位于低处，车站之间形成凹形坡，以便于列车运行时节省能源；3）左右线坡道的设计应根据区间结构形式确定，当两线位于同一隧道时，左右线坡度应一致，在曲线地段，左线坡度进行调整，使曲线范围内同一法线断面上的左右线标高相同；当左右线分设单线隧道内，应使车站范围内左右线坡度及标高一致。4）车站站台和道岔范围内不应设置竖曲线，竖曲线也不应与平面缓和曲线重叠；5）相邻坡段坡度代数差不受限制。

坡度选择

⑴最大纵坡

①我国地下铁道正线规范规定最大坡度宜采30，困难地段可采用35，辅助线的最大坡度宜采用40，但均不包括各种坡度的折减值。

②高架轻轨线按我国轻轨样车技术条件规定正线的限制坡度定为60。

⑵车站纵坡

①地下铁道车站站台计算长度段坡度宜采用2，困难条件下不大于3。

②地面和高架桥的车站站台段线路设置在平道，在困难地段可设在不大于3的坡道。

⑶最小纵坡

①隧道内线路坡度一般不小于3。

②车场线设在不大于1.5的坡道上。

③为了便于道岔的养护与维修，道岔应铺设在不大于5的坡度上，在困难的条件下可设在不大于10的坡度上。

④隧道内折返线和存车线一般选取20。

竖曲线：

⑴为了缓和变坡度的急剧变化，使列车通过变坡点时产生的附加加速度不超过允许值，相邻坡度差大于或等于2时，应设竖曲线。

⑵列车通过变坡点时产生附加加速度av(m/s2)，竖曲线半径RV(m)和行车速度V(km/h)之间关系为：

⑶我国地铁规范上正线取值一般av=0.1m/s2，困难条件下av=0.17m/s2。考虑区间正线的运行速度一般为80km/h，站端为60km/h.。

坡段长度综合考虑行车平稳及工程量的影响来确定最短坡段长度。

⑴一般情况下线路纵向最小坡段小于列车长度时，可以使一列车范围内只有一个变坡点。

⑵坡段长度还应满足竖曲线既不相互重叠，又能相隔一定距离，两竖曲线夹直线长度不宜小于50m，有利于列车运行和线路的维修。

4、辅助线配线设计。达到折返线，停车线，存车线，渡线及安全线的主要技术要求，使各线别的主要功能能顺利实现。

5、运营交路设计与运用车数的确定。调查每日的客流量合理分配车数。

6、其它内容（根据图纸的具体情况选定）。

三、拟采用的研究手段

1、选线。

深圳地区地形处于丘陵地带，地势较复杂，选线时主意平坦地带走直线，较陡横坡地带沿匀坡线布线，起伏地带走直连线和匀坡线之间的原则。如曲线线路应采用较大的曲线半径和较短的曲线长度。仔细研究路线布局阶段选定的主要控制点间的地形、地质情况，选定合适的路线。

2、曲线线路的平面设计。

轨道交通的区间线路平面是由直线、圆曲线和缓和曲线组成的。线路平面设计主要包括最小曲线半径、夹直线最小长度、最小圆曲线长度、缓和曲线线型和长度等。

3、曲线线路的纵断面设计。

曲线线路的纵断面是由坡段和连接邻坡段的竖曲线组成的。坡段的特征用坡段长度和坡度值来表示。曲线线路的纵断面设计主要包括确定最大坡度、坡段长度、坡段连接与坡段折减等问题。

4、线路平面图和纵断面图。

线路平面图和纵断面图是铁路设计的基本文件。在各个设计阶段都要编制要求不同、用途不同的各种平面和纵断面图，其比例尺、项目内容和详细程度都不同。铁路线路各种平纵断面图都有标准的格式和要求，设计师可参考铁道部审批的《铁路线路图式》。

5、定线方法。

铁路定线可分为纸上定线和野外定线两种基本方法。纸上定线是在等高线地形图哈桑选定线路的走向的位置，野外定线则是在实地进行这些工作。在实选线过程中，为了选择最佳的线路位置，通常采用两种方法相结合的办法交替进行。

四、技术线路图

五、进程安排