地铁设计基本知识

地铁设计

1基本概念

1．1城市轨道交通：在不同型式轨道上运行的大、中运量城市共公交通工具，是当代城市中地铁、轻轨、单轨、自动导向、磁浮等轨道交通的总称。

1.2地铁：在城市中修建的快速、大运量用电力牵引的轨道交通。线路通常设在地下隧道内，也有的在城市中心以外地区从地下转到地面或高架桥上。

1.3 单轨铁路（Monorail），简称单轨，是铁路的一种，特点是使用的轨道只有一条，而非传统铁路的两条平衡路轨。单轨铁路的路轨一般以混凝土制造，比普通钢轨寛很多。而单轨铁路的车辆比路轨更寛。和城市轨道交通系统相似，单轨铁路主要应用在城市人口密集的地方，用来运载乘客。亦有在游乐场内建筑的单轨铁路，专门运载游人。

1.3.1单轨铁路主要分成两类。悬挂式单轨铁路的列车悬挂在轨道之下。另一种较为常见的是跨座式单轨铁路，列车跨座在路轨之上，两旁盖过路轨。跨座式单轨最先由瑞士ALWEG发明，而最先提出悬挂式单轨的是SAFEGE。

1.3.2现代的单轨铁路由电动机推进，一般使用轮胎而不使用钢制的车轮。轮胎会在路轨的上面及两旁转动，推动列车及维持平衡。早期单轨系统的设计是不能使用转辙器的，使到运作上出现很多不便。现代的单轨系统多数已经可以使用转辙器，让车辆可以驶进不同的线路，而同一线路亦可作双程行驶。

单轨铁路

1.4轻轨 "地铁"、“轻轨”莫混淆轨道交通中采用中等载客量车厢，能适应远期单向最大高峰小时客流量1.5——3.0万人次的成为轻轨铁路。若采用大载客两车厢，能适应远期单向高峰小时客流量为3.0——6.0万人次的统称为地铁。当然，地铁有建于地下、地面、高架的（如建于地面上的高架地铁也可称之为轨道交通）；而轻轨铁路同样有建于地下的、地面的、高架的。两者区分主要视其单向最大高峰小时客流量。中等载客两的轻轨铁路车厢，一般额定载客量是202

人/辆（超员为224人/辆），编组采用每列2——4辆，如莘庄——闵行轻轨铁路即是。而大载客量的地铁车厢，一般的额定载客量为310人/辆（超员为410人/辆），编组采用每列6辆，如上海地铁1号线、2号线即是。目前，上海最大的公共交通设施——轨道交通明珠线的客流量为：建成期日客流量为72.9万人次，即高峰阶段每小时单向客流为2.04万人次；远期（至2020年）的日客流量为91.4万人次，即高峰阶段每小时单向客流量为5.15万人次。列车编组为6辆，列车运行间隔时间初期为5.5分钟，远期为2.1分钟。

1.5自动导向车(Automated Guided Vehicle，简称AGV)，也称为自动导向搬运车、自动引导搬运车。自动导向车(AGV) 是采用自动或人工方式装载货物，按设定的路线自动行驶或牵引着载货台车至指定地点，再用自动或人工方式装卸货物的工业车辆。按日本JISD6801的定义：AGV是以电池为动力源的一种自动操纵行驶的工业车辆。自动导向车只有按物料搬运作业自动化、柔性化和准时化的要求，与自动导向系统、自动装卸系统、通讯系统、安全系统和管理系统等构成自动导向车系统(AGVS)才能真正发挥作用。

1.6磁悬浮铁路（Maglev Railway）是一种新型的交通运输系统，它是利用电磁系统产生的排斥力将车辆托起，使整个列车悬浮在导轨上，利用电磁力进行导向，利用直线电机将电能直接转换成推动列车前进。它消除了轮轨之间的接触，无摩擦阻力，线路垂直负荷小，时速高，无污染，安全，可靠，舒适。其应用仍具有广泛前景。高速磁浮列车运行时，与轨道完全不接触。它没有轮子和传动机构，列车的悬浮、导向、驱动和制动都是利用电磁力来实现的。悬浮电磁铁以电磁力使车辆往上浮起，电磁控制系统保证磁浮列车与轨道保持约10毫米间距。导向电磁铁保证列车沿线路两侧的定位。列车通过长定子同步直线电机来驱动和制动。直线电机定子线圈中的电流产生一个运动磁场，在这个运动磁场的作用下，推动磁浮列车前进。

高速磁浮列车与传统的高速轮轨列车相比，除了运营速度可达每小时450公里至500公里的速度优势之外，还有四个优点：磁浮列车能耗低，是汽车的一半、飞机的四分之一；启动快、爬坡能力强，选线比较灵活；安全、舒适、维护少；采用电力驱动，没有废气排放，运行时没有车轮和轨道间的摩擦，环境影响小。

2地铁系统组成

2.1地铁车站是地铁系统一个重要组成部分，地铁乘客乘坐地铁必须经过地铁车站，他与乘客的关系极为密切，同时他又集中设置了地铁运营中很大一部分技术设备和运营管理系统。因此，他对保障地铁安全运行起到至关重要作用。所以车站位置的选择，环境的好坏、设计的合理与否，都会直接影响到地铁的社会效益，环境效益和经济效益，影响到城市规划和城市景观。

2.2地铁区间是连接相邻两个车站的行车通道，他直接关系到行车的安全运行。区间设计的合理性、经济性对地铁总投资的影响很大，对乘客乘坐地铁的舒适感和列车运行速度的提高也有影响。

2.3车辆段是地铁列车停车和日常检修维修的场所，他又是技术培训的基地。由各种生产、生活、辅助建筑及各专业的设备和设施组成。

3地铁车站分类

地铁车站根据所处位置、埋深、运营性质、结构横断面形式、站台形式、换乘方式的不同进行分类。

3.1按车站与地面相对位置分类

（1）地下车站：车站结构位于地面以下。

（2）地面车站：车站结构位于地面。

（3）高架车站：车站结构位于地面高架桥上。

3.2按车站顶板覆土埋深分类：

（1）浅埋车站：车站结构顶板位于地面以下的深度较浅。

（2）深埋车站：车站结构顶板位于地面以下的深度较深。深埋车站一般设在地面以下稳定地层或坚固底层内。

3.3按运营性质分类

（1）中间站（即一般站）：中间站仅供乘客上、下车之用。功能单一，是地铁最常用的车站。

（2）区域站（即折返站）：区域站是设在两种不同行车密度交界处的车站。站内设有折返线和设备。根据客流量大小，合理组织列车运行，在两个区域站之间的区域段上增加或减少行车密度。区域站兼有中间站的功能。

（3）换乘站：换乘站是位于两条及两条以上线路交点上的车站。他除具有中间站的功能外，更主要的是他可以从一条线上的车站通过换乘设施转换到另一条线路上的车站。

（4）枢纽站：枢纽站是由此站分出另一条线路的车站。该站可接、送两条线路的乘客。

（5）联运站：联运站是指车站内设有两种不同性质的列车线路进行联运及客流换乘。联运站具有中间站、换乘站的双重功能。

（6）终点站：终点站是设在线路两端的车站。就列车上、下行而言，终点站也是起点站（或成起始站），终点站设有可供列车全部折返的折返线和设备，也可供列车临时停留检修。

3.4按车站结构横断面形式分类：

车站结构横断面形式主要根据车站埋深、工程地质、水文地质条件、施工方法、建筑艺术效果等因素决定。在选定结构横断面形式时，应考虑到结构的合理性、经济性、施工技术和设备条件。车站结构横断面形式主要有以下几种：

（1）矩形断面：矩形断面是车站中最常用的结构形式，一般用于浅埋车站。车站可设计成单层、双层或多层；跨度可选用单跨、双跨、三跨及多跨的形式。（2）拱形断面：拱形断面多用于深埋车站，有单拱和多跨连拱等形式，单拱断面由于中部起拱，高度较高，两侧拱角处相对较低，中间无柱，因此建筑空间显得高大宽阔，如建筑处理得当，就会得到理想的建筑艺术效果。

（3）圆形断面：圆形断面用于深埋或盾构法施工的车站。

（4）其它类型断面：其它类型断面有马蒂形、椭圆形等。

3.5按车站站台形式分类：

车站站台形式主要有以下三类：

（1）岛式车站：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，下同。）岛式车站是常用的一种车站形式。

岛式车站具有站台面积利用率高、能灵活调剂客流、乘客使用方便等特点。因此，一般用于客流量较大的车站。

有喇叭口（常用作车站设备用房）的岛式车站在改建扩建时，延长车站是很困难的。