城市軌道交通設計論文

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了一篇城市軌道交通設計論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

城市軌道交通設計論文:城市軌道交通建筑一體化公共空間設計

摘要:伴隨著我國社會主義經濟水平的高速發展，我國的城鎮化建設以及工業建設的進程也是在不斷的加快，但是其土地資源以及人口增長之間的矛盾也是越來越突出，同時城市的交通壓力也是在不斷的增加。為了能夠有效的去緩解城市的交通壓力，多數的城市都是開展城市軌道交通一體化的公共空間設計，通過對城市之中的各項資源進行有效的整合，并且充分的去結合相互之間的功能，能夠在一定程度上促進城市的全面發展。

關鍵詞:城市軌道;交通建筑;一體化;公共空間;設計;分析

對于目前我國的城市軌道交通一體化公共空間而言，因為整體的設計水平以及質量并不是很高，直接的導致了在實際進行運行的過程中依然是存在著比較多的問題，同時也是限制了我國公共空間功能發揮。所以在進行設計的過程中，必須要能夠提高對地上以及地下空間資源能夠有效的利用，使其看可以提高資源的利用效率，通過整合去實現整體效益能夠達到最大化。

1軌道交通建筑的一體化公共空間具有的功能分析

1．1可以對建筑單元的空間進行整合

在一體化的建筑公共空間之中，可以更好的去整合軌道交通的功能空間以及周邊的建筑空間，也是可以讓兩者之間能夠形成一個關聯的整體，這種其中任何的一個局部功能將會直接的影響著整個公共空間的功能。但是需要引起注意的則是，不管是兩者之間的整合方式是如何，局部的功能以及整體的功能之間都是需要相互的滲透以及結合，從而可以一同的去組成城市的空間體系。然而其屬性上也是直接的體現出了城市的公共空間，這樣也是直接的表示了需要承擔著一部分城市公共空間活動的功能，使其能夠對其彈性要求較大。

1．2關于轉換以及緩沖人流的分析

城市的軌道交通建筑一體化的公共空間的屬性主要是為交通，同時相互之間也是通過交通去實現進行整合的，從而對人流進行匯聚以及輸送，這樣也是表示出具有著一定的交互性。所以在一些特殊的驅動之下，軌道交通的建筑一體化公共空間復雜的程度也是得到了顯著的提高，也是直接的刺激了周邊的每一個公共空間。在此之外，在公共空間當中，根據其功能的不同也將會匯集不同的人流，所以在空間上是需要能夠具有著緩沖人流的一個功能。

1．3關于建筑單元的活力催化分析

要是建筑空間的系統自我獨立封閉性相對來說比較強的情況下，那么便直接的便使功能也是出于在一個封閉的狀態之下，在一體化的建筑空間當中，每一個彼此相熟獨立的系統之間也是提高了相互聯系的元素，同時在空間結構以及功能上也是相互滲透和復合的，這樣也是更加有效的去提高了整體的功能，使其人們自身的日常生活以及工作都是可以更加的方便。通過采取這種方式人們的相互之間交流也將會得到一定的提高，使整個空間的活力將會被充分的調動起來。

2軌道交通建筑一體化的公共空間設計分析

2．1空間的組織以及布局分析

一是整體式。對于城市公共空間進行整合的目的便是為了能夠提高每一個建筑單元之間的同化以及功能的滲透，提高城市的復合化以及密集化的程度，在設計城市軌道交通一體化公共空間的過程中，復合的媒介主要是公共空間，同時在功能上夜市需要具有著多重的一個屬性，這樣才可以更好的去滿足人們生活以及工作方面的需求，建筑的空間內部和外部都可以得到充分的利用。在公共空間之中的城市功能得到全面發揮之后，自然便可以有效的去延伸建筑的功能，使其可以提高周邊空間的整體活力，帶動兩者之間可以互動。二是疊層式。因為土地資源存在著緊缺以及人口增長之間的矛盾越來越劇烈，在一定程度上已經是促進了高層建筑的一定發展，也是提高了城市的復合化以及集約化的程度。然而疊層式的城市軌道交通一體化的公共空間具有著的層疊交互，這樣對于進一步整合城市交通以及提高建筑公共空間一體化也是具有著重要的意義。在疊層式的空間組織模式之下，公共空阿金的建筑內部功能分布也是比較明顯的，在對地上的空間進行充分利用的同時，也是能夠提高地下空間資源的合理利用，這樣不僅僅能夠全面的去提高土地的使用效率，與此同時也是能夠使其空間的容量可以得到全面的拓展，使其有效的解決城市交通和人口擁擠等方面的問題，促進其城市化進程可以得到更加快速的發展，帶動城市經濟水平和人生生活質量的提高。

2．2交通的流線組織分析

一是交通流線的立體分層分析。所謂的交通流線立體分層主要是為在城市軌道交通建筑一體化的空間站會中，分別的對其城市軌道交通以及車流和人流等不同的交通流線進行差異化的組織設計。所以在進行設計的時候必須要對其城市之中的層面資源進行充分的考慮，可以在不同的城市層面之中能夠設計出差異化的交通方式，之后則是根據其豎向步行交通系統可以將其統一到一起，在能夠保證相互的獨立性也是能夠讓每一個系統可以協調的運轉。二是交通路線的三維交疊。針對于交通流線的三維交疊而言，基礎和前提主要是交通流線的組織立體分層，然而原則是相互之間能夠彼此獨立，之后對其各個空間的系統進行交叉和重疊。通過三維交疊每一層都能夠實現水平的轉換，并且也是可以在垂直的方向能夠更好的實現相互之間的轉換，從而可以在這個基礎上能夠實現相互轉換，更好的去保證城市公共空間的彈性。

3總結

通過對上述的內容進行分析研究之后可以得出，為了能夠更好的去滿足我國城鎮化建設的要求，每一個城市都是在逐漸的去開展著軌道交通的建設，但是逐漸凸顯出來的整體功能不協調以及空間脫節等方面的問題也是越來越嚴重，所以必須要提高對城市軌道交通建筑一體化公共空間的設計，這樣對于提高城市的發展也是存在著十分重要的一個作用，并且帶動人們自身的生活質量可以得到一定的提高，促進社會經濟的繁榮發展。

作者:徐東 單位:北京城建設計發展集團股份有限公司

城市軌道交通設計論文:城市軌道交通建筑一體化公共空間設計探討

摘要：

隨著社會經濟的快速發展，我國的城鎮化建設和工業化建設進程不斷加快，但是土地資源緊缺和人口增長之間的矛盾越來越激烈，同時城市交通的壓力也隨之增加。為了有效的緩解交通壓力，很多城市都逐漸開展城市軌道交通建設一體化公共空間設計，通過有效的整合城市中的各項資源，結合相互之間的功能，在很大程度上促進了我國城市發展。文章主要分析城市軌道交通建筑一體化公共空間功能和城市軌道交通建筑一體化公共空間設計，這對加快我國城市軌道交通建筑一體化公共空間設計具有重要的參考價值。

關鍵詞：

城市軌道交通；建筑一體化；公共空間設計；集約化

針對當前的城市軌道交通建筑一體化公共空間來說，由于整體的設計水平和質量不高，導致在實際運行的過程中還存在著一些問題，限制著公共空間工的充分發揮。因此在設計過程中，需要加強對地上、地下以及空間資源的有效利用，提高資源利用率，通過整合來實現整體效益的最大化。

1軌道交通建筑一體化公共空間功能

為了滿足城鎮化發展需求，提高城市發展的復合化和集約化程度，加強軌道交通建筑一體化是十分必要的，這對提高公共空間的復合化、集約化、公共化以及開放化的程度具有重要意義，為城市活動的開展提供了重要的平臺。而且就公共空間自身來說，也具有建筑單位空間性質，這也就表示會在一定程度上影響著建筑內部空間的功能。

1.1整合建筑單元空間

在一體化建筑公共空間中，能夠有效的整合軌道交通功能空間和周邊相應的建筑功能空間，進而兩者之間就能夠直接形成一個關聯整體。這樣一來，其中任何一個局部的功能都會影響著整個公共空間的功能。但其中需要注意的是，無論兩者之間整合的方式是怎樣的，局部功能和整體功能之間都需要相互滲透、相互結合，共同組成城市空間體系。而且在其屬性上體現出城市公共空間，這也就表示需要承擔著部分城市公共空間活動的功能，進而對其彈性要求比較大。

1.2轉換和緩沖人流

城市軌道交通建筑一體化公共空間的基本屬性主要是交通，而且相互之間也是通過交通實現整合的，對人流進行匯聚和輸送，這也就在一定程度上體現出交換性。因此，在這種特性的驅使下，軌道交通建筑一體化公共空間的復雜程度顯著提升，刺激著周邊的各個公共空間。另外在公共空間中，根據其功能的不同會匯聚不同的人流，因此在空間上面需要具備必要的緩沖人流的能力。1.3建筑單元活力催化如果建筑空間系統的自我獨立封閉性比較強的話，就表示其功能也處于封閉的狀態當中。在一體化建筑公共空間中，各個彼此獨立的系統之間增加了相互聯系的新元素，而且在空間結構和功能上也相互滲透、復合，有效的提高了整體的功能，使人們的日常生活和工作更加的便利。通過這種形式，人們相互之間的交往也顯著增加，整個空間活力被充分的帶動起來。

2軌道交通建筑一體化公共空間設計

2.1空間組織和布局

對于城市軌道交通建筑一體化公共空間的組織來說，最主要的就是需要有效的組織和聯合起各個獨立的建筑功能單位，有效的滿足城市生活高效的運轉方式。在空間形態布局方面，需要加強對空間組織需求的充分考慮，不僅需要實現相互之間的聯系，同時還需要滿足各種交通組織需求。（1）整體式。整合公共空間的目的是為了加強各個建筑單位之間的同化和功能滲透作用，提高整個城市復合化、密集化程度。在設計城市軌道交通一體化公共空間的時候，其復合媒介主要就是公共空間，同時在功能上需要具備多重屬性，這樣才能夠更好的滿足人們的生活和工作需求，建筑空間的內外部都可以得到充分利用。當公共空間中的城市功能得到有效發揮之后，自然就能夠有效的延伸建筑功能，增加周邊空間的活力，促進兩者之間的互動。比如香港朗豪坊城市綜合體，就是集商業設施、酒店、辦公、汽車客運、地鐵等各種功能為一體的綜合體建筑物，這屬于代表性的整體式空間結構。其中三層的中庭整體地就是聯合各種功能的主體，在中庭中同時具備活動場所、商業以及交通的功能，實現彼此之間在相互獨立的同時，又能保持自身的獨立性。（2）疊層式。由于土地資源緊缺和人口增長之間的矛盾越來越激烈，在很多程度上促進了高層建筑的發展，這也是提高城市復合化、集約化程度的必要途徑。疊層式的城市軌道交通一體化公共空間設計實質上指的是在豎向角度實現各種功能的層疊交互，這對進一步整合城市交通和加強建筑公共空間一體化具有重要意義和作用。在疊層式空間組織模式中，公共空間建筑內部的功能分布是十分分明的，在利用地上空間的同時，還加強對地下和空中空間資源的有效利用，這樣一方面提高了土地使用效益，另一方面空間容量得到了充分拓展，進而城市交通問題、人口擁擠問題以及綠化問題都得到了有效解決。比如香港FC國際金融中心，是集地面交通、輪渡交通、軌道交通、辦公、商業為一體的大型城市綜合體，其空間組合形式就是典型的疊層式。在地下一層主要是軌道交通人流，地面層主要是公共汽車換乘樞紐，二層主要是輪渡碼頭和中環人流，三層交通的人流匯聚在共享中庭位置，屬于更高一級的交通轉換中心。（3）綜合式。將上述兩種模式有機整合，既解決了軌道交通與周邊建筑空間的復合化與密集化的問題，又解決了軌道交通空間與城市高層建筑之間的垂直溝通問題。將空間和土地資源的潛在價值發揮到最大化。如北京麗澤商務區，在平面上有軌道交通、城市交通樞紐、商務中心、居民住宅等，在垂直方向上從下向上依次有軌道交通、地下機動停車、商業中心、地面交通、住宅等。這個方案最大化的聚合了城市空間，屬于城市軌道交通建筑一體化中較前沿且成功的方案，為今后一體化設計導明了一個更合理的方向。

2.2交通流線組織

在交通流線組織方面，城市軌道交通一體化建筑公共空間需要充分的考慮到組織布局方式方面，為了充分的發揮出交通流線組織的有效作用，提高公共空間建筑的運行效率，在設計的時候就需要充分的利用城市設計與規范標準。（1）交通流線立體分層。交通流線立體分層指的是在城市軌道交通建筑一體化公共空間中，分別針對軌道交通、車流以及人流等不同的交通流線做出差異化設計組織。因此在設計過程中就需要對城市中的層面資源進行充分考慮，在不同的城市層面中分別設計出差異化的交通方式，然后再利用豎向步行交通系統將其統一在一起，在保證相互之間獨立性的同時，各個系統也能協調運轉。（2）交通流線三維交疊。交通流線三維交疊的基礎和前提主要是交通流線組織的立體分層，其原則主要是相互之間彼此獨立，然后對各個空間系統進行重疊和交叉。通過三維交疊，每層都能夠實現水平轉換，同時在垂直方向也能夠實現相互之間的有效轉換，而實現相互轉換的途徑主要是步行系統，在相互獨立的同時實現融合，有效保證城市公共空間的彈性。

3結束語

為了滿足我國的城鎮化建設發展需求，各個城市都逐漸開展軌道交通建設，但與此同時，逐漸凸顯出整體功能不協調、空間脫節等方面的問題，因此就需要加強對城市軌道交通建筑一體化公共空間設計，這對提高城市發展的復合化和集約化具有重要的意義和作用。

作者:劉鑫華 單位:北京市市政工程設計研究總院有限公司新疆分院

城市軌道交通設計論文:城市軌道交通供電系統設計方法

摘要:隨著社會的進步和經濟的迅猛增長，城市交通建設也隨之快速發展起來。城市軌道交通作為新型便捷的交通工具，已日益發展成為城市交通的重要組成部分。軌道交通供電系統作為維持軌道交通運行的關鍵環節，理應受到更多的重視與關注。在各個城市的交通系統中，軌道交通的快速、便捷、投資省等多方面優勢使得其發展迅速，對于提高人們的生活水平發揮了重要的作用。對城市軌道交通供電系統的設計方法進行了探討與研究，為優化軌道交通的建設與發展提供參考。

關鍵詞:城市軌道交通;供電系統;設計方法

引言

在經濟科技水平迅速發展與進步的今天，人們的生活水平也在不斷提高，對交通的需求越來越大，城市軌道交通的出現和發展無疑是緩解城市交通緊張狀況的關鍵。城市軌道交通對于人們的生活有著重要的意義與作用，需要相關人員重視它的建設與發展。本文對城市軌道交通供電系統的設計方法進行了簡要分析與探討，通過對以往軌道交通系統設計經驗的總結，以及對設計要求與規范的理解，進一步探討軌道交通設計的基礎內容以及相關條件和要求。

1城市軌道交通發展以及供電系統設計概況

1．1城市軌道交通發展的現狀

隨著社會的進步與發展，對交通的需求越來越大，為了更好地解決交通不便的問題，一些城市正在大力發展城市軌道交通建設。城市軌道交通是緩解城市公共交通壓力的關鍵環節，尤其其自身的獨有優勢，不僅具有節能、便捷、環保、安全以及運輸能力強的優點，而且符合環保出行和可持續發展的戰略要求，因此十分適用于現今城市的發展需求。我國的城市軌道交通建設已迎來了發展的黃金時期，目前有大約30多個城市正在規劃或者已經實施了軌道交通的建設工作。尤其是北京、上海等發展比較快的城市，都在大力發展城市軌道交通建設。城市軌道交通具有較多的種類，按其用途的差異可分為多種類別。我國城市軌道交通建設的特點是多城市同步展開，發展勢頭較猛，且軌道交通更加多元化，如上海、大連、天津等多個城市已經構建了輕軌交通系統。截至2014年，中國大陸已經建成并通車運行的城市軌道交通線路合計超過1700km。根據規劃，到2020年，全國將有近50個大中城市擁有城市軌道交通，總里程超過7000km，更多的現代化大都市將不斷地加入到城市軌道建設中來。

1．2城市軌道交通供電系統簡介

供電系統是城市軌道交通的基礎，同時也是較為關鍵的環節，因此在軌道交通建設的前期要給予足夠的重視。隨著我國城市軌道交通建設的繁榮與發展，相關的設計水平與施工技術也得到了較快的發展，供電系統的設計方案與理論以及相關的處理軟件工具也更加科學合理，在軌道交通設計過程中起到了較好的促進作用。然而目前的許多方法大多只適合軌道交通供電系統的初始規劃設計以及方案設計過程中。通過對城市軌道交通工程建設前期準備的探索以及相關供電系統設計等內容的深入研究，并結合軌道交通供電系統的分析，對供電系統設計方法有了更多的了解與深入的歸納，從而構建了一套科學合理的設計方法，能夠較好地完成現今軌道交通供電系統設計的前期準備以及相關設計工作。

2城市軌道交通供電系統設計前的準備工作

2．1軌道交通供電系統設計的基本任務

軌道交通設計的前期，也就是軌道交通建議書編制以及工程可行性研究報告編制的過程中，最主要的目標是項目立項的實施可行性與必要性的研究。在軌道交通設計以及建設期間，供電系統的設計與實施是整個軌道交通建設的一部分，供電系統設計的最初目標是針對整體軌道交通的電負荷需求進行估計預算工作，然后結合具體技術方法以及經濟這兩個方面找到科學合理且切實可行的電源方案以及系統設計方案，使其作為供電系統設計的根本依據，并能夠將供電系統中的子項目工程預算大致推算出來。在軌道交通建設的前期階段，供電系統的設計方案可以大致分為以下幾種類型:一是外部電源與變電站的設計方案;二是中壓網站的電壓等級以及主線方案;三是牽引供電制式和牽引網的根本形式;四是全線降壓變電所以及牽引變電所的設置方案。從目前的軌道交通發展狀況來看，根據供電系統的不同環節進行分項評估和預算，在整個工程可行性研究階段，不需要將全部的工程量清單都列出來，主要任務是將變電工程、電纜工程以及牽引變電所工程相應的工程量清單列出即可。

2．2軌道交通供電系統涉及的前期設計條件

在城市軌道交通供電系統設計的初始階段，供電系統設計團隊需要收集和具備大量的資料與資源，例如交通線路資料以及城市車輛資料等，這些資料能夠更好地幫助供電系統設計工作的展開，為接下來的設計工作提供科學合理的依據。如果出現一些較為特殊的狀況，例如某些重要的專業資料不能夠獲取到，供電系統設計人員可以將與之相似的工程資料作為參照。在驗算過程中，參與這個環節的設計人員借助用電負荷以及電壓水平進行驗算。

2．3估算用電負荷

城市軌道交通用電負荷大致的構成內容包括車輛牽引負荷、系統負荷以及控制中心等。其中的列車牽引負荷在很大程度上與列車型號以及供電系統設計的承載運輸量有關。結合相關情況來看，商業通信、BAS、AFC以及信號綜合監控等方面均是對用電負荷造成一定影響的因素。從現有的城市軌道交通設計方案研究與設計經驗總結來看，軌道交通的兩個車站之間的距離大多在1～2km的范圍內，部分區域較大的郊區站與站之間的間隔可擴大到2～3km，從總體上來講，軌道交通對電力的要求較為平穩。

3城市軌道交通供電系統的設計方法研究

3．1供電系統中外部電源以及主變電所的設計

城市軌道交通的運行需要較為強大的電源作為支撐，在正常情況下用電負荷大多是一級負荷。一般運量較大的軌道交通所需的電功率以及與之對應的用電負荷需求很少被我們關注，因此大多沒有被劃分到城市用電的整體計劃中?，F今供電系統所遇到的最大難題，便是怎樣借助技術經濟規劃好電源設計方案，然后從集中供電或者分散供電兩種方式中選擇一個較為科學合理的方式，或者將兩種方式相結合進行設計。城市軌道交通在進行主變電站設計的過程中，需要依據兩方面的內容:首先，要把城市軌道的中心點當作基點，再沿線路進行延伸，使得軌道交通線網電源資源能夠得到一定的共享。其次，是主變電站的供電范圍，每個主變電站之間的距離在大運量的線路要＜15km，中運量應該＜20km，小運量應該在25km以內。

3．2直流牽引供電系統的設計方法

在軌道交通供電系統設計中，設計人員要能夠對供電系統有全面的把握，如牽引供電制式設置方案以及牽引變電所設置方案等。根據GB50157—2013《地鐵設計規范》、GB/T3317—2006《電力機車通用技術條件》等的有關規定，直流牽引供電變電式分為DC750V以及DC1500V兩種，其中后者在經濟以及技術方面都占有較大的優勢。因此，在城市軌道交通建設中提倡選擇DC1500V供電制式。結合我國的現狀來看，直流牽引供電系統大致包括了牽引網供電以及走行軌回流方式，而牽引網又分為架空接觸網和接觸網兩種。地面和高架線路方面主要分為柔性架空接觸網和接觸網兩種。在設計時，應當根據行車專業所提供的最大運輸能力來確定牽引變電所的設置方案和整流機組容量。供電系統設計人員要能夠按照軌道交通所負擔的運輸量，來具體設計牽引變電所方案與整流機組容量。

3．3中壓網絡的設計

在進行城市軌道交通供電系統設計的過程中，對直流牽引供電系統電壓水平的計算，設計人員要能夠根據列車運行圖展開合理的運算，從而構建出等效線路模型，該環節需要專業間的配合才能更好地進行。在開始的分析過程中，設計人員要通過基礎的公式展開驗算工作，對牽引網的電壓水平以及鋼軌電位進行估測預算，以便于對接下來的設計進行判斷，并滿足相關規范要求。在最初的分析研究過程中，供電網系統設計要能夠充分地將中壓網絡的電壓等級以及主接線兩者進行劃分。

4結語

城市軌道交通對于城市的發展和建設有著重要的意義，也是推動社會進步發展，提高人們生活水平的重要內容。軌道交通供電系統作為城市軌道交通建設的關鍵環節，需要有完整的、系統的、科學合理且能夠滿足建設需求的供電系統設計方案作為支撐。因此，需要對城市軌道交通供電系統的設計方法給予更多的重視與研究，為優化城市的交通系統做好準備，以更好地推動城市軌道交通的建設與發展。

作者：吳凡 單位：廈門軌道交通集團有限公司

城市軌道交通設計論文:城市軌道交通運營控制結構設計

1工程概況

根據功能組成及規劃條件，某城市軌道交通運營控制中心為集中式的控制中心，規模按6條軌道交通線路(1～6號線)的控制中心(OCC)及線網指揮協調中心(TCC)考慮?？刂浦行某龅孛婧蠓譃橹魉?、裙樓。裙樓地上5層，高度22．85m，主要功能為OCC的設備用房及控制大廳，框架結構;主樓地上11層，高度54．15m，主要為TCC，ACC等中心和管理辦公用房，框剪結構。室內外高差0．45m，設置1層地下室，地下室層高6．89m(純地下室4．80m、夾層2．09m)，地上層高4．5m，4．2m。純地下室頂板(無上部結構)覆土1．74m。地下室最大長度為171m，最大寬度為71m。為減小溫度應力影響，出地面后主樓與裙樓之間設置一道變形縫，兼作抗震縫，縫寬150mm。主樓縱向尺寸100m，橫向尺寸30m;裙樓縱向尺寸150m，橫向尺寸21m，長寬比7．1。

2主要設計

標準設計使用年限100年，結構安全等級為一級。建筑抗震設防類別為乙類(重點設防類)?？拐鹪O防烈度為7度，設計基本地震加速度0．15g，設計地震分組為第二組，場地類別為Ⅱ類。按照GB50011—2010建筑抗震設計規范，其震動反應譜特征周期為0．40s，水平地震影響系數最大值為0．168。按照當地規定，軌道交通項目應當進行地震安全性評價;根據本項目《工程場地地震安全報告》。小震計算采用安評報告提供參數與抗震規范參數的包絡值計算。

3主體結構體系及難點處理

3．1單跨結構及處理

主樓采用框架—剪力墻形式，裙樓采用框架結構。裙樓4層、5層控制中心大廳由于建筑使用功能限制，需抽掉??軸部分柱，形成大空間方便使用，使得結構出現單跨結構:屋頂連續梁10根，單跨梁6根。《建筑抗震設計規范》6．1．5條“甲、乙類建筑以及高度大于24m的丙類建筑，不應采用單跨框架結構”。故裙房頂層大跨度單跨框架結構的豎向構件采取性能化設計，即斜截面承載力中震彈性、正截面承載力中震不屈服。同時考慮到裙樓體型復雜，采用了兩個不同力學模型的結構分析軟件進行整體計算。計算結果表明，PKPM與YJK計算主要參數近似，且均滿足規范要求。性能化構件配筋計算見表3。計算表明，中震不屈服時，斜截面箍筋加密區基本無變化，非加密區;中震彈性時，斜截面箍筋加密區和非加密區都增加，非加密區增加一半。中震不屈服時，正截面縱筋較小震彈性增加2．2倍;中震彈性時，正截面縱筋較小震彈性增加2．8倍。

3．2走廊及處理

建筑功能需要，OCC控制大廳在4層、5層通高設置，且5層需要設置參觀走廊，即4層頂板大范圍開洞。故一般的樓板剛性假定不成立，設計中應考慮樓板削弱產生的不利影響，采用了樓板彈性膜假定計算。同時走廊對主體結構的影響采取PK單榀模型核算，在構造上適當加強。

3．3懸挑及處理

主樓、裙樓存在懸挑結構，最大懸挑5．2m，裙樓頂層存在18m大跨結構。在地震工況計算時，考慮豎向地震作用，并驗算結構變形。

4地基基礎設計

4．1基礎設計

本工程裙樓、純地下室基礎采用樁基+防水板，主樓基礎采用樁筏，樁基為水下灌注樁?？紤]到場地鉆孔遇孤石比例達32．2%，樁采用沖孔灌注樁基礎。工程樁坐落在瑏瑧-2散體狀強風化花崗巖，防水板坐落在瑏瑡-1殘積砂質粘性土。建筑地基基礎設計等級為甲級。

4．2沉降計算

由于變形縫自地下室頂以上貫通，地下室及基礎連成一體，故必須對基礎整體沉降、差異沉降進行合理的協調控制，以滿足整體地基基礎變形要求。通過樁基布置及調整，計算表明主樓最大沉降46mm，裙樓最大沉降44mm，純地下室最大沉降32mm。最大差異沉降0．00575，滿足規范要求。從施工角度出發，沿主樓、裙樓外輪廓設置沉降后澆帶，待兩側結構封頂，根據沉降觀測結果，確定后澆帶封灌時間，并不少于兩個月;以減少地基基礎的不均勻沉降，同時加強整個建筑的沉降觀測等。

4．3抗浮設計

抗浮設計水位標高為室外標高以下0．5m，即基礎底標高以上6．3m，需要考慮地下水浮力對結構不利影響。以純地下室為例，考慮到結構自重、地下室頂覆土、基礎板上回填，抗浮系數為1．00＜1．05，不滿足抗浮要求。考慮到工程樁對抗浮的要求，抗浮系數為1．15＞1．05，滿足抗浮要求。同時工程樁單樁豎向抗拔承載力特征值按照抗浮計算需要確定，在確保安全的前提下，以方便試樁及節約造價。

5超長設計

運營控制中心由主樓和裙樓兩部分組成，地下室最大長度為171m，最大寬度為71m。為減小溫度應力影響，出地面后主樓與裙樓之間設置一道變形縫，兼作抗震縫，縫寬150mm。主樓縱向尺寸100m，橫向尺寸30m;裙樓縱向尺寸150m，橫向尺寸21m。因建筑功能、工藝需要，主樓、裙樓結構不能再增設變形縫。為解決結構超長、溫度應力及混凝土收縮對結構的不利影響，結構設計采取以下結構措施:

1)縱向結構梁采用預應力混凝土梁，考慮到施工方便，框架梁施加緩粘結預應力。樓板、屋面板采用無粘結預應力，施加溫度預應力。

2)加強梁、板內溫度抗裂構造鋼筋。適當增加通長鋼筋，盡量采用直徑細、間距密的布筋方法，以減小可能出現的溫度、收縮裂縫寬度。

3)混凝土原材料應采用低收縮、低水化熱水泥(例如粉煤灰水泥等)，采用碎石骨料;頂底板均采用補償收縮混凝土;同時應嚴格控制混凝土外加劑的品種、質量和劑量，嚴格控制水灰比不大于0．5。

4)設置沉降后澆帶、溫度收縮后澆帶，后澆帶寬度0．8m～1．0m，溫度收縮后澆帶內的混凝土在兩側結構完成兩個月后澆筑，澆筑時應用高一強度等級的微膨脹混凝土澆筑。控制后澆帶封灌時間，應盡量選擇溫度較低時進行后澆帶的澆筑。

5)適當延長養護時間，使結構緩慢降溫，以防溫度驟變、溫差過大引起裂縫;基礎部分及早回填保濕保溫，以減少溫度收縮裂縫;頂板保水養護時間不少于14d。

6)屋面設建筑保溫層，建筑物周邊建筑圍護墻封閉，減小室內外溫差對結構的不利影響。

6結語

本工程結構設計中，結合場地環境、建筑方案、周邊結構特點，針對性解決本工程設計難點問題，采取了相應的結構措施，工程達到了安全可靠、經濟合理。

作者：李寶雄 張雪濤 谷宇春 單位：北京城建設計發展集團股份有限公司

城市軌道交通設計論文:城市軌道交通設計論文

摘要:通過對傳統地鐵和直線電機地鐵線路軌道標準、軌道強度及穩定性檢算比較分析,了解國內一種新的城市軌道交通模式,探討這種軌道交通無縫線路計算的特點。

關鍵詞:城市軌道交通;無縫線路;強度及穩定性

1概述

城市軌道交通采用以旋轉電機驅動為代表的傳統地鐵的歷史源遠,從1865年英國倫敦世界上第一條地鐵(Metro)投入運營,迄今已經有140多年的歷史。傳統地鐵主要依靠的是輪軌的作用力來傳遞牽引(制動)力的一種技術模式。城市軌道交通的另一種新的模式是直線電機驅動系統,此項技術從20世紀70年代后期,主要是國外(德國、日本等)開始研制,直到20世紀中才應用于鐵路運輸、煤礦、冶金等自動化生產各方面。其中直線電機在鐵路運輸方面的應用尤為引人關注。城市軌道交通用直線電機是采用直線同步電動機,實質就是把直線電機的初級(定子)安裝在車上,次級(轉子)鋪設在線路上,需要接觸軌和變流器牽引驅動的一種技術模式。

2003年廣州市城市軌道交通地鐵四號線在國內首次采用直線電機技術,2005年12月首通段已開始投入運營。之后的幾年,廣州市城市軌道交通五號線、六號線及北京市機場線均采用該項技術。筆者主要對兩種運營模式下,對無縫線路的強度和穩定性做一個分析比較。

2線路軌道主要技術標準比較

2.1線路的最大坡度

傳統地鐵正線的最大坡度不宜大于30‰,困難地段可采用35‰。直線電機線路設計一般地段最大坡度為50‰,困難地段可采用55‰。直線電機理論計算的最大爬坡能力在100‰,但實際應用值到80‰。在無縫線路強度檢算中,應注意軌道在制動的條件下,產生的制動附加力。

2.2最小曲線半徑

時速100km/h條件下,傳統地鐵B型車正線最小曲線半徑500m,困難的條件下為400m;直線電機車輛設計線路最小曲線半徑200m,困難條件下為15m。在不同曲線半徑條件下,軌道結構的強度穩定性需進一步的檢算。

2.3車輛主要參數比較

傳統地鐵B型車輛及直線電機主要參數見表1。

其中,對于直線電機車輛應考慮其轉子與定子間吸力,廣州市四號線直線電機車輛采用日本技術,其吸力為20kN,縱向推進力最大可達到40kN,在軌道強度檢算過程中均應考慮此部分的影響。

3無縫線路鋼軌強度檢算

依據《鐵路軌道強度檢算法》(TB—2034—88)將鋼軌視為支承在等彈性的連續點支座上的連續長梁進行檢算。鋼軌軌底動拉應力與軌道結構剛度D、速度V、偏載系數β、曲線水平力系數f等因素有關。

直線電機車輛在動態運行的過程,為有效的保證輸出功率,軌道結構剛度的連續性尤為重要。直線電機強度檢算鋼軌支承剛度40~50kN/mm;傳統地鐵其剛度均小于30kN/mm。由于傳統列車重心高度比直線電機車輛大,因此傳統地鐵列車通過時,由于存在未被平衡的超高,所產生的偏載比直線電機列車大約12%。

按彈性支承連續長梁方法,在曲線半徑400m、時速100km等同條件下,傳統地鐵軌底的拉應力δgd=107·5MPa,動位移yd=1.4mm。直線電機軌底的拉應力Md=98.9MPa,動位移yd=1.1mm。

直線電機車輛軸重輕,車輛重心底,其緊急制動減速度較傳統地鐵大,但綜合的制動附加力又比傳統地鐵小。在列車運行的條件下,直線電機鋼軌只是導向牽引作用,強度檢算計算應力小,有利于延長鋼軌的使用壽命。超級秘書網

4無縫線路穩定性檢算

無縫線路穩定性檢算其主要目的是通過力學模型研究脹軌跑道的軌道,以求保持軌道穩定。軌道脹軌跑道基本分成持續發展、脹軌漸變、脹軌跑道三個階段。國內無縫線路穩定性分析研究理論很多,其中應用比較廣泛有“統一無縫線路穩定性計算公式”和“波長不等模型”兩種。

“統一無縫線路穩定性計算公式”采用等效道床阻力Q,最早較多的應用于50kg/m鋼軌,后長沙鐵道學院對60kg/m鋼軌的原始彈性彎曲矢度foe、塑性矢度fop等參數進行優化研究,這些參數在秦沈跨區間無縫線路設計中得到應用。公式如下

“波長不等模型”采用冪函數模式回歸橫向阻力方程(Q=Q0-ByZ+Cyn)分析計算,運用勢能的駐值理論,建立無縫線路的穩定計算公式,其允許溫度力與鋼軌壓縮變形能τ1、軌道框架彎曲變形能τ2、道床變形能τ3、扣件的變形能τ4有關。該方法數學推導較為嚴密,但計算的過程比較的復雜,公式如下

應用VB程序對兩種方法編程計算,程序結果與鐵路工務技術手冊《軌道》和《鐵道工程》(西南交通大學)書中范例在同條件下結果一致。筆者主要是針對傳統和直線電機的線路最小曲線半徑標準,用兩種不同的穩定性計算模型,采用1667根/kmⅢ型枕道床q=14.6-357.2y+784.7y0.75同條件下的橫向阻力,計算曲線半徑R=200m、R=500m鋼軌的允許溫度力P,計算結果見表2。

從兩種穩定性計算公式可見,兩種模式地鐵在無縫線路穩定性計算方法上沒有明顯的差別。兩種穩定性計算結果的差異原因可能在阻力的取值方式上,統一公式采用常阻力方式及安全系數K=1.25取值等因素。

由于直線電機可適應較小的曲線半徑,為保證軌道平順性,應盡量鋪設無縫線路。由表2計算的允許溫度壓力可見,曲線半徑越小允許的溫度力越小,可允許溫升也越小,因此直線電機軌道結構應盡量高溫鎖定。

5結語

直線電機做為國內一種新的城市軌道交通模式,由于車輛的轉子安裝在軌道線路中,軌道結構參數選取與車輛結構的匹配尤為重要。通過對比分析傳統和直線電機地鐵系統線路軌道標準、無縫線路強度、穩定性檢算幾個方面,直線電機曲線半徑條件應做為無縫線路的控制因素。直線電機地鐵由于車輛輕、轉向架固定軸距小的特點,可適當提高鎖定軌溫,有利于軌道穩定。對于直線電機這種新的城市軌道交通模式,無縫線路設計的強度及穩定性檢算的參數選取還需在實踐中逐步優化。

城市軌道交通設計論文:城市軌道交通設計

摘要：按一般的設計慣例，牽引計算工作僅僅是在線路方案穩定后所作的列車運行模擬計算，從而得出列車在各個區間內的走行時間、走行速度以及能耗。但隨著城市軌道交通項目綜合技術要求的不斷提高，如何從最經濟合理的角度確定設計規模，以最小的投入得到最大的回報，這就存在各專業之間相互制約的一系列復雜關系，而牽引計算工作在這中間所起的作用，就是從經濟運行的角度，找出最合理的技術參數，從而指導線路、車輛、信號、供電及環控專業的設計工作。

關鍵字：牽引計算、指導、線路、車輛、信號、牽引供電、環境控制、設計

1、指導線路專業對平、縱斷面的優化設計

選線就是選擇軌道交通路線，它是城市軌道交通工程設計的龍頭。選線首先是經濟

選線，或稱行車路線的選擇，然后是技術選線。經濟選線就是選擇行車路線的起訖點和經濟據點，主要是站在吸引客流量，切實解決交通擁擠狀況的角度出發的。行車路線的選擇應結合城市規劃，符合客流產生、流動和消失的規律，并要符合城市客流發展的規劃。技術選線就是按照行車路線，結合有關設計規范，平縱斷面設計要求，落實線路位置的技術工作。在城市軌道交通項目的設計中，由于城市已有道路的既有條件或管線埋設、地質結構的影響，使得線路定線工作難度頗大。牽引計算工作主要在技術選線過程中，根據列車在線路上的自由運行速度值，核算緩和曲線長度、夾直線長度的設置是否符合要求，以及曲線超高的設置是否滿足速度要求，從而確定曲線超高的加寬值是否達到限界要求。反之，線路對緩和曲線長度、夾直線長度以及曲線超高、超高的加寬值的核算結果又影響牽引計算列車運行速度的確定。

以重慶跨座式單軌交通為例。由于跨座式單軌交通線路不同于鋼輪鋼軌，它的超高直接在軌道梁上反映，且必須在線路設計中結合列車在該地段的運行速度，將線路超高、限界加寬值一次設計到位，無法在施工完成后調整超高值。重慶輕軌濱江路段CK4+200~CK4+350地段，正好位于穿越嘉陵江匝道橋橋墩柱位置，由于既有匝道橋修建時未預留夠輕軌雙線位置，迫使線路右線繞行穿行于兩匝道橋橋墩間，且有一段半徑150m的小半徑，如果列車以正常情況穿越該段，速度可達55km/h，但由于兩匝道橋橋墩間間距無法滿足55km/h速度超高的加寬要求，限制了列車在該段的運行速度，最終使得該段右線不能設置超高，列車運行速度僅達到30km/h。如下圖所示。

2、指導車輛專業對車輛技術參數的選擇

由于城市軌道交通車輛選型工作難度較大，既要考慮車輛的技術性能，又要考慮美觀舒適實用，從建設方角度還要考慮經濟合算，所以在設計中，車輛選型工作幾乎貫穿整個設計過程。

為了保證擬定車輛技術指標能滿足設計要求，我們可在擬定車輛技術條件前提下，利用牽引計算，先核算部分車輛技術指標是否達得到線路技術要求。例如，我們可以核算列車在定員或者超員狀況下，如果失去一部分動力，能在多大的坡道上起動，能以多高的速度通過線路限坡等等。我們還可以在擬定的列車牽引特性下，完成整個線路的牽引計算工作，再求算出整個列車運營范圍內所需的等效發熱電流，或稱均方根電流值（IRM），如果滿足以下關系式：

IRM≤（0.8~0.9）Im

公式中：Im——為車輛電機的額定電流值。則表示擬定車輛電機的額定功率選定是正確的，滿足要求的。反之，不能滿足上式要求，則說明擬定車輛電機的額定功率選定是不夠的，不能滿足要求，需重新選定。

3、指導信號專業進行閉塞分區的設計

軌道交通系統的能力大小，主要是靠信號系統的制式來保證的，先進的信號系統能最大程度地降低兩列相鄰列車的追蹤距離，從而降低列車的折返時間，提高列車的追蹤能力。同時，不同等級的軌道交通系統，其乘客輸送能力差異大，線路、車輛條件有別，行車管理、運營組織方式也不同。因此，信號系統必須滿足和適應這一特殊需要。在以上條件確定的前提下，我們要進行信號閉塞分區設計。信號閉塞分區長度的確定，以及信號速度碼的確定必須在牽引計算工作的配合下完成。牽引計算不僅能直觀的反映出列車在各個點所處的速度，而且還可以反映線路要求限速的位置、范圍，從而有效地劃分出閉塞分區的長度及速度碼。閉塞分區長度的計算公式如下：

L=Lf+Lz+Ls層式中：L——閉塞分區長度；

Lf——制動反映時間所走距離；Lz——列車從某一速度值制動為0速度所需制動距離；

Ls——安全保護距離。

其中Lz就靠牽引計算來測算。

在折返站信號閉塞分區設計時，我們也是根據不同的折返站布置形式，盡可能地用信號系統來滿足折返能力要求。這一設計過程也與牽引計算工作密不可分。

4、指導牽引供電專業對主變電站規模的確定以及各牽引降壓所數量與分布的確定

主變電所是軌道交通能源核心部位，它的容量大小直接影響整個軌道交通系統的運輸能力。為了節省能源，我們在設計中又不能將它設計成無限大，如何正確合理選定主變電所容量及牽引降壓所數量與分布，必需依靠列車牽引模擬計算，即牽引計算。只有在牽引計算工作完成之后，根據列車在不同的位置上所處的工況，確定在該位置時間矢量的耗電量大小，從而累計出列車在整個運營線路上的耗電量大小，為牽引供電專業提供設計依據。

5、指導環控專業對地下車站和地下區間的環控通風設計

列車在地下區間運行時，由于列車運動帶動區間空氣運動，造成活塞風，如何利用活塞風，保持地下空間的溫度，是環控專業需要解決的問題，這個問題的解決，也必須在列車牽引計算工作完成后，才能有針對性地確定列車在不同的速度下通過地下區間造成活塞風的大小以及產生熱量的大小，從而選定隧道風機和排熱風機設置位置及風機功率大小。根據列車通過地下區間的頻率以及每列車所散發的熱量，來確定如何調劑地下區間的溫度。

6、結論

當然，線路、車輛、信號、供電及環控專業的設計工作的制約因素還很多，牽引計算工作所起的指導和制約作用只是其中之一，但是正確、合理、經濟地作好牽引計算工作對優化平、縱斷面設計，經濟合理地選擇車輛類型、正確完成信號閉塞分區設計、選擇經濟合理的牽引供電系統容量以及正確合理地完成地下區間和車站的環控通風設計均具有指導作用。

城市軌道交通設計論文:城市軌道交通建筑一體化空間設計分析

摘要:伴隨著我國社會主義經濟水平的高速發展，我國的城鎮化建設以及工業建設的進程也是在不斷的加快，但是其土地資源以及人口增長之間的矛盾也是越來越突出，同時城市的交通壓力也是在不斷的增加。為了能夠有效的去緩解城市的交通壓力，多數的城市都是開展城市軌道交通一體化的公共空間設計，通過對城市之中的各項資源進行有效的整合，并且充分的去結合相互之間的功能，能夠在一定程度上促進城市的全面發展。

關鍵詞:城市軌道;交通建筑;一體化;公共空間;設計;分析

對于目前我國的城市軌道交通一體化公共空間而言，因為整體的設計水平以及質量并不是很高，直接的導致了在實際進行運行的過程中依然是存在著比較多的問題，同時也是限制了我國公共空間功能發揮。所以在進行設計的過程中，必須要能夠提高對地上以及地下空間資源能夠有效的利用，使其看可以提高資源的利用效率，通過整合去實現整體效益能夠達到最大化。

1軌道交通建筑的一體化公共空間具有的功能分析

1．1可以對建筑單元的空間進行整合

在一體化的建筑公共空間之中，可以更好的去整合軌道交通的功能空間以及周邊的建筑空間，也是可以讓兩者之間能夠形成一個關聯的整體，這種其中任何的一個局部功能將會直接的影響著整個公共空間的功能。但是需要引起注意的則是，不管是兩者之間的整合方式是如何，局部的功能以及整體的功能之間都是需要相互的滲透以及結合，從而可以一同的去組成城市的空間體系。然而其屬性上也是直接的體現出了城市的公共空間，這樣也是直接的表示了需要承擔著一部分城市公共空間活動的功能，使其能夠對其彈性要求較大。

1．2關于轉換以及緩沖人流的分析

城市的軌道交通建筑一體化的公共空間的屬性主要是為交通，同時相互之間也是通過交通去實現進行整合的，從而對人流進行匯聚以及輸送，這樣也是表示出具有著一定的交互性。所以在一些特殊的驅動之下，軌道交通的建筑一體化公共空間復雜的程度也是得到了顯著的提高，也是直接的刺激了周邊的每一個公共空間。在此之外，在公共空間當中，根據其功能的不同也將會匯集不同的人流，所以在空間上是需要能夠具有著緩沖人流的一個功能。

1．3關于建筑單元的活力催化分析

要是建筑空間的系統自我獨立封閉性相對來說比較強的情況下，那么便直接的便使功能也是出于在一個封閉的狀態之下，在一體化的建筑空間當中，每一個彼此相熟獨立的系統之間也是提高了相互聯系的元素，同時在空間結構以及功能上也是相互滲透和復合的，這樣也是更加有效的去提高了整體的功能，使其人們自身的日常生活以及工作都是可以更加的方便。通過采取這種方式人們的相互之間交流也將會得到一定的提高，使整個空間的活力將會被充分的調動起來。

2軌道交通建筑一體化的公共空間設計分析

2．1空間的組織以及布局分析

一是整體式。對于城市公共空間進行整合的目的便是為了能夠提高每一個建筑單元之間的同化以及功能的滲透，提高城市的復合化以及密集化的程度，在設計城市軌道交通一體化公共空間的過程中，復合的媒介主要是公共空間，同時在功能上夜市需要具有著多重的一個屬性，這樣才可以更好的去滿足人們生活以及工作方面的需求，建筑的空間內部和外部都可以得到充分的利用。在公共空間之中的城市功能得到全面發揮之后，自然便可以有效的去延伸建筑的功能，使其可以提高周邊空間的整體活力，帶動兩者之間可以互動。二是疊層式。因為土地資源存在著緊缺以及人口增長之間的矛盾越來越劇烈，在一定程度上已經是促進了高層建筑的一定發展，也是提高了城市的復合化以及集約化的程度。然而疊層式的城市軌道交通一體化的公共空間具有著的層疊交互，這樣對于進一步整合城市交通以及提高建筑公共空間一體化也是具有著重要的意義。在疊層式的空間組織模式之下，公共空阿金的建筑內部功能分布也是比較明顯的，在對地上的空間進行充分利用的同時，也是能夠提高地下空間資源的合理利用，這樣不僅僅能夠全面的去提高土地的使用效率，與此同時也是能夠使其空間的容量可以得到全面的拓展，使其有效的解決城市交通和人口擁擠等方面的問題，促進其城市化進程可以得到更加快速的發展，帶動城市經濟水平和人生生活質量的提高。

2．2交通的流線組織分析

一是交通流線的立體分層分析。所謂的交通流線立體分層主要是為在城市軌道交通建筑一體化的空間站會中，分別的對其城市軌道交通以及車流和人流等不同的交通流線進行差異化的組織設計。所以在進行設計的時候必須要對其城市之中的層面資源進行充分的考慮，可以在不同的城市層面之中能夠設計出差異化的交通方式，之后則是根據其豎向步行交通系統可以將其統一到一起，在能夠保證相互的獨立性也是能夠讓每一個系統可以協調的運轉。二是交通路線的三維交疊。針對于交通流線的三維交疊而言，基礎和前提主要是交通流線的組織立體分層，然而原則是相互之間能夠彼此獨立，之后對其各個空間的系統進行交叉和重疊。通過三維交疊每一層都能夠實現水平的轉換，并且也是可以在垂直的方向能夠更好的實現相互之間的轉換，從而可以在這個基礎上能夠實現相互轉換，更好的去保證城市公共空間的彈性。

3總結

通過對上述的內容進行分析研究之后可以得出，為了能夠更好的去滿足我國城鎮化建設的要求，每一個城市都是在逐漸的去開展著軌道交通的建設，但是逐漸凸顯出來的整體功能不協調以及空間脫節等方面的問題也是越來越嚴重，所以必須要提高對城市軌道交通建筑一體化公共空間的設計，這樣對于提高城市的發展也是存在著十分重要的一個作用，并且帶動人們自身的生活質量可以得到一定的提高，促進社會經濟的繁榮發展。

作者:徐東 單位:北京城建設計發展集團股份有限公司

城市軌道交通設計論文:城市軌道交通連續U梁優化設計

摘要:軌道交通高架線是城市快速軌道交通線路的首選形式。U形斷面的橋梁結構外形美觀、結構經濟、施工方便，是近年來快速發展的一種新結構形式。以青島地鐵人民路節點橋連續U梁設計為依托，對現有連續U梁截面進行優化。利用BSAS程序，通過建立平面桿系模型對2種不同截面的連續U梁進行計算對比，得出2種截面下全橋的變形和受力。在Midas中建立有限元實體模型，對優化截面連續U梁計算結果進行復核對比，發現通過優化連續U梁中支點截面特性，變相增加腹板高度，可以有效改善全橋縱向正應力及豎向變形，使全橋結構受力更科學合理，同時大大減少了預應力鋼束數量，節約了成本。

關鍵詞:軌道交通;U梁;數值計算;優化設計;結構分析

1工程概況

青島市紅島—膠南城際軌道交通線是貫穿西海岸經濟新區的軌道交通骨干線和快速線，全線高架區間標準梁采用單線U梁并置方案。跨越人民路時，受道路寬度、行車視距等因素影響，需采用40m跨度的橋梁結構跨越?？紤]與簡支U梁銜接過渡的流暢性及美觀性要求，跨越人民路節點橋采用(30+40+30.95)m雙線連續U梁結構。

2常規連續U梁設計及存在問題

2.1常規連續

U梁設計思路U梁是一種梁板空間組合預應力結構，當列車荷載作用在橋面上時，荷載通過承軌臺傳給主梁，再由主梁傳到支座［1］。結構承載力和剛度隨著梁體跨度的增加而大幅降低，因為梁體跨度的增加，意味著在相同荷載作用下，梁體跨中最大彎矩會增加，則梁體跨中撓度就會相應增加［2］。由此可見，對于連續U梁，為保證梁體有一定的剛度，應該加大截面尺寸或配筋率，以保證梁體有一定剛度和彈性承載能力。由于疏散平臺及其他附屬結構的限制，梁高只能變相向下增加，通過適當增加底板厚度以改善結構受力性能

2.2常規連續

U梁結構設計目前連續U梁截面變高度常規做法為在保持腹板高度不變的前提下，向下增加底板厚度的同時縮小底板寬度。本聯連續U梁腹板高度1.54m，底板厚度由0.3m增加為1.66m，梁底寬由9.71m減小為6.35m。

3結構優化思路及優化設計

3.1優化思路

受彎構件混凝土的壓應力計算公式為σc=MW0≤［σb］(1)W0=IxY1(2)式中:σc為混凝土壓應力，MPa;M為計算彎矩，MN?m;W0為混凝土受壓邊緣的換算截面抵抗矩，m3;［σb］為彎曲受壓及偏心受壓時混凝土容許應力，MPa;Ix為截面慣性矩，m4;Y1為中性軸至梁底距離，m。根據式(1)、式(2)可知:為了保證結構全截面受壓，增加截面上下緣壓應力安全儲備值，在M不變的前提下，σc的大小隨W0的減小而增大。只有有效地降低截面慣性矩或增加中性軸至梁底距離，才能減小σc值。

3.2優化設計

連續U梁變高度截面優化方案的做法為在保持底板厚度不變的前提下，向下增加腹板高度的同時縮小底板寬度。本聯連續U梁底板厚度保持0.3m不變，梁底寬同樣由9.71m減小為6.35m，腹板高度1.54m向下增加為2.9m。優化設計梁體結構外輪廓線與常規設計保持一致。僅在中支點左右各12m范圍內設置后澆混凝土段，縱向設置20mm斷縫。后澆混凝土段不參與全橋結構受力，在結構計算時僅按自重考慮為均布恒載作用于底板。后澆混凝土段施工應在連續U梁全部鋼束張拉結束15d后一次澆筑成型

3.3優化結果

3.3.1截面特性對比

優化后的中支點截面后澆混凝土部分不參與結構受力，所以截面面積大大減小，截面其他特性值也相應改變，截面慣性矩減小了約21%，中性軸高度增加了0.17m。根據式(1)、式(2)可知，截面抵抗矩W0得到有效減小，相應σc得到有效提高。

3.3.2預應力鋼束張拉形式及數量對比

連續U梁縱向按后張法全預應力理論設計。由于優化方案對全橋結構性能的有效提升，配束情況特別是通長底板束的鋼束布置大樣及數量變化很大。常規連續U梁設計中，變截面形式為邊跨向中支點處截面底板向下加厚，通長底板束卻沒有向下豎彎，而是距底板0.11m處水平布置。在底板鋼束通過中支點處有效利用率偏低，對頂板束產生了相互抵消的不利作用，鋼束整體布置形式不太合理。結果整體鋼束用量較大，強度安全系數偏高，造成鋼束浪費。優化后連續U梁截面底板厚度保持不變，底板鋼束豎彎線形與底板構造線形保持一致。底板鋼束由梁端伸長至距中支點中心5.5m處為止，中支點處截面無底板鋼束通過。優化后鋼束充分發揮作用，中支點區域內無底板鋼束通過，消除了對頂板鋼束的約束抵消作用，在減少底板鋼束的同時相應減少了頂板鋼束。全橋強度安全系數值較合理。優化后的結構腹板鋼束減少1578kg，頂板鋼束減少597kg，底板鋼束減少9499kg，鋼束總量減小約31%，有效降低了工程造價。

3.3.3桿系模型計算結果比較

利用BSAS程序建立桿系模型，全橋共分為73個單元，74個節點。荷載組合分別以主力、主力+附加力進行組合，取最不利組合進行設計,常規連續U梁通過優化設計對變截面梁體變化方式、預應力鋼束張拉形式及布置等進行了調整。調整后可以看出在減少預應力鋼束數量的同時，全橋應力值分布更均衡，截面抗裂安全系數和強度安全系數明顯降低，撓度和徐變上拱值減小，結構受力更為科學合理。

4優化連續

U梁實體模型研究雙線連續U梁結構要求橋面有更大的凈寬，截面抗扭剛度較小，這些因素使橋梁的空間效應明顯，如果單純依靠一般橋梁結構的平面桿系結構分析程序，難以準確分析結構的實際受力狀況［5］。為了保證設計施工的安全性，針對優化方案，還進行了空間三維實體單元模型分析，進一步研究截面應力分布規律，校核平面桿系模型及結構的應力分布情況。

4.1空間實體計算模型的建立

優化方案采用FEA和Midas2種軟件建立空間實體模型。模型中采用實體單元模擬混凝土，采用桁架單元模擬預應力鋼束，以保證如實模擬結構形狀及尺寸的變化，準確模擬邊界條件，確保最終計算結果的精確性。

4.2空間實體模型計算結果

經分析，中跨跨中和中墩支點位置受力較為不利，故取該處截面進行計算分析。

4.3平面桿系模型與空間實體模型計算結果對比

由于U梁截面為對稱截面，空間實體單元模型U梁截面應力表現出均勻性［6］。平面桿系模型計算得到截面上緣最大壓應力為6.53MPa，下緣最小壓應力為2.12MPa，而空間實體單元模型外腹板上緣最大壓應力為6.91MPa，底板最小壓應力為2.03MPa，實體單元應力安全儲備值要小于平面桿系模型計算結果［7］。2種模型計算結果比較吻合，均滿足規范要求。

5結論

1)通過優化連續U梁中支點截面特性，變相增加腹板高度，有效改善了全橋縱向正應力及豎向變形，使全橋結構受力更為科學合理，同時大大減少了預應力鋼束數量，提高全橋經濟性。2)空間實體單元模型的平均縱向正應力結果與平面桿系模型的結果基本吻合，因此采用平面桿系模型進行縱向設計是可行的，但在設計時要考慮到頂、底板局部應力集中情況，因此在平面桿系模型計算時要考慮一定的安全系數。

城市軌道交通設計論文:城市軌道交通仿真施工設計

1概述

隨著城市軌道交通建設的高速發展，無論是廠家，還是設計院，都需要提前對相應的信號系統進行測試，僅僅通過現場試驗對系統的功能和性能進行試驗是不夠的。并且由于現在城市軌道交通設計時遇到了一些具體問題，例如:行車專業與信號專業的分工。行車在牽引計算時，一般沒有考慮信號參數，而實際的線路控車又是由信號來做，這樣行車計算出來的牽引計算結果，有時候對控車的實際需要不能夠滿足。另外，如線路的曲線半徑值、曲線超高等，有時候也不滿足控車的需要，有時候造成最終軌道交通線完工時出現一系列的問題，如“平均旅行速度不夠”、“站間行車間隔不夠”、“撞線”、“牽引制動切換過多”等，影響旅客的乘坐舒適度，影響列車運行速度。這些設計方面各個部門間配合上的問題，最終導致系統不能達到最優的組合。于是，現在設計單位需要開發一套城市軌道交通相關的仿真軟件，它不同于生產廠家所用的仿真軟件，需要對我們的施工設計有指導作用。首先它能夠進行牽引計算仿真，然后能對相關的線路、行車、信號等專業進行綜合考慮，對設計提出一個綜合的指導意見。以西南交通大學交通信息工程及控制實驗室開發的“CBTC仿真系統”為例，在這個系統中，建立了一個城市軌道交通工程項目的計算機輔助設計平臺，用實際的線路數據，利用系統內嵌的列車動力學模型和列車控制模型等數學模型，為城市軌道交通項目的全過程設計提供定量分析的理論依據，對線路上列車運營情況進行精確的仿真計算，通過仿真的結果提出土建和機電系統的優化配置方案，對整個線路的追蹤折返的能力做一個分析，以供設計院或廠家參考。通過利用該仿真系統進行列車牽引計算、列車運行及追蹤仿真、列車折返能力檢算，從而對行車組織、線路設計、車站配線、車輛參數的選擇及配置數量、信號系統相關控制參數的選擇及軌旁設備的配置等設計方案進行驗證，并可提供仿真結果以用于優化設計，保證相關系統的設計滿足運營要求。

2計算機仿真對線路的性能分析

在城市軌道交通中，由于發車間隔非常密，為使列車行駛得又快又好，在設計中我們更關注整個系統的性能問題。由于有了線路基礎數據，信號數據，車輛參數等，再加上牽引計算的結果數據，我們就可以用來分析整條線路的性能到底如何，用專業的圖表對這些能力直觀顯示出來，用以驗證軌道交通線路的運行能力，主要負責信號系統的能力分析和行車間隔計算，這些可作為后面指導施工設計的依據和基礎。計算機仿真通過牽引計算的結果中性能分析圖大致有:時間-距離圖、速度-距離圖、線路行車間隔、折返站折返間隔、坡度-距離圖、站間運營時分分析和顯示、平均服務旅行速度分析和顯示、平均技術旅行速度分析和顯示、列車全周轉時間分析和顯示、運用車配車數分析和顯示、安全防護距離-距離圖分析和顯示、安全制動距離－距離圖分析和顯示、安全距離-距離圖分析和顯示。其中線路行車間隔分析包含了車站、區間和出入段線的行車間隔，折返站折返間隔將針對幾種基本折返站型進行分析。

3計算機仿真對軌道線路設計的指導

根據牽引計算結果及性能分析結果，我們可以看出站前設計中的一些問題，比如不能滿足信號整體系統要求，讓信號控車達不到要求或者影響旅客舒適度等。下面從兩個方面舉例來探討計算機仿真結果對線路設計的指導作用。根據初步設計的線路數據，比如限速，另外有了坡度，曲線，以及信號專業的設備位置布置、各種信號參數的值，這時候就可以對線路的運行進行一個比較真實的仿真。通過仿真軟件得到的旅行速度或者兩個站之間的行車間隔。通過以上的數據就可以知道，這樣的線路設計是否滿足追蹤折返的能力需求。比如通過旅行速度，站間行車間隔，可以從速度距離圖，結合線路圖上看出，是哪一段出現了速度“卡脖子”的情況，然后可以針對卡脖子的具體情況進行分析，考慮在這段可以進行修改的線路設計，比如可以在超高上進行修改，甚至可以修改曲線半徑。當然有時候也可以調整停站時間。經過這樣的修改，基本可以讓行車間隔、旅行速度滿足系統需求。另外一種情況，是根據ATO實際控車曲線，如果ATO實際控車曲線出現“臺階”次數過多，就說明線路在運行的時候牽引制動次數過多，這樣會極大地影響旅客的乘坐舒適度。當我們發現仿真結果出現臺階過多的情況的時候，一般也可以對線路的相關參數進行修正，然后再仿真看ATO的控車曲線是否變得更好。

4計算機仿真對車站配線的指導

一個好的仿真軟件，能夠對車站配線進行指導，通常體現在對安全線長度的設計指導，以及折返線車過道岔時安全距離的指導。工程設計過程中，經常遇到在折返站、終端站等位置需預留多長的安全距離的問題。安全距離預留過短會影響到行車效率，過長又會增加不必要的工程投資。在仿真軟件計算出的牽引計算速度距離圖中，我們可以直觀的看到ATO控車曲線和包絡線之間橫坐標的差值，即安全距離的長度，見圖2，可以用來指導施工設計中安全距離的設置。圖2中的d1、d2、d3分別表示制動的階段一、階段二、階段三。

5計算機仿真對行車組織的指導

對行車組織的指導，以西南交大開發的仿真系統為例，主要是對配車數的一個指導。運用車的配車數與列車全周轉時間、最小運行間隔有關，按下式計算:運用車配車數N=列車全周轉時間T(min)/最小運行間隔(min)其中，列車全周轉時間由牽引計算結果得出，當仿真結果得到以后，可以對運用配車數進行一個更合理的指導。

6目前城市軌道交通仿真軟件的缺陷

目前的城市軌道交通的仿真軟件有很多，各個廠家的軟件大致思路一致，但是牽引計算仿真之后得出的結果可能各有側重。比如西南交通大學的CBTC仿真是側重能力計算，以及對線路，車站配線的指導;而opentrack是側重對行車組織的指導。但是筆者發現，各個單位的仿真軟件都有一些共同的缺陷。

6．1基礎數據的完整性問題

比如現在很多仿真軟件沒有對長短鏈進行處理，沒有對地鐵的通風口的設計進行考慮，當然對于隧道的風阻等不容易考慮的數據也一般沒有考慮。另外，很多數據，不一定在軟件的界面進行設置之后的牽引計算時候真實用到。

6．2仿真的真實性問題

由于在仿真基礎數據結構規劃的時候，有些可能性就沒有考慮，而且在軟件開發中，也確實很難將線路實際運行的所有情況都考慮進去。所以，所有的仿真都不是完全真實的，但需要設計人員具體問題具體分析，不能完全依靠仿真軟件。

6．3有關節能的仿真問題

由于現在全世界都提倡節能減排，不少設計單位開始關注這個問題，都在仿真中對這個有相應的需求，但是實際仿真軟件還很少有對這方面的研究。

城市軌道交通設計論文:城市軌道交通信號電路設計研究

摘要城市軌道交通既有系統和新設系統的貫通與調試不能影響到既有信號系統的正常運營。針對調試期間室外設備運營時段由既有信號系統控制、非運營時段由新設信號系統控制產生的分時復用問題，介紹了一種利用雙穩態繼電器進行新舊系統切換的倒切電路。該倒切電路通過采用滿足SIL4安全級別的雙穩態繼電器實現室內新、舊系統對室外設備的分時控制，以及賦予不同人員的操作權限，從管理和技術兩方面確保電路的安全性。在實際案例應用中，該倒切電路表現出操作簡潔、安全性高、顯示清晰等優點。

關鍵詞城市軌道交通；信號系統；倒切電路；軌旁設備；分時復用

我國各個城市規模不同，導致規劃的城市軌道交通線路長短不一。為減少城市軌道交通建設對市民出行的影響，部分城市針對長線路的處理方法是將一條長線路劃分為若干子線路進行分期開通。一旦線路分期開通，就會面臨先期開通工程和后期開通工程的線路貫通及系統貫通問題。武漢地鐵4號線一期工程自武漢火車站站至武昌火車站站，2013年12月開通運營，共設信號設備集中站6座；二期工程自武昌火車站站至黃金口站，2014年12月開通運營，共設信號設備集中站5座。武昌火車站站為4號線一、二期工程的銜接站。武漢地鐵4號線線路圖如圖1所示。圖1武漢地鐵4號線線路圖在4號線一期線路信號系統中，將武昌火車站站設置為信號聯鎖集中站，其控制區域為武昌火車站站和梅苑小區站；當一、二期線路貫通后，武昌火車站站作為信號設備非集中站，其室內的集中站信號設備被拆除，武昌火車站站和梅苑小區站室外的信號設備由首義路集中站進行控制。在一、二期線路貫通調試期間，調試時段原一期線路武昌火車站站控制區的室外設備如轉轍機、信號機、計軸等由首義路控制區進行控制，而運營時段這些室外設備由武昌火車站集中站進行控制，因此武昌火車站站和梅苑小區站的室外設備面臨不同時段由2個集中站分別進行控制的情況。調試期間室外信號設備在2個不同的集中站之間頻繁倒切，涉及到倒切的快速性及可靠性問題。常見的信號系統倒切方式為：調試前，人工在原有系統分線盤上將室外設備的室外電纜斷開，然后將室外設備的電纜接入新系統的分線盤，實現新系統對室外設備的控制；調試結束后，將室外線纜接回既有分線盤恢復與原系統的連接。該倒切方式存在倒切速度慢、容易出錯、效率低下等缺點。本文介紹一種快速、便捷、準確率較高的倒切方式，其在武漢地鐵4號線一期工程和二期工程的貫通調試中獲得了較好的倒切效果。

1轉極電路及表示電路的設計

雙穩態繼電器具有2個穩定的狀態，切斷繼電器勵磁電路的電源，繼電器接點的狀態不會改變。雙穩態繼電器分為單線圈和雙線圈雙種，本文案例中采用雙線圈雙穩態繼電器。在雙線圈雙穩態繼電器中，當給一個線圈供電時，繼電器處于導通狀態，當給另一個線圈供電時，繼電器返回到斷開狀態。在倒切電路中設計了新、舊信號系統轉換確認開關和轉換開關。轉換確認開關和轉換開關的工作原理圖如圖2所示。其中，轉換確認開關用于確認是否需要轉換，轉換開關用于選擇雙穩態繼電器的供電線圈。當設備需要轉換時，轉換確認開關擰至確認位置，轉換開關擰至相應的位置選擇雙穩態繼電器線圈，電路導通給雙穩態繼電器的線圈供電；當轉換過程結束，斷開轉換確認開關（轉換開關保持不變），切斷雙穩態繼電器線圈的電源。雙穩態繼電器轉極需要改變供電的勵磁線圈，因此設置新、舊系統轉換開關來改變雙穩態繼電器的線圈供電，從而改變雙穩態繼電器動作接點的極性。將雙穩態繼電器的前后接點分別與新、舊信號系統指示燈進行連接，可以清晰地顯示目前是哪個信號系統處于工作狀態。

2倒切電路的設計

設計倒切電路的目的，是為了2個集中站的信號系統分時復用室外信號設備，保證任何時刻只有1套室內信號系統控制室外設備，不會出現2套信號系統同時控制室外設備的情況。倒切開關繼電器的接點與組合柜及分線柜的連接如圖3所示，雙穩態繼電器的上接點、下接點分別與室內新、舊系統組合柜上相應設備連接線連接，中接點連接到分線柜上，從而與室外的計軸、轉轍機、信號機等信號設備電纜相連接。當雙穩態繼電器的線圈1和線圈2分別勵磁，繼電器的中接點和前接點、后接點分別導通，共用室外設備的室外電纜分別連接至既有信號系統、新設信號系統。該倒切電路操作簡單，能簡潔有效地將一期信號系統和二期信號系統對室外公用信號設備的控制權進行快速倒切。為確保信號系統倒切安全，采用雙穩態繼電器N.S1-B-24-4.16.4。該繼電器在低要求模式下的平均失效概率大于10-5且小于10-4，在高要求或連續操作模式下每小時危險失效概率大于10-9且小于10-8，因而達到SIL4安全等級要求。同時，轉換確認開關和轉換開關鑰匙分別由具有不同操作權限的人員管理，只有當不同操作權限的人員均在場的情況下，才能實施新舊信號系統的倒切。

3結語

采用滿足SIL4安全級別的雙穩態繼電器所設計的倒切電路已成功應用于武漢地鐵4號線一、二期信號系統的貫通調試，并在調試過程中表現出安全性高、操作簡潔的特點。該倒切電路提高了新、舊系統的倒切效率，有效降低了倒切錯誤率。

作者：劉莉 胡姍 單位：武漢地鐵運營有限公司

城市軌道交通設計論文:城市軌道交通工程線路設計內容與方法

摘要：設計作為軌道交通工程其中一個環節，起著非常重要的作用。線路專業作為城市軌道交通工程設計前期專業，是整個地鐵和輕軌設計中最重要的總體性專業。為提高城市軌道交通線路設計質量及工作效率，促進軌道交通又好又快發展，闡述線路專業在各階段的工作內容和線路設計的工作方法。線路設計必須綜合考慮各方面因素，深入仔細地研究線、站位方案，并積極與各市政部門、產權單位對接，逐步穩定線、站位方案，最終確定科學、合理、可行、經濟并有利于運營的線路平、縱斷面設計方案。

關鍵詞：城市軌道交通工程；線路；線、站位；配線；調線調坡

引言

近年來，城市軌道交通發展越來越快，在城市交通建設中占有越來越重要的作用和地位。截至2013年，全國已有35座城市在建設城市軌道交通；至2014年，全國22個城市共開通城市軌道交通運營線路長3173km。在軌道交通工程中，設計是施工和運營的基礎，其優劣關系到今后運營的狀況和效果，故設計在整個軌道交通工程建設過程中是極其重要的環節。線路專業是整個設計的龍頭專業，是所有設計的基礎，具有總體性、階段性和全局性特征，其主要設計內容是線、站位方案比選，然后通過相應合理的技術標準和設計規范，確定線路平、縱和橫斷面設計，準確地定位線路位置，為軌道交通工程其他專業打下堅實的基礎。目前，國內學者對線路專業的設計內容及方法進行了研究和總結。陳劍偉［1］根據上位規劃、客流吸引、施工、拆遷量等因素研究了線、站位分析和敷設方式的比選；邱云舟等［2］根據城市土地利用、環境因素和工程造價對地下線、地面線和高架線3種敷設方式進行了綜合分析和比較，為線網線路敷設規劃提供技術支持；張佩竹［3］歸納了線路設計過程中應重視的幾個方面及部分基本經驗，就地鐵項目設計中涉及的一些問題進行了探討并提出建議。本文在前人研究的基礎上總結和歸納了線路專業的主要設計流程和各個階段的工作內容，以及開展線、站位方案、敷設方式研究、加站減站方案的設計方法。

1城市軌道交通工程線路設計的工作流程

城市軌道交通建設基本流程分為線網規劃、建設規劃、工程可行性研究、初步設計、招標設計、施工圖設計、施工配合及竣工驗收［4］。線路設計貫穿于整個城市軌道交通工程中，按照軌道交通建設基本流程分為線網規劃階段、建設規劃階段、工程可行性研究階段、初步設計階段、招標設計階段和施工圖設計階段以及調線調坡。

1．1線網規劃

線路的主要工作就是3個穩定，即穩定線網中各線的線路走向、起終點，穩定換乘節點，穩定交通樞紐的銜接［1］。

1．2建設規劃

線路的主要工作就是初步確定線路走向、敷設方式、車站分布和車站型式，明確起終點的延伸要求和分期建設情況，對重點及困難地段進行深入地比選，保證方案的可行性。

1．3工程可行性研究

基本穩定線路走向、車站分布、輔助線型式及位置，初步確定線路平面位置、車站位置及平面總圖布置方案，基本穩定線路敷設方式及過渡段位置，初步確定地下車站埋深、高架車站軌面高程，穩定線路縱斷面。

1．4總體設計

該階段不是國家規定的設計流程中的必需階段，但在實際工作中，依據合同規定，總體設計也是一個工作階段，故該階段繼續落實外部條件，穩定線、站位；同時配合編制總體性文件，例如技術要求和機電對土建的技術要求，為下一階段的工作做準備。

1．5初步設計

穩定線路走向和車站分布方案，基本穩定線路平面、車站位置、行車配線設置；穩定線路敷設方式和洞口位置，基本確定線路縱斷面。

1．6施工圖設計

最終穩定線路平面位置和精確的車站位置，穩定線路縱斷面坡度及軌面標高（含換乘線路前后3站2區間）。

1．7調線調坡

本階段的工作是全線土建施工完成后、軌道鋪軌前的一項設計工作，是在對車站與區間隧道竣工橫斷面進行建筑限界檢測的基礎上，根據結構侵入限界的情況，對局部地段的線路平面、縱向坡度進行適當調整，作為修改軌道設計的依據和鋪軌前施工整體道床的基準，以滿足行車的限界要求，從而保證運營安全。

2線路主要設計原則

1）線路走向應符合城市總體規劃、線網規劃和建設規劃的要求，滿足城市綜合交通規劃及客流需求，預留城市軌道交通線網規劃未來發展、銜接的條件［5］。2）線路平面盡可能沿城市主干道行進并在道路規劃紅線范圍內布置，站位應靠近客流集散點、交通樞紐，并方便與公交及其他交通工具銜接，方便乘客出行，提高城市公共交通體系的服務水平，真正體現“以人為本”。3）車站分布應以規劃線網的換乘節點、城市交通樞紐點為基本站點，結合城市道路布局和客流集散點分布確定。車站間距在城市中心區和居民稠密區地區宜為1km，在城市外圍區宜為2km。4）線路敷設方案的選擇必須符合城市總體規劃的要求，根據地形、道路、工程地質、施工方法、地上地下建筑物及其基礎結構埋深的情況，從降低工程造價和運營成本、減少對市民生活環境的干擾，保護城市生態環境、合理利用土地資源等方面進行綜合比選。5）根據運營組織、行車相交線路，結合線路條件和工程條件設置輔助線，達到方便折返、停車、靈活調度，有利于運營和控制土建規模的目的。

3線路設計的主要工作內容

3．1線、站位方案研究

線、站位方案比較研究是城市軌道交通項目可行性研究的基礎，是各專業開展工作的前提和條件。線、站位方案比較研究時，要從多方面因素綜合考慮，進行各方面的綜合比較研究，確定最優、最合理的方案。影響線、站位方案比較的主要因素如表1所示。工程可行性研究階段對南延線過湖段路由進行了詳細的研究和比選，過湖段的路由有3條，如圖2所示。路由1：國體大道—過九龍湖—九龍大道—騰龍大道。該方案中，線路下穿規劃的國展中心用地，且九龍大道是通往新建省委省政府辦公樓的大道，前期與省相關部門的溝通協調，九龍大道今年將建成北段道路，并且不宜再次開挖，本工程若沿該大道行進，則基本無實施的可行性。路由2：與建設規劃路由一致。邊界控制因素較少，實施條件較好。路由3：國體大道—過九龍湖—騰龍大道。該方案中，線路下穿規劃幼兒園用地和規劃商業用地，且部分侵入國體大道過湖隧道的范圍，具有一定的實施風險。上述3個方案的綜合比較如表2所示。綜上所述：方案1不具備可實施性；方案3過湖段最短，客流直接吸引效果相對較好，但從工程實施的成本、難度及風險方面分析，均比方案2大；方案2仍然能夠有效覆蓋到九龍大道和國體大道等主要客流走廊，同時結合考慮規劃部門的意見和線網規劃及建設規劃的成果，故推薦方案2，即線路在九龍湖南站—騰龍路站段主要沿翔龍路行進。3．1．2車站站位方案比選車站站位方案比選主要是針對2個或2個以上不同位置并且可行性較強的車站方案進行研究和比選，最終根據各個方案的優、缺點綜合比較車站服務功能、工程可實施性、工程造價和交通疏解等因素確定推薦方案。以南昌軌道交通3號線何坊西路站為例，在《南昌市城市快速軌道交通建設規劃》（2014—2020年）中，何坊西路站站位于何坊西路與迎賓大道路口，如圖3所示。在工程可行性研究階段，該路口的現狀發生了重大變化，何坊西路正在修建九州高架，該路口的現狀如圖4所示。正在修建的九州高架沿著何坊西路橫跨迎賓大道，道路兩側橋樁之間的距離較小，車站施工風險較大，且位于立交橋下面，客流服務功能較差，故需將車站移出該路口。移站的方案有2個：1）北移至撫河南路；2）南移至三店西路。若移至三店西路，何坊西路站與前一座車站江鈴東路站的站間距只有約575m，而何坊西路站與下一座車站建設路站的站間距為1900m，前后站間距不均勻，客流吸引范圍不均衡。經綜合考慮，將何坊西路站北移至撫河南路口，北移后前后站間距為1430m和1000m，站間距較均勻。何坊西路站北移后的站位示意圖如圖5所示。3．1．3車站加站和減站方案研究車站加、減站需結合站間距和客流進行研究。車站加站方案以南昌3號線起點站蓮塘站南移后增加汽車大道站為例進行說明。蓮塘站是3號線的起點站，站后接蓮塘車輛段。建設規劃中，蓮塘車輛段位于江鈴瓦良格西側、蓮西大橋南側的地塊，根據與南昌縣的溝通結果，該地塊是南昌縣的泄洪區，且依據南昌市總體規劃，該地塊也是規劃綠地，故該地不能作為車輛段使用。根據與南昌縣協調結果、南昌市政府會議紀要，蓮塘車輛段南移至銀三角立交橋南側，位于鐵路公安學校北側、京九鐵路西側、鐵路中專學校南側和向塘北大道東側地塊內。結合蓮塘車輛段南移，為減小出入段線長度，且城南路南側約1．6km的規劃路路口周邊存在大量小區，例如銀河城、恒大綠洲和江鈴瓦良格小區，故將蓮塘站南移至該規劃路路口。蓮塘站南移后，蓮塘站與第2座車站澄湖中路站的站間距約為3．1km，站間距過大，且城南路南側汽車大道與迎賓大道路口規劃有大量的居住用地和商業用地，未來規劃客流較大。因此，在該路口增設1座汽車大道站，增設車站后，前后站間距分別為1120m和2000m，站間距相對較合理。增設汽車大道站示意圖如圖6所示。圖6汽車大道站加站示意圖Fig．6AddedQichedadaoStation車站減站方案研究以南昌3號線建設路站為例。在建設規劃中，建設路站位于京山北路與建設路路口。建設規劃中建設路站示意圖如圖7所示。圖7建設規劃中建設路站示意圖Fig．7SketchmapofplanningJiansheluStation建設路站前后2．3km范圍內有4座車站，分別為何坊西路站、建設路站、十字街站和繩金塔站，車站分布較密，且建設路站南側約200m有一玉帶河，河深約9．3m，為使何坊西路站—十字街站區間隧道與玉帶河河底保持6m以上的凈距，建設路站需設成3層車站，工程造價較高。因此，工程可行性研究階段取消建設路站。3．1．4線路敷設方式比選線路敷設方式主要有地下、地面和高架3種。線路采用地下敷設方式時，車站主要采用明挖法施工，區間隧道主要采用盾構法、明挖法和暗挖法施工。線路敷設方式的比選主要針對地下、地面和高架方式的研究和比選。以南昌3號線蓮塘站—陽光路站段線路為例，該段線路位于迎賓大道上，該段線路示意圖如圖8所示。工程可行性研究階段對該段線路地下、地面和高架敷設方式進行了分析。迎賓大道寬度較窄，若采用地面敷設，會占用部分道路空間，影響道路交通，故蓮塘站—陽光路站不采用地面敷設。下文將對盾構施工方法、淺埋明挖法和高架進行研究，綜合比較如表3所示。地下淺埋明挖方案主要適用于在空曠地帶。本段線路周邊建（構）筑物、管線較多，道路寬度不足，交通流量較大，采用淺埋明挖時，需設圍護樁，且路中無綠化帶，區間自然通風不成立，故造價反而高于盾構。當采用高架敷設方式，需重新調整南外環互通立交，同時需對區間東西向橫穿的220kV高壓線（9組）進行遷改，高架橋全部侵入南北向高壓線的保護距離，協調量較大；迎賓大道為南昌縣未來最重要的經濟發展軸，道路兩側規劃大片高端住宅和商務區，高架橋對其規劃開發影響較大。綜上所述，蓮塘站—陽光路站采用地下盾構敷設方式。3．1．5車站埋深方案研究車站埋深方案研究主要是為了確定合理的車站軌面標高。車站埋深的主要受制因素有兩側分布的河流、湖泊、管線、前后區間隧道入巖和拆遷等。以南昌3號線疊山路站為例，該站位于疊山路與環湖路路口，前后區間基本位于地塊中間，下穿了大量的建筑物，施工風險極大。疊山路站及前后區間線路示意圖如圖9所示。結合南昌1號線和2號線工程實施情況，區間下穿建筑物的地段盡量入巖，可減少盾構穿越的風險。根據勘察單位提供的地勘資料，疊山路站巖層埋深為18．1m。相鄰2區間的巖層情況如下：八一館站—疊山路站區間的巖層深度為13．7～18．0m，疊山路站—青山路口站區間的巖層深度為17．7～21．0m。若要保證前后2段區間能進入巖層，則疊山路站軌面埋深要壓至地面以下23．4m左右，故疊山路站需做地下3層車站。此時，疊山路站前后區間縱斷面如圖10和圖11所示。綜上所述，疊山路站設成地下3層站時，前后區間可全部進入巖層，這樣可減小區間下穿建筑物地段的施工風險，且可減少大量建筑物加固、人員臨遷和安置費用等。經綜合比選和研究，疊山路站設成地下3層車站。3．1．6區間埋深方案研究區間隧道埋深主要控制因素有地質情況、沿線建（構）筑物情況、河流和湖泊、節能坡和其他相交線路等。以南昌3號線何坊西路站—十字街站區間縱斷面為例，該區間站間距較長，可設節能坡，同時，根據是否將聯絡通道和泵房置于中風化巖層，縱斷面有2種方案。1）聯絡通道和泵房位于上軟下硬地層，節能坡效果最好。2）聯絡通道和泵房完全置于中風化巖層，節能坡效果較好。方案1縱斷面圖如圖12所示。方案2縱斷面圖如圖13所示。方案1中：節能坡的坡型組合為“－25‰、－5‰、＋6．954‰、＋25‰”，節能效果好，縱斷面最低點位于上軟下硬地層，隧道有約3．8m的深度侵入巖層，施工風險較大。方案2中：坡型組合為“－26‰、－9．4‰、＋18．055‰、＋27‰”，節能效果較差，縱斷面最低點完全位于巖層以下約1．0m，施工風險較小。經綜合研究，為減小施工風險，何坊西路站—十字街站區間縱斷面采用方案2。

3．2線路平面設計

線路平面設計是在線網規劃和建設規劃的基礎上，在確定線路路由和車站站位的情況下，對線路的平面位置、車站站位和全線的輔助線進行詳細的分析和比較，以確定最終線路的平面位置，使線路平面位置最優、最合理。

3．3線路縱斷面設計

線路縱斷面設計是在線路平面穩定的基礎上，根據車站和區間埋深方案研究確定車站、區間及其最低點軌面標高的過程。主要設計內容包括確定敷設方式和過渡段、分析沿線建（構）筑物、坡度、區間最低點泵房與聯絡通道的結合和聯絡通道的設置。此外，線路縱斷面設計時還應注意以下問題。1）要結合地質條件，使隧道盡量避開上軟下硬地層，以降低施工和運營的風險。2）盡量考慮設置節能坡，節能坡設計宜參照行車牽引曲線進行。變坡點盡量靠近車站端，節能坡長度不宜大。若有配線可不進行節能坡設計。3）豎曲線盡量不與平面緩和曲線重合，若節能坡設計與豎曲線和緩和曲線重合相矛盾時，應以節能坡為主。4）縱斷面最低點設計時，應考慮避開上軟下硬地層，同時考慮單個區間聯絡通道的設置數量。

3．4橫斷面設計

城市軌道交通工程有地下、地面和高架3種敷設方式，這3種敷設方式對沿線建（構）筑物的影響是不同的，其中地面和高架對沿線建筑物和道路環境影響較大，需要結合線路區間隧道與沿線道路、建（構）筑物的關系進行橫斷面設計。當軌道交通采用地面敷設時，橫斷面設計時需考慮線路兩側建筑物情況，與既有或規劃道路相結合；當軌道交通采用高架敷設時，根據線路與所分布道路的相對位置關系，線路有路中、路側和機非隔離帶幾種形式；當軌道交通采用地下敷設時，橫斷面設計需考慮隧道與沿線建（構）筑物的距離，保證施工和運營的安全。

3．5配線設計

配線是為了保證地鐵列車正常運營，實現列車合理調度，并滿足非正常情況下（事故、故障和災害）組織臨時運行和維修作業所設置的線路，主要包括車輛基地出入線、聯絡線、折返線、停車線、渡線和安全線［6］。3．5．1出入段（場）線設計出入段（場）線主要是連接車輛段或停車場至接軌車站的線路。出入段（場）線設計的重點是正線（或正線延伸線）與出入段（場）線的交點位置兩者有足夠的豎向凈距，保證安全施工和運營的要求。另外，當出入段（場）線兼顧列車折返功能時，應具備一度停車的需要，結合行車要求，合理設置出入段（場）線的坡度、坡向和坡段長度［6］。3．5．2折返線、停車線和單渡線設計折返線、停車線和單渡線在線、站位穩定的基礎上，結合行車方案和工程實際合理確定全線配線設置情況。3．5．3聯絡線設計聯絡線是根據城市軌道交通線網規劃、車輛基地分布位置和承擔任務范圍確定的［7］。

3．6調線調坡設計

調線調坡設計又稱線路平面及縱斷面調整，是在車站與區間隧道施工完成后，軌道結構鋪設前進行的一項重要的設計工作，它的重要性關系到地鐵運營的安全。在車站和區間隧道施工過程中由于圍巖和結構的變形、測量誤差和施工誤差等原因，導致建成后的車站和區間隧道結構與設計位置不能完全匹配，若不進行處理仍按原設計位置鋪軌，則局部結構將侵入建筑限界，危及列車運行安全而發生事故［8］。調線調坡設計是在線路施工圖設計的基礎上，以竣工后的斷面測量數據為依據，調整線路平面或坡度，使結構凈空盡量滿足建筑限界的要求［9］。

3．7換乘線路設計

換乘線路設計主要對相交線路的前后3站2區間進行平、縱斷面設計，判定換乘線路平面和縱斷面的可行性，以穩定換乘車站的換乘方案。

4結論與建議

在城市軌道交通工程設計中，線路專業作為所有設計的龍頭專業，具有總體性、階段性和全局性等特征，其前期工作強度大、技術復雜、與其他專業銜接緊密，在地鐵工程設計中起著“工程未動、線路先行”的重要作用。線路線、站位的確定，平、縱斷面的設計，都直接關系到工程實施的風險、工程投資、運營質量和乘客的舒適度等。線路設計必須綜合考慮各方面因素，深入仔細地研究線、站位方案，并積極與各市政部門、產權單位對接，逐步穩定線、站位方案，最終確定科學、合理、可行、經濟并有利于運營的線路平、縱斷面設計方案。本文為線路工作者提供了一整套設計思路和工作方法，篇幅有限，有些問題未進行深入研究，有待后續工作者進行更深入、細致的研究工作。

作者：張文正 單位：廣州地鐵設計研究院有限公司

城市軌道交通設計論文:城市軌道交通地面車站的照明設計

一、地鐵車站動力照明系統的設計內容及規范

地鐵動力照明系統中所指的動力，主要包括風機及水泵設備，兩者在電壓選擇上一般采用380V或220V，動力照明系統設計的內容包括了位于變壓器之后的低壓柜、交流或直流電纜頭、照明設備、通信設備、信號設備等方面。參考的主要技術標準是《地鐵設計規范》。

二、地鐵車站動力照明系統供電環節的負荷分類及方式

一般而言，根據《地鐵設計規范》，可以將地鐵車站的供電負荷劃分為三個級別。一級負荷：包括了車站應急照明、通信系統、信號系統、火災報警系統、變電所電源設施、地下站臺區照明、防煙及排煙風機、用于電力設施的監控系統、自動售票及驗票系統，此外還包含了用作應急疏散的防護門、扶梯、防淹門、排水水泵等設施[1]。其中電力負荷最大的是變電所電源設施、火災報警系統及通信信號系統。對一級負荷設施的供電采用兩路供電方式，相互獨立可切換。二級負荷：包括地鐵電梯及扶梯、地面站臺區照明、地鐵附屬建筑照明、排污泵等設施，對其采用一路供電方式。三級負荷：包括各類冷卻設備機組、廣告牌照明、鍋爐及電熱設備、用于清潔的各類機械設備等，對其同樣采用一路供電方式。

三、地鐵動力照明系統動力配電的設計方式

（一）動力配電遵循的基本原則。地鐵動力設備采用的配電方式一般為放射式。車站配電所通過母線輸出雙路電源，用于車站水泵、扶梯電梯、通信系統、控制系統及設備、屏蔽門及車站票務系統，電源接地方面使用TN-S系統，實現供電的電纜設備為五芯電纜。地鐵各區間用于故障維修的電源配電，一般采用隔段設置電箱的方式，相隔百米內設插座電箱，配電方式為鏈式配電，插座電箱做好漏電及防水保護。車站的各類清潔設備采用三孔插座實現電力配置。

（二）車站動力設備配電設計。根據地鐵的相關環控專業的要求，車站較大系統的設備設施，如通風設備及空調設備等，實行現場手操箱控制、環控電控室手動控制、車控制及OCC控制這三種控制形式，三者之間互相聯動；屬于較小系統的通風及空調設施設備，實行現場手操箱控制、環控電控室手動控制及車控室控制，三者間也可采取聯動控制方式。涉及到消防設施設備，例如排煙風機、消防栓泵及防煙卷簾、防火卷簾等設施，要在設備附近設置控制箱，實行手動控制、車控室控制及OCC控制，各類控制方式互相聯動。一般在日常運行時經由ISCS控制，當遇到如火災等突發狀況時，則由車控室控制或由OCC控制。各種水泵，如雨水泵、廢。污水泵、排水泵等實行現場手動控制及水位自動控制。其他設備在配電控制方面主要采用兩種方式，一是就地控制，二是綜合控制。地鐵車站的中心控制室能夠通過BAS微機對車站的風機、水泵及電熱設備加以監控，并及時將信息反饋到中心控制室。

四、地鐵動力照明系統中的照明配電設計方式

（一）照明配電種類及控制方式。照明配電室在設計時，要考慮到運營管理的便捷，在站臺層的兩端區域及站廳層分別設置，為便于進行照明設備用電的管理和電纜線的敷設，站臺及站廳兩層之間的配電室要加以對齊設置。車站用于公共照明的配電箱集中設置于照明配電室中，實現集中控制。地鐵車站照明種類一般分為普通照明（一般照明）、引導照明、安全照明、應急照明及用于廣告設施的廣告照明。車站各類機房設備及辦公區域的照明采用就地控制方式，在應急照明的設置上，采用雙控開關方式，廣告照明采用計量控制及定時控制，而涉及到公共照明的部分則進行集中控制，便于管理。

（二）主要照明方式及設計。應急照明和普通照明是車站站臺層及車站站廳層主要采用的兩種照明方式。地鐵車站的站臺區域及站廳區域都是采用兩路電源，又細分為若干支路，實行交叉式配電，當地鐵的營運高峰期過去后，可相應關閉部分支路，達到電量節約的目的。應急照明主要是在車站內配置電壓為220V的蓄電池組，當原有的兩路電源都處于失壓狀態時通過蓄電池組為應急照明進行供電。一般而言，地鐵車站所用的應急燈具為熒光燈或LED燈，經交流電實現供電，在交流電發生停電等狀況時，就可切換至蓄電池組加以恢復供電。地鐵車站夜間結束停運后，普通照明就進行關閉，采用應急照明，但地鐵車站的站臺區域、站廳區域及車站出入口區域仍然采用常明燈，采用就地控制方式，不加以集中控制。照明采用的插座為單相插座，實行隔段設置方式，供電方式為單獨回路并采取漏電保護措施。

五、電纜選擇及敷設

地鐵車站的各個區間，如變電所中的配電柜，各類配電箱等，根據總體設計單位的要求不同，采用電纜或導線為輸電媒介。根據《地鐵設計規范》要求，一般使用五芯電纜，同時具備TN-S接地系統。一方面，電纜的選擇要嚴格符合地鐵車站的電流及電壓狀況，另一方面，在進行地鐵車站電纜敷設時要尤其注重電纜的材質及性能，無鹵、低煙及阻燃是選擇電纜時的重要參考標準。無鹵，是指遇到突發狀況，如火災等，電纜不會釋放出毒性較大的酸性氣體；低煙是指電纜如發生燃燒，具有較小的煙塵揮發性，煙霧具備較高的透光率；阻燃涉及到電纜的安全等級，電纜在阻燃等級的確定上，前期建設時并未涉及明確的等級要求，往往采用C級標準，但由此引發的地鐵火災事故，如韓國大丘發生的地鐵火災事故，引起了有關地區對電纜阻燃等級的重視，我國在進行地鐵建設時，如天津、北京等地區，一般要求電纜的阻燃等級要達到B級標準。電纜在進行敷設時，一般于車站站臺板下方搭設電纜支架，在車站站臺區及車站站廳區的吊頂區域采用電纜橋架方式。在敷設時，如產生穿越墻體的孔洞，則要用防火性能良好的堵料加以封堵。

六、地鐵動力照明設計中的區間照明設計

工作照明及應急照明是區間照明的兩種主要方式，工作照明所用的照明燈具設置在軌道上側的墻壁，實行隔段設置，每隔5到6米左右設置一盞。應急照明與工作照明之間采取插花布置的方式，相鄰的工作照明燈之間設置應急照明燈。在區間照明電源供電上，工作照明采用三相交流電，而應急照明使用單相交流電，當交流電產生故障，適時切換至車站蓄電池組，以恢復供電。區間隔段設置照明箱，一般以120米為宜，照明箱采用兩路供電，每個電箱負責60米區域內的燈具供電。在區間照明燈具的選擇上，要優選防水、防震、防塵性好，耐腐蝕性強的燈具，一方面要有較好的密閉性，另一方面又要具備較好的散熱性?？刹捎脽晒鉄艏癓ED燈，當采用熒光燈時，要做到交流直流的兩用，確保其能夠瞬時啟動。而車站的站臺層、車站的站廳層及車站安全通道用于疏散指示的燈具要采用LED光源，設置在距離地面1m的范圍之內，且間距要小于15m。

結語

城市軌道交通地面車站設計，是一項復雜的工程，其中，動力照明系統涉及到地鐵車站電源的安全使用，是設計的重點。本文簡要梳理了地鐵車站動力照明系統的各項設計要點，為地鐵設計更加符合國家技術標準提供一定的借鑒價值。

作者：呂鵬程 單位：杭州市城建設計研究院有限公司

城市軌道交通設計論文:城市軌道交通線路設計探討

1高架站端部平面線路設計

高架線路平面設計中除了區間左右線曲線段盡量按同心圓進行配置外，島式車站端部的平面線路設計也是一個重點［5］。高架線對沿線城市景觀存在影響，為盡量減小站端區間高架橋梁的體量，在島式站臺端部的線路設計中，會盡快將線間距收至區間直線地段最小線間距［6］。但在設計中應注意，在有條件的情況下應盡量做到完全對稱，同時，全線的高架車站有條件下應做到一致，從而減少梁跨類型，方便橋梁設計(見圖3)。當車站端部受控，左右線無法同時收線時，應根據線路走向，采取單線收線間距的形式(見圖4)。

2特殊地段線路縱斷面設計

在地下段的線路縱斷面線路設計中，應考慮盡量按節能坡設計［3］，最低點位置的泵房盡量與區間聯絡通道或風井合建，線路根據地質水文條件選擇合理埋深等［7］。此外，穿越控制點且線型緊張地段，以及左右線平面小線間距并行段的縱斷面設計也需要特別注意［8］。對于穿越控制點且坡段緊張、坡度代數差大的地段，應當考慮豎曲線外移值之影響。當左右線交叉，或本線與外線交叉時，應驗算最不利點之控制高程或高差。當平面交角很小時，應當驗算兩結構物外緣交叉點之控制高程或高差;當交叉線坡度大時，也應當驗算兩結構物外緣交叉點之控制高程或高差，而不能僅以中心點驗算。另外，對于穿越控制點且線型緊張地段，當控制點一側的線路條件緊張受控時，應將該側坡度的下一個變坡點拉至控制點的另一側，可減低受控一側的坡度值(見圖5)，從而優化縱斷面線型條件［9］。對于左右線平面小線間距并行段，一般為高架、路基或單洞雙線的地下段，在縱斷面設計中，要特別注意同斷面位置上左右線軌面等高［10］?？v斷面采用較大坡度值時，當遇到左右線同里程而不在同一橫斷面位置上，應以其中一條線的變坡點位置作為基準，合理選取另一條線的變坡點設置位置，確保左右線在同一斷面上，不會出現較大的軌面高差，減少和避免給后續的設計、施工帶來難度。

3配線設計

在配線設計中，縮短渡線是比較常見的一種減短明挖長度，也是節省工程投資的方式;而兩線之間的聯絡線設計，常常是作為遠期線路的預留工程，故在長度的控制方面，往往容易被忽略。設計中應根據工程實施條件，在保證聯絡線合理線型條件的前提下，盡量減短聯絡線的長度。對于設置有停車線并全部采用明挖施工的地下車站，縱斷面設計中車站部分如采用2‰的單面坡。由于車站長度較長，特別是停車場范圍地形比站臺范圍地形高，其最低點處的基坑深度增加較大，故可結合實際地形、管線等情況，在停車線靠近站臺端增加一處變坡點，將停車線與站臺設成“人”字坡。對于單停車線，有條件設安全線，可將坡度調整為－2‰的面向車站的單面下坡［3］，從而減小配線區開挖的基坑深度。

4結語

以上論述了線路精細化設計中一些容易被忽視的常見問題。認真落實沿線的基礎資料，與相關專業精密配合，加強溝通，也是線路設計中重要的一環。線路精細化設計應從方便設計、改善施工、節省投資、優化運營等方面入手，除了依賴于設計人員自身的經驗和溝通協調能力外，更加取決于其責任心。故線路設計人員應在設計完成后，不僅需要評價自己設計的線路是否能滿足施工和運營要求，更應該思考是否已經將線路設計做到了最好、最優。

作者：茍波 單位：中鐵二院工程集團有限責任公司

城市軌道交通設計論文:城市軌道交通線路設計探討

摘要：隨著我國城市建設的發展和進步，對城市設計的研究逐漸深入，并在實際的城市規劃中起到重要的功能。交通運輸是經濟發展和社會進步的基礎動力，能夠為城市的規模擴大起到促進作用，并為城市內部的交流和人員流動提供連接渠道。因此，城市的軌道交通規劃是城市交通網的重要組成部分，不僅能夠分擔公路交通的運輸量，為城市的交通擁擠起到環節作用，還能提高交通的速度，為城市的經濟發展起到促進作用。

關鍵詞：城市；軌道交通；線路設計

城市軌道交通在線路的規劃和運行中都需要進行一定的控制，并要求設計人員掌握一定的基本技能，在設計軌道的過程中按照標準化、科學化的原則進行線路圖紙的設計和施工。在軌道的設計環節，要按照一定的行業標準和原則進行預先的分析和測算，并將測算的數據按照一定的處理方法減少數值的誤差。同時，在設計過程中，設計人員要研究對軌道交通造成應先的因素，并減少不利的影響。

1路線設計的特征

要對城市軌道交通線路進行設計，就要了解軌道交通設計工作的基本職責以及從事相關工作需要注意的問題，并對工作的特點進行預先的了解。軌道交通線路設計具有整體性、復雜性、階段性的特點，在進行設計工作時，要要從城市的整體交通狀況考慮線路的規劃問題，并綜合考慮與之相關的影響因素。

1.1整體性

城市軌道交通設計工作需要首先掌握城市的基本交通狀況，并對交通存在擁堵和不足的地區進行重點的規劃，從城市的整體布局上考慮線路經過的地區是否會對周邊的在建筑和居民產生影響。此外，軌道交通系統中存在交通的控制，要對軌道交通的站點和車輛的通行時間進行整體性的規劃。整體性規劃是城市軌道交通的基本工作，在設計中起到基礎性作用。

1.2復雜性

城市軌道交通線路設計工作需要對線路的整體狀況進行分析，并對線路經過地區的地理特征進行預先的調查，在具體的設計工作中既要進行數據的測算和分析，并繪制線路圖，還要通過實地分析測量對線路圖紙進行修改和設計，在工作程序上具有一定的復雜性，同時工作的內容也要從全局考慮，細節較多，較為復雜。

1.3階段性

在城市軌道交通新路的規劃和設計過程中，可以按照工作內容的不同將設計工作過劃分為幾個步驟。首先，要對城市交通的線路網進行規劃和設計，并了解城市現有的城市交通系統。然后，要根據線路的設計進行建設可行性的分析。最后，要對城市軌道交通線路進行總體的分析，分析建設中需要的用料和基本的結構設計。在設計工作完成后，要將設計成果展示在設計圖紙上。

2軌道交通與影響因素的關系

城市軌道交通的規劃過程中要了解與城市軌道交通相互影響的因素，并通過調查分析了解城市軌道交通與影響因素之間的關系。對于城市軌道交通規劃項目中存在的影響因素進行預先的規劃和分析，防止影響因素對城市軌道交通系統造成不利的影響。

2.1軌道交通與土地的關系

城市的軌道交通建設會占用一定的土地，是城市土地規劃中的重要組成部分。因此，城市軌道交通與土地之間存在一定的聯系，相關部門在審核資料和文件后，才能批準城市軌道交通建設用地的使用。而設計人員在設計軌道交通線路的過程中也要注意土地的規劃和分析，將土地資源充分利用。

2.2軌道交通網與單條線路的關系

城市軌道交通網與單條線路存在整體和個體的關系，由單條線路構成整體的城市軌道交通網。在城市軌道交通網的設計過程中，首先要從整體功能的角度進行整體性的設計，但設計工作體現在單條線路的走向和位置的規劃上。城市交通網的暢通與單條線路之間的連接密切相關，在設計完成線路的圖紙后，要對線路之間的連接進行就準確的設計。

2.3軌道交通與環境保護的關系

城市軌道建設在建設過程中需要進行相應的道路施工，而施工工作通常會對周邊的地區造成影響，影響周邊地區的環境。因此，在設計軌道交通線路時，要考慮施工過程中對周邊環境造成的影響，并考慮對周邊地區居民的身體健康是否造成影響，盡量避免穿過人群聚居地。此外，在軌道交通網建成并投入使用后，也可能對周邊地區造成一定的噪聲污染，設計人員要對相關的問題進行規劃和分析，提出解決措施。

3提高軌道交通質量的措施

在了解城市軌道交通路線設計的工作任務特征和存在的軌道交通影響因素之后，交通軌道設計人員就要根據工作的特性對自身的素質進行有針對性的提高。城市軌道交通存在整體性的特點，因此，設計人員要具有整體性思維，從全局的觀點看待問題，并在具備一定得創新思維，能夠與時俱進，了解行業的發展趨勢。

3.1掌握基本的技能

城市軌道交通線路的設計人員首先要具備一定的專業技能，對城市軌道交通規劃的基本原則有一定的了解，能夠按照科學的城市道路規劃辦法進行設計工作，在設計工作開展的過程中，對出現的問題進行標準化的處理和分析。掌握基本技能是對城市軌道交通設計人員的基本素質要求，只有掌握專業化的知識，才能對軌道交通狀況具備一定的了解。

3.2具有整體性思維

由于城市軌道交通線路設計具有一定的整體性，需要從全局的角度看待問題，并考慮可能發生的狀況，因此，軌道交通設計人員需要具備一定的整體性思維。整體性思維是軌道交通線路設計人員的基本思維素質，設計人員需要對城市的交通網進行思考，發現現有交通網中存在的不足，并按照軌道交通的特點分析軌道交通在地區內建設的可行性。

3.3了解行業的發展趨勢

城市軌道交通線路設計工作隨著軌道交通行業的發展不斷進步，并逐漸涌現出新的技術和方法，而設計人員也需要對行業中出現的新的設計方案進行了解和研究，發現軌道交通線路設計工作中的有效措施。從城市軌道交通線路設計人員需要具備與時俱進的意識，及時了解行業中發生的變化和最新的技術改進辦法，并形成自身的創新意識，在面對設計工作中的問題時，總結經驗，提出有效的解決措施。

4結論

軌道交通成為城市交通系統中重要組成部分，不僅能減輕城市在高同期的擁堵問題，還能提高城市內部和邊緣地帶的溝通交流，為城市的發展提供基本條件。城市的建設和發展要依托經濟的進步和交通的發達，因此，需要對城市軌道交通線路進行設計，使得城市軌道交通設計能夠為城市的交通系統做出貢獻，完善城市交通網。本文主首先對軌道交通線路設計的特點進行了分析，并研究了城市軌道交通與影響因素之間的關系，最后提出了提高城市軌道線路設計質量的措施。

作者：崔凱 單位：哈爾濱地鐵集團有限公司

城市軌道交通設計論文:城市軌道交通電氣節能設計解析

摘要：

針對軌道交通電氣節能設計，主要從各專業的系統設計方案、新型節能設備的應用、新能源的利用以及有效的能源管理入手，對比各種方案的利、弊，并結合注意事項，提出合理、新型的設計方案。

關鍵詞：

軌道交通；電氣設計；節能管理；新技術

0引言

節能設計需符合國家有關法律、法規、標準及規定的要求，對于軌道交通工程項目，從線路規劃、車站及車輛段選址、客流運營組織、車輛及各系統設備選型及維護、系統供電等方面進行合理、節能設計，以避免盲目投資和低水平重復建設。軌道交通是個多專業設計的復雜工程，因此應從各專業多方面全方位系統化地貫徹節能設計。

1軌道交通能耗情況簡介

軌道交通能耗主要是電能，還有部分是水、柴油、天然氣，折算為標準煤后，各種能耗計入總量并算其占比。柴油以線路巡檢車使用為主，量很少，在軌道交通總能耗中可忽略不計；生產生活用水與食堂使用天然氣兩項一起約占總能耗的1％；剩余99％左右都是電能。根據使用類別，電能又可分為列車牽引用電與動力照明等低壓設備用電，其中列車牽引用電約占50％～60％。動力照明等低壓設備主要有通風空調設備、給排水設備、照明設備、電扶梯屏蔽門等車站設備、通信監控弱電設備、車輛段工藝維修設備等，其中通風空調設備用電量約占低壓設備用電量的40％，車站設備約占20％，其余各專業均約占5％～10％。軌道交通地下車站居多，因此通風空調設備與電扶梯設備較多造成其能耗比重較大。了解軌道交通用能情況后，便可針對需要重點節能設計的專業，提出行之有效的設計方案并在后期重點監管。

2項目方案節能設計

2．1牽引節能設計

列車牽引能耗是軌道交通中最主要的能耗，且受到很多專業方案設計的影響，因此在牽引用電節能上需主要注意以下幾個方面。

（1）合理的線路方案有助于降低列車的牽引能耗，如盡可能減小長大坡道的提升高度，合理設置節能坡度，站與站間盡量采用最短連接路徑。

（2）行車交路應從配線、客流、交路長度及運營角度等方面進行多方案比選，在滿足客流需求的前提下，合理分時段設計運行交路與列車對數，盡量提高列車載乘率，少跑空車，以減少對空車和少乘客車輛的牽引用電量。

（3）應通過模擬仿真計算，合理布置牽引所，合理選擇牽引變壓器容量。

2．2低壓節能設計

軌道交通也因含有相當數量的車站與車輛段而產生大量的低壓能耗，特別是地下車站更是用能較大的單體建筑，因此在低壓用電節能上需注意以下幾個方面。

（1）線路的選擇應盡量避免地下車站埋深過大，否則通風空調與電扶梯這類主要耗電專業設備數量較多，功率加大，會使整個車站的用電大幅增加。

（2）車站建筑設計應考慮城市規劃與周邊環境，合理利用資源，根據周邊自然環境，結合各專業設計，建立綜合節能觀念。

（3）車輛段／場選址應有良好的接軌條件，方便行車組織，提高運營效率，減少列車空走距離、空走能耗。選址應結合市政規劃、環境保護等綜合考慮?？偲矫嬉矐鶕に嚵鞒毯侠聿季郑詼p少不必要的調車與設備運輸。

（4）通風空調系統、給排水系統及車站設備等應根據其工況合理提出控制模式，設計控制系統。全日車站此類負荷變化較大，存在明顯的早、晚客流高峰等特征，其自動控制系統應實現系統的季節性與時間性調節，以達到節能運行目的。自動扶梯采用變頻控制，無人乘坐時運營速度僅為正常速度的20％，以減少空載耗電量。

（5）采用就地與集中相結合的無功補償方式，使功率因數不低于0．9。認真考慮三相負荷的平衡問題，確保最大相負荷不超過三相負荷平均值的15％。

3設備產品的選用

選用低能耗、高能效的設備及產品，是軌道交通節能設計中必不可少的。有評定標準的設備應按國家相關標準選型，無評定標準的應采用先進技術設備，禁止采用國家明文禁止或淘汰落后的設備。

3．1車輛

車輛是軌道交通牽引能耗的使用者，選擇適合的車輛，對牽引節能貢獻是非常大的。車輛的車型、材料影響著自重，若車體采用整體承載鋁合金焊接輕型結構，則車輛自重可合理減少，牽引耗能會降低。滿足動力要求時，合理選擇牽引電機和車輛編組動拖比，讓牽引電機工作在最佳能效狀態也是節約牽引用能的關鍵?？照{設備、照明設備、空氣壓縮機等列車輔助能耗設備也應選擇高能效產品。

3．2供電設備

變壓器的使用能耗應符合GB／T10228—2008《干式電力變壓器技術參數和要求》的規定。電線電纜也應按照經濟電流密度要求合理選型。

3．3機電設備

通風空調專業的大型風機屬于高耗能設備，應滿足GB19761—2009《通風機能效限定值及能效等級》中關于“1級能效等級”的相關要求；車站清水離心水泵（主要有空調系統冷凍水泵與冷卻水泵）應滿足GB19762—2007《清水離心泵能效限定值及節能評價值》的要求；其余機電設備國家也均有評定要求。

3．4照明

軌道交通工程照明主要采用節能型熒光燈，配電子鎮流器，所選燈具及鎮流器均應符合國家頒布的相關照明能效限定值及節能評價值的標準。推廣應用LED燈也是非常有必要的。

4節能管理

要想達到節能效果，需從系統設計方案、節能產品使用和節能管理體制上考慮。節能管理工作應更加具體化，更具備可實施性。

4．1計量配備

完善的能源計量器具，有利于對運營、車輛設備維護及商業用電實行分別檢測和控制，嚴格成本核算和能耗定額管理。能源計量器具應嚴格按GB17167—2006《用能單位能源計量器具配備和管理通則》中的要求進行配置及校驗。不僅要實行分類計量，對大型用電設備還應單獨設置計量進行監控。能源計量器具配備率為：RP＝NSN1×100式中，RP為能源計量器具配備率；NS為能源計量器具實際配備數量；N1為能源計量器具理論需要配備數量。

4．2管理措施

有良好健全的節能管理措施才能將節能落到實處，才能發揮設計系統與節能產品的作用。管理措施主要包含健全的節能管理制度、完善的能源機構及人員配備、合理的能源計量器具管理、持續全面的能源統計與監測等，若再配合能源管理系統，則會產生事半功倍的效果。

5新能源新技術的使用

5．1逆變－再生制動裝置

目前城市軌道交通系統常用的電制動方式有再生制動和電阻制動。再生制動最大的好處是節能，當列車下坡或進站時，通過再生制動裝置，列車的動能或勢能轉化為電能，返回至接觸網被相鄰列車吸收，從而使能量得到有效的回收利用，但是再生制動產生的電能很難被完全吸收利用，多余的電能會造成接觸網電壓升高，影響正常運行。電阻制動將多余電能消耗在制動電阻上轉化為熱能，可防止接觸網電壓的持續升高。逆變－再生制動即是用逆變裝置部分或完全取代制動電阻，使接觸網上多余的電能不再轉化為熱能，而是回饋至低壓配電系統，使能量得到充分利用。

5．2地源熱泵系統

軌道交通的車輛段／場面積較大，有采用常溫地源熱泵機組作為冷、熱源的條件。淺埋水平管具有施工維護簡單、造價低、受地面溫度影響大的特點，但地下巖土冬夏熱平衡好，因此可采用地下埋管換熱器為單溝二層四管形式的地源熱泵。

5．3太陽能與光導系統

軌道交通除了地下車站外也有車輛段／場內大面積的單體建筑及一定數量的高架車站，如何利用自然光與太陽能也是設計應該考慮的問題。高架車站鋼結構屋頂與車輛段／場內大型維修庫屋面等都有條件設置太陽能板或光導裝置，因此可根據城市的太陽光照射情況及建筑朝向和周邊環境等因素合理選擇太陽能或光導系統。

6結束語

經過對軌道交通設計各專業的思考，體會到電氣節能設計不僅牽涉到電氣專業或某幾個專業，而且牽涉到所有相關設計專業，需總體全面掌控，然后還要貫徹到今后的施工、運營使用等環節，缺一不可，否則無法達到節能效果。

作者:李建華 范越 單位:重慶市軌道交通設計研究院有限責任公司