轨道交通线路模型

一轨道交通线路模型
1.轨道交通线路的分类
1.1.按线路与地面的关系分类
按线路与地面的关系分为地下线、地面线、高架线。

地下线一般选择在城市中心繁华地区，是对城市环境影响最小的一种线路敷设方式。

地面线是造价最低的一种敷设方式，一般敷设在有条件的城市道路或郊区。

高架线介于地面和地下之间的一种线路，既保持了专用道的形式，占地较少，又对城市交通干扰较小。

1.2.按线路在运营中的作用分类正线、辅助线、车场线
(1).正线正线是指供载客列车运行的线路，贯穿所有车站和区间。

城市轨道交通正线是独立运行的线路，一般按双线设计，采用右侧行车制。

大多数线路为全封闭，与其他交通线路相交处，一般采用立体交叉。

图1-1 正线
(2).辅助线辅助线是指为空载列车进行折返、停放、检查、转线及出入段作业所运行的线路，包括折返线、渡线、停车线、车辆段出入线和联络线等。

1) 折返线全线客流分布不均匀时，可组织区段运行，即在尽端站与中间站或中间
站与中间站之间进行列车折返调头，在这些地方需要为列车设置折返线。

图1-2 折返线
2)、渡线渡线是指在上下行正线之间（或其他平行线路之间）设置的连接线，通过一组联动道岔达到转线的目的。

渡线有单渡线和交叉渡线之分。

图1-3渡线
3)、停车线停车线一般设置在端点站，专门用于停车，也可进行少量检修作业。

图1-4停车线
4)、车辆段出入线车辆段，在轨道交通沿线适当的位置设置，保证运行列车的停放和检修。

车辆段与正线连接的线路为车辆段出入线。

图1-5 车辆段出入线
5)、联络线在整个城市轨道交通网络中，要使同种制式线路可以实现列车过轨运行，这种过渡一般需要通过线与线之间的联络线来实现。

图1-6联络线
1.3.车场线车场线是指在车辆基地内的各种作业线
包括检修线、试验线、洗车线、出入库线.
选线包括选择设计线路的走向、路由、车站分布、辅助线分布、交叉形式和铺设方式等。

选线分为经济选线和技术选线。

2. 车站是轨道交通线路
车站是轨道交通线路是电气设备、信号设备、控制设备等集中的场所，也是运营、管理人员工作的场所。

车站一般由车站主体（站台、站厅、设备用房、管理用房等）、出入口及通道、通风道及通风亭等附属建筑物组成。

2.1 .按车站与地面的相对位置分类分为:地下站、地面站、高架站
图2-1车站示意图
图2-2地面站
图2-3地下站
图2-4高架站
2.2.按运营性质分类
分为：中间站、区域站、换乘站、终点站、枢纽站、联运站。

中间站:一般只供乘客乘降用，有的中间站设有折返设备可供列车折返和进行列车运行调整，以便在相邻区段上组织密度不同的行车和恢复正常的列车运行秩序，轨道交通路网中的车站大多属于中间站。

区域站:为将客流量差距较大的线路段划分出来而设置折返设备的车站。

换乘站：除供乘客乘降之用外，还供乘客由一条线路的列车换乘到另一条线路的列车上去，换乘站设在不同线路的交叉地点。

终点站：线路两瑞的车站，除供乘客上、下车外，还能供列车折返、停留和检修用。

枢纽站:除供旅客上、下车用之用外，一条线路的中间站，另一条线路的起点站。

联运站:除供旅客上、下车用之用外，联系两种或两种以上交通工具的车站。

图2-5站台形式
2.3.按站台型式分类
A岛式站台——站台位于上、下行行车线路之间，这种站台布置形式称为岛式站台。

具有岛式站台的车站称为岛式站台车站（简称岛式车站）。

图2-6 岛式站台
B侧式站台——站台位于上、下行车线路的两侧，这种站台布置形式称为侧式站台。

具有侧式站台的车站称为侧式站台车站（简称侧式车站）。

图2-7侧式站台
C岛、侧混合式站台——岛、侧混合式站台是将岛式站台及侧式站台同设在一个车站内，具有这种站台形式的车站称为岛、侧混合式站台车站（简称岛、侧混合式车）。

图2-8 岛、侧混合式站台
图2-9车站按站台形式分类示意图
2.4按结构横断面型式分类
矩形断面、拱形断面、圆形断面和其他类型断面
图2-10矩形断面示意图
图2-11圆形断面
2.5.车站按其设备容量分类
车站按其设备容量即小时集散乘客能力的不同可分为一等站、二等站和三等站。

一等站:客流量大、地处大型客流集散点以及地理位置十分重要的车站
二等站:客流量较大、地处市中心或较大的居住区的车站
三等站:客流量较小、地处郊区的各站
3.区间
为了保证行车安全和必要的线路通过能力，城市轨道交通每隔一定距离（1公里左右）需要设置一个车站，车站把每一条铁路线划分成若干个长度不同的段落，
每一段落则称为区间，而车站就成为相邻区间之间的分界点，因此，区间和分界点是组成地铁线路的两个基本环节。

图3-1区间
3.1.区间也有不同的分类
车站与车站之间的区间称为站间区间，车站与线路所之间的区间称为所间区间。

图3-2所间区间
3.2.自动闭塞区间
同方向相邻两架通过色灯信号机柱中心线之间或进站(出站)信号机柱与通过色灯信号机柱中心线之间的一段线路空间，称为闭塞分区
图3-3自动闭塞区间
4.轨道的基本组成
轨道是铁路的主要技术装备之一，是行车的基础。

轨道是由钢轨、轨枕、道床、道岔、联结零件及防爬设备组成。

它的的作用是引导机车车俩运行，直接承受由车轮传来的荷载，并把它传布给路基或桥隧建筑物。

轨道必须坚固稳定，并具有正确的几何形位，以确保机车车辆的安全运行。

轨道包括钢轨、轨枕、联结零件、道岔、防爬设备和道岔等
4.1.钢轨是轨道的主要部件
用于引导机车车辆行驶，并将所承受的荷载传布于轨枕、道床及路基。

同时，为车轮的滚动提供阻力最小的接触面。

以每米长度的重量表示，现行标准钢轨类型有：70 kg/m；60 kg/m；50 kg/m等钢轨的标准长度为25 m、12.5 m两种。

图4-1 钢轨结构
4.2.轨枕是轨道结构的重要部件
一般横向铺设在钢轨下的道床上，承受来在钢轨的压力，使之传布于道床。

同时，利用扣件有效地保持两股钢轨的相对位置。

轨枕主要有木枕和混凝土枕两类。

图4-2 轨枕结构
4.3.联结零件是联结钢轨或联结钢轨和轨枕的部件
前者称接头联结零件,后者称中间联结零件（或扣件）。

其作用是有效地保证钢轨与钢轨或钢轨与轨枕间的可靠联结,尽可能地保持钢轨的连续性与整体性。

阻止钢轨相对于轨枕的纵横向移支，确保轨距正常，并在机车车辆的动力作用下，充分发挥缓冲减振性能，延缓线路残余变形的积累。

图4-3联结零件
4.4.道床是轨枕的基础
在其上以规定的间隔布置一定数量的轨枕，用以增加轨道的弹性和纵、横向移动的阻力，并便于排水和校正轨道的平面和纵断面。

主要材料有碎石和筛选卵石等。

图4-4 道床
4.5.因列车运行时纵向的作用
使钢轨甚至带动轨枕产生纵向移动，这种现象叫线路爬行。

轨道爬行经常出现在单线线路的重车方向、复线线路的行车方向以及长大下坡道和进站前的制动距离内。

防爬设备能有效地防止钢轨与轨枕之间发生纵向的相对移动，制止钢轨爬行。

图4-5防爬设备
5.线路平面
线路平面:路线中心线在水平面上的投影，叫做线路的平面，它表明线路的曲、直变化状态和走向。

5.1.线路的平面由直线、圆曲线以及连接直线与圆曲线的缓和曲线组成
图5-1线路的平面的组成
●（1 ) 圆曲线的主点（控制点）：
●ZY：直圆点，即直线与圆曲线的分界点；
●QZ：曲中点，即圆曲线的中点；
●YZ：圆直点，即圆曲线与直线的分界点。

●JD——两直线方向
●的交点,也是一个
●重要的点(不属于
●线路上）。

图5-2圆曲线
●(2 )、圆曲线要素
●T——切线长,即交点至直圆点或圆直点的直线长度(JD — ZY,JD—YZ之距离)；
●L——曲线长,即圆曲线的长度(ZY—QZ—YZ圆弧的长度）；
●E0——外矢距,即交点至曲中点的距离(JD至QZ之距离)；
●α——转向角,即直线方向转变的水平角；
●R——圆曲线半径。

● T、L、E0、α、R 总称为圆曲线要素。

5.2缓和曲线
在直线与圆曲线之间插入的一段线路，其作用是在缓和曲线范围内，其半径有无限大逐渐变到它所衔接的圆曲线半径（或相反），从而使车辆产生的离心力逐渐增大（或减小），有利于行车平稳。

线路纵断面定义线路中心线展直后在铅垂面上的投影，叫线路的纵断面，它表明线路的坡度变化。

线路纵断面由平道、坡道及设于边坡点处的竖曲线组成。

铁路线路纵断面组成要素为了适应地面的起伏，线路上除了平道外，还修成不同的坡道。

因此平道与坡道就成了线路纵断面的组成要素。

6.道岔
道岔为铁路轨道两线交叉处使车辆能安全又顺利转入他轨的线路连接设备，在线路交叉频繁的车站被大量使用。

每一组道岔由转辙器、岔心、两根护轨和岔枕组成，由长柄以杠杆原理拨动两根活动轨道，使车辆轮缘依开通方向驶入预定进路。

道岔是一种使机车车辆从一股道道转入另一股道的线路连接设备，通常在车站站、编组站站大量铺设。

有了道岔，可以充分发挥线路的通过能力。

即使是单线铁路，铺设道岔，修筑一段大于列车长度的叉线，就可以对开列车。

6.1普通单开道岔
组成：转辙器、辙叉及护轨、连接部分。

图6-1普通单开道岔
1）转辙器部分：基本轨、尖轨和转辙机械。

2）辙叉及护轨部分：辙叉心、翼轨和护轨。

3）连接部分：直轨、曲线轨。

4）有害空间：从两翼轨最窄处到辙叉心实际尖端之间，存在一个轨线中断的空隙。

图6-2有害空间
由于道岔具有数量多、构造复杂、使用寿命短、限制列车速度、行车安全性低、养护维修投入大等特点，与曲线、接头并称为轨道的三大薄弱环节。

它的基本形式有三种：即线路的连接、交叉、连接与交叉的组合。

常用的线路连接有各种类型的单式道岔和复式道岔；交叉有直交叉和菱形交叉；连接与交叉的组合有交分道岔和交叉渡线等。

道岔是个大家族，最常见的是普通单开道岔。

它由转辙器、连接部分、辙叉及护轨三个单元组成。

转辙器包括基本轨、尖轨和转辙机械。

当机车车辆要从A股道转入B股道时，操纵转辙机械使尖轨移动位置，尖轨1密贴基本轨1，尖轨2脱离基本轨2，这样就开通了B股道，关闭了A股道，机车车辆进入连接部分沿着导曲线轨过渡到辙叉和护轨单元。

这个单元包括固定辙叉心、翼轨及护轨，作用是保护车轮安全通过两股轨线的交叉之处。

车轮在通过辙叉时，从两根翼轨的最窄处到辙叉心的最尖端之间有一段空隙，这就是道岔的有害空间。

车轮通过此处时，有可能因走错辙叉槽而引起脱轨。

设置护轨的目的也就在此，它要强制引导车轮的运行方向。

尽管如此，这个有害空间存在限制了列车通过道岔的速度，对开行高速列车十分不利。

解决道岔有害空间的根本之道，当然是消灭有害空间。

既然普通道岔做不到，就必须研制特殊道岔——活动心轨道岔。

活动心轨最主要的特点是辙叉心轨可以板动。

当我们要开通某一方向股道时，活动心轨的辙叉心轨就与开通方向一致的翼轨密贴，与另一翼轨分开，这样一来，
普通道岔的有害空间就不存在了。

实践证明，消灭了道岔有害空间，行车更加平稳，过岔速度限制较小，因而特别适合运量大，需要开行高速列车的线路使用。

6.2.既然有单开道岔，就有双开道岔、三开道岔以及多开道岔（复式交分道岔）开道岔为Y形，即与道岔相衔接的两股道向两侧分岔。

①双开道岔：道岔衔接两条线路各自向两侧分岔。

双开道岔为Y形，即与道岔相衔
接的两股道向两侧分岔。

图6-3双开道岔
②三开道岔：可以同时衔接三条线路。

三开道岔如同Ψ形，同时衔接三股道，由两组转辙机械操纵两套尖
轨。

图6-4 三开道岔
复式交分道岔像X形，实际上相当于四组单开道岔和一副菱形交叉的组合
图6-5 复式交分道岔
除此而外，还有一种交叉设备，通常使用的叫做菱形交叉。

它由两组锐角辙叉
图6-6道岔号数
的余切值表示
N 图6-7道岔号数计算示意图
图6-8 常用道岔有关指标
不过，事物总有它的两面性，道岔号数越大，道岔越长，造价自然就高，占地也要多得多。

因此，采用什么号数的道岔要因地制宜，因线而异，不可一概而论。

7.信号分类
7.1视觉信号和听觉信号
视觉信号是以信号灯的颜色、显示数目及灯光状态等表达的信号，如地面信号机、手信号旗、信号牌等。

（1）鸣笛的作用是发出警告或要求协助，长声为三秒，短声为一秒，音响间隔为一秒。

（2）为避免对站内乘客及铁路沿途的居民造成滋扰，列车在正线上运行时只可在必要时鸣笛；
7.2固定信号和移动信号
固定信号是固定设置在规定位置的信号装置，如地面信号机等。

7.3地面信号和车载信号
地面信号是设置在线路附近供驾驶员辨识的信号。

7.4颜色及其表示意义
（1）设置原则设置于列车运行方向右侧城市轨道交通采用右侧行车制，不论在正线还是车辆段，地面信号机应设置于列车运行方向的右侧，地面信号机地下部分一般安装在隧道壁上。

（2）信号机限界设备限界是用以限制设备安装的轮廓线，信号机不得侵入设备限界。

7.5正线信号机及表示器
（1）防护信号机在正线道岔岔前和岔后适当地点设置防护信号机，如附录C中的A站、E站、F站等所示。

（2）阻挡信号机在线路尽头处设置阻挡信号机，表示列车停车位置。

（3）通过信号机采用ATC系统的城市轨道交通，自动闭塞通过信号机已经失去主体信号的作用，一般在区间不设置通过信号机。

（4）进、出站信号机车站可根据需要设置进、出站信号机，或仅设置出站信号机。

（5）发车表示器(倒计时发车牌) 车站可在正向出站方向站台一侧，列车停车位置前方适当地点设置发车表示器，向驾驶员表示能否关闭车门及发车的时间。

7.6车辆段信号机
图7-1车辆段信号机示意图
图7-2车辆段信号机灯光
图7-3车辆段信号机现场图
7.7常用色灯信号机
透镜式色灯信号机
图7-4常用色灯信号机结构
（1）可靠性高发光盘是用上百只发光二极管和数十条支路组成，
使用中即使个别发光二极管或支路发生故障也不会影响信号正常显示，这在一定程度减少了信号灯丝双断等故障，提高了信号显示的可靠性。

（2）寿命长发光二极管使用寿命可达105h，是信号灯泡的100倍，有利于实现免维修。

（3）节省能源传统信号灯泡功率为25W，发光盘的功率不足信号灯泡的1/2，考虑到城市轨道交通信号长时间亮灯的特点，采用LED信号机对于节省能源具有显著效果。

（4）聚焦稳定发光盘的聚焦状态在设计和生产中已经确定，并能够始终保持良好的聚焦状态，不需要现场调整，给安装和使用带来方便。

（5）无冲击电流LED二极管自身特点使得信号机在点灯过程中没有信号灯泡冷丝状态的冲击电流，有利于延长供电装置使用寿命。