城市轨道交通设计论文

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城市轨道交通设计论文:城市轨道交通建筑一体化公共空间设计

摘要:伴随着我国社会主义经济水平的高速发展，我国的城镇化建设以及工业建设的进程也是在不断的加快，但是其土地资源以及人口增长之间的矛盾也是越来越突出，同时城市的交通压力也是在不断的增加。为了能够有效的去缓解城市的交通压力，多数的城市都是开展城市轨道交通一体化的公共空间设计，通过对城市之中的各项资源进行有效的整合，并且充分的去结合相互之间的功能，能够在一定程度上促进城市的全面发展。

关键词:城市轨道;交通建筑;一体化;公共空间;设计;分析

对于目前我国的城市轨道交通一体化公共空间而言，因为整体的设计水平以及质量并不是很高，直接的导致了在实际进行运行的过程中依然是存在着比较多的问题，同时也是限制了我国公共空间功能发挥。所以在进行设计的过程中，必须要能够提高对地上以及地下空间资源能够有效的利用，使其看可以提高资源的利用效率，通过整合去实现整体效益能够达到最大化。

1轨道交通建筑的一体化公共空间具有的功能分析

1．1可以对建筑单元的空间进行整合

在一体化的建筑公共空间之中，可以更好的去整合轨道交通的功能空间以及周边的建筑空间，也是可以让两者之间能够形成一个关联的整体，这种其中任何的一个局部功能将会直接的影响着整个公共空间的功能。但是需要引起注意的则是，不管是两者之间的整合方式是如何，局部的功能以及整体的功能之间都是需要相互的渗透以及结合，从而可以一同的去组成城市的空间体系。然而其属性上也是直接的体现出了城市的公共空间，这样也是直接的表示了需要承担着一部分城市公共空间活动的功能，使其能够对其弹性要求较大。

1．2关于转换以及缓冲人流的分析

城市的轨道交通建筑一体化的公共空间的属性主要是为交通，同时相互之间也是通过交通去实现进行整合的，从而对人流进行汇聚以及输送，这样也是表示出具有着一定的交互性。所以在一些特殊的驱动之下，轨道交通的建筑一体化公共空间复杂的程度也是得到了显著的提高，也是直接的刺激了周边的每一个公共空间。在此之外，在公共空间当中，根据其功能的不同也将会汇集不同的人流，所以在空间上是需要能够具有着缓冲人流的一个功能。

1．3关于建筑单元的活力催化分析

要是建筑空间的系统自我独立封闭性相对来说比较强的情况下，那么便直接的便使功能也是出于在一个封闭的状态之下，在一体化的建筑空间当中，每一个彼此相熟独立的系统之间也是提高了相互联系的元素，同时在空间结构以及功能上也是相互渗透和复合的，这样也是更加有效的去提高了整体的功能，使其人们自身的日常生活以及工作都是可以更加的方便。通过采取这种方式人们的相互之间交流也将会得到一定的提高，使整个空间的活力将会被充分的调动起来。

2轨道交通建筑一体化的公共空间设计分析

2．1空间的组织以及布局分析

一是整体式。对于城市公共空间进行整合的目的便是为了能够提高每一个建筑单元之间的同化以及功能的渗透，提高城市的复合化以及密集化的程度，在设计城市轨道交通一体化公共空间的过程中，复合的媒介主要是公共空间，同时在功能上夜市需要具有着多重的一个属性，这样才可以更好的去满足人们生活以及工作方面的需求，建筑的空间内部和外部都可以得到充分的利用。在公共空间之中的城市功能得到全面发挥之后，自然便可以有效的去延伸建筑的功能，使其可以提高周边空间的整体活力，带动两者之间可以互动。二是叠层式。因为土地资源存在着紧缺以及人口增长之间的矛盾越来越剧烈，在一定程度上已经是促进了高层建筑的一定发展，也是提高了城市的复合化以及集约化的程度。然而叠层式的城市轨道交通一体化的公共空间具有着的层叠交互，这样对于进一步整合城市交通以及提高建筑公共空间一体化也是具有着重要的意义。在叠层式的空间组织模式之下，公共空阿金的建筑内部功能分布也是比较明显的，在对地上的空间进行充分利用的同时，也是能够提高地下空间资源的合理利用，这样不仅仅能够全面的去提高土地的使用效率，与此同时也是能够使其空间的容量可以得到全面的拓展，使其有效的解决城市交通和人口拥挤等方面的问题，促进其城市化进程可以得到更加快速的发展，带动城市经济水平和人生生活质量的提高。

2．2交通的流线组织分析

一是交通流线的立体分层分析。所谓的交通流线立体分层主要是为在城市轨道交通建筑一体化的空间站会中，分别的对其城市轨道交通以及车流和人流等不同的交通流线进行差异化的组织设计。所以在进行设计的时候必须要对其城市之中的层面资源进行充分的考虑，可以在不同的城市层面之中能够设计出差异化的交通方式，之后则是根据其竖向步行交通系统可以将其统一到一起，在能够保证相互的独立性也是能够让每一个系统可以协调的运转。二是交通路线的三维交叠。针对于交通流线的三维交叠而言，基础和前提主要是交通流线的组织立体分层，然而原则是相互之间能够彼此独立，之后对其各个空间的系统进行交叉和重叠。通过三维交叠每一层都能够实现水平的转换，并且也是可以在垂直的方向能够更好的实现相互之间的转换，从而可以在这个基础上能够实现相互转换，更好的去保证城市公共空间的弹性。

3总结

通过对上述的内容进行分析研究之后可以得出，为了能够更好的去满足我国城镇化建设的要求，每一个城市都是在逐渐的去开展着轨道交通的建设，但是逐渐凸显出来的整体功能不协调以及空间脱节等方面的问题也是越来越严重，所以必须要提高对城市轨道交通建筑一体化公共空间的设计，这样对于提高城市的发展也是存在着十分重要的一个作用，并且带动人们自身的生活质量可以得到一定的提高，促进社会经济的繁荣发展。

作者:徐东 单位:北京城建设计发展集团股份有限公司

城市轨道交通设计论文:城市轨道交通建筑一体化公共空间设计探讨

摘要：

随着社会经济的快速发展，我国的城镇化建设和工业化建设进程不断加快，但是土地资源紧缺和人口增长之间的矛盾越来越激烈，同时城市交通的压力也随之增加。为了有效的缓解交通压力，很多城市都逐渐开展城市轨道交通建设一体化公共空间设计，通过有效的整合城市中的各项资源，结合相互之间的功能，在很大程度上促进了我国城市发展。文章主要分析城市轨道交通建筑一体化公共空间功能和城市轨道交通建筑一体化公共空间设计，这对加快我国城市轨道交通建筑一体化公共空间设计具有重要的参考价值。

关键词：

城市轨道交通；建筑一体化；公共空间设计；集约化

针对当前的城市轨道交通建筑一体化公共空间来说，由于整体的设计水平和质量不高，导致在实际运行的过程中还存在着一些问题，限制着公共空间工的充分发挥。因此在设计过程中，需要加强对地上、地下以及空间资源的有效利用，提高资源利用率，通过整合来实现整体效益的最大化。

1轨道交通建筑一体化公共空间功能

为了满足城镇化发展需求，提高城市发展的复合化和集约化程度，加强轨道交通建筑一体化是十分必要的，这对提高公共空间的复合化、集约化、公共化以及开放化的程度具有重要意义，为城市活动的开展提供了重要的平台。而且就公共空间自身来说，也具有建筑单位空间性质，这也就表示会在一定程度上影响着建筑内部空间的功能。

1.1整合建筑单元空间

在一体化建筑公共空间中，能够有效的整合轨道交通功能空间和周边相应的建筑功能空间，进而两者之间就能够直接形成一个关联整体。这样一来，其中任何一个局部的功能都会影响着整个公共空间的功能。但其中需要注意的是，无论两者之间整合的方式是怎样的，局部功能和整体功能之间都需要相互渗透、相互结合，共同组成城市空间体系。而且在其属性上体现出城市公共空间，这也就表示需要承担着部分城市公共空间活动的功能，进而对其弹性要求比较大。

1.2转换和缓冲人流

城市轨道交通建筑一体化公共空间的基本属性主要是交通，而且相互之间也是通过交通实现整合的，对人流进行汇聚和输送，这也就在一定程度上体现出交换性。因此，在这种特性的驱使下，轨道交通建筑一体化公共空间的复杂程度显著提升，刺激着周边的各个公共空间。另外在公共空间中，根据其功能的不同会汇聚不同的人流，因此在空间上面需要具备必要的缓冲人流的能力。1.3建筑单元活力催化如果建筑空间系统的自我独立封闭性比较强的话，就表示其功能也处于封闭的状态当中。在一体化建筑公共空间中，各个彼此独立的系统之间增加了相互联系的新元素，而且在空间结构和功能上也相互渗透、复合，有效的提高了整体的功能，使人们的日常生活和工作更加的便利。通过这种形式，人们相互之间的交往也显著增加，整个空间活力被充分的带动起来。

2轨道交通建筑一体化公共空间设计

2.1空间组织和布局

对于城市轨道交通建筑一体化公共空间的组织来说，最主要的就是需要有效的组织和联合起各个独立的建筑功能单位，有效的满足城市生活高效的运转方式。在空间形态布局方面，需要加强对空间组织需求的充分考虑，不仅需要实现相互之间的联系，同时还需要满足各种交通组织需求。（1）整体式。整合公共空间的目的是为了加强各个建筑单位之间的同化和功能渗透作用，提高整个城市复合化、密集化程度。在设计城市轨道交通一体化公共空间的时候，其复合媒介主要就是公共空间，同时在功能上需要具备多重属性，这样才能够更好的满足人们的生活和工作需求，建筑空间的内外部都可以得到充分利用。当公共空间中的城市功能得到有效发挥之后，自然就能够有效的延伸建筑功能，增加周边空间的活力，促进两者之间的互动。比如香港朗豪坊城市综合体，就是集商业设施、酒店、办公、汽车客运、地铁等各种功能为一体的综合体建筑物，这属于代表性的整体式空间结构。其中三层的中庭整体地就是联合各种功能的主体，在中庭中同时具备活动场所、商业以及交通的功能，实现彼此之间在相互独立的同时，又能保持自身的独立性。（2）叠层式。由于土地资源紧缺和人口增长之间的矛盾越来越激烈，在很多程度上促进了高层建筑的发展，这也是提高城市复合化、集约化程度的必要途径。叠层式的城市轨道交通一体化公共空间设计实质上指的是在竖向角度实现各种功能的层叠交互，这对进一步整合城市交通和加强建筑公共空间一体化具有重要意义和作用。在叠层式空间组织模式中，公共空间建筑内部的功能分布是十分分明的，在利用地上空间的同时，还加强对地下和空中空间资源的有效利用，这样一方面提高了土地使用效益，另一方面空间容量得到了充分拓展，进而城市交通问题、人口拥挤问题以及绿化问题都得到了有效解决。比如香港FC国际金融中心，是集地面交通、轮渡交通、轨道交通、办公、商业为一体的大型城市综合体，其空间组合形式就是典型的叠层式。在地下一层主要是轨道交通人流，地面层主要是公共汽车换乘枢纽，二层主要是轮渡码头和中环人流，三层交通的人流汇聚在共享中庭位置，属于更高一级的交通转换中心。（3）综合式。将上述两种模式有机整合，既解决了轨道交通与周边建筑空间的复合化与密集化的问题，又解决了轨道交通空间与城市高层建筑之间的垂直沟通问题。将空间和土地资源的潜在价值发挥到最大化。如北京丽泽商务区，在平面上有轨道交通、城市交通枢纽、商务中心、居民住宅等，在垂直方向上从下向上依次有轨道交通、地下机动停车、商业中心、地面交通、住宅等。这个方案最大化的聚合了城市空间，属于城市轨道交通建筑一体化中较前沿且成功的方案，为今后一体化设计导明了一个更合理的方向。

2.2交通流线组织

在交通流线组织方面，城市轨道交通一体化建筑公共空间需要充分的考虑到组织布局方式方面，为了充分的发挥出交通流线组织的有效作用，提高公共空间建筑的运行效率，在设计的时候就需要充分的利用城市设计与规范标准。（1）交通流线立体分层。交通流线立体分层指的是在城市轨道交通建筑一体化公共空间中，分别针对轨道交通、车流以及人流等不同的交通流线做出差异化设计组织。因此在设计过程中就需要对城市中的层面资源进行充分考虑，在不同的城市层面中分别设计出差异化的交通方式，然后再利用竖向步行交通系统将其统一在一起，在保证相互之间独立性的同时，各个系统也能协调运转。（2）交通流线三维交叠。交通流线三维交叠的基础和前提主要是交通流线组织的立体分层，其原则主要是相互之间彼此独立，然后对各个空间系统进行重叠和交叉。通过三维交叠，每层都能够实现水平转换，同时在垂直方向也能够实现相互之间的有效转换，而实现相互转换的途径主要是步行系统，在相互独立的同时实现融合，有效保证城市公共空间的弹性。

3结束语

为了满足我国的城镇化建设发展需求，各个城市都逐渐开展轨道交通建设，但与此同时，逐渐凸显出整体功能不协调、空间脱节等方面的问题，因此就需要加强对城市轨道交通建筑一体化公共空间设计，这对提高城市发展的复合化和集约化具有重要的意义和作用。

作者:刘鑫华 单位:北京市市政工程设计研究总院有限公司新疆分院

城市轨道交通设计论文:城市轨道交通供电系统设计方法

摘要:随着社会的进步和经济的迅猛增长，城市交通建设也随之快速发展起来。城市轨道交通作为新型便捷的交通工具，已日益发展成为城市交通的重要组成部分。轨道交通供电系统作为维持轨道交通运行的关键环节，理应受到更多的重视与关注。在各个城市的交通系统中，轨道交通的快速、便捷、投资省等多方面优势使得其发展迅速，对于提高人们的生活水平发挥了重要的作用。对城市轨道交通供电系统的设计方法进行了探讨与研究，为优化轨道交通的建设与发展提供参考。

关键词:城市轨道交通;供电系统;设计方法

引言

在经济科技水平迅速发展与进步的今天，人们的生活水平也在不断提高，对交通的需求越来越大，城市轨道交通的出现和发展无疑是缓解城市交通紧张状况的关键。城市轨道交通对于人们的生活有着重要的意义与作用，需要相关人员重视它的建设与发展。本文对城市轨道交通供电系统的设计方法进行了简要分析与探讨，通过对以往轨道交通系统设计经验的总结，以及对设计要求与规范的理解，进一步探讨轨道交通设计的基础内容以及相关条件和要求。

1城市轨道交通发展以及供电系统设计概况

1．1城市轨道交通发展的现状

随着社会的进步与发展，对交通的需求越来越大，为了更好地解决交通不便的问题，一些城市正在大力发展城市轨道交通建设。城市轨道交通是缓解城市公共交通压力的关键环节，尤其其自身的独有优势，不仅具有节能、便捷、环保、安全以及运输能力强的优点，而且符合环保出行和可持续发展的战略要求，因此十分适用于现今城市的发展需求。我国的城市轨道交通建设已迎来了发展的黄金时期，目前有大约30多个城市正在规划或者已经实施了轨道交通的建设工作。尤其是北京、上海等发展比较快的城市，都在大力发展城市轨道交通建设。城市轨道交通具有较多的种类，按其用途的差异可分为多种类别。我国城市轨道交通建设的特点是多城市同步展开，发展势头较猛，且轨道交通更加多元化，如上海、大连、天津等多个城市已经构建了轻轨交通系统。截至2014年，中国大陆已经建成并通车运行的城市轨道交通线路合计超过1700km。根据规划，到2020年，全国将有近50个大中城市拥有城市轨道交通，总里程超过7000km，更多的现代化大都市将不断地加入到城市轨道建设中来。

1．2城市轨道交通供电系统简介

供电系统是城市轨道交通的基础，同时也是较为关键的环节，因此在轨道交通建设的前期要给予足够的重视。随着我国城市轨道交通建设的繁荣与发展，相关的设计水平与施工技术也得到了较快的发展，供电系统的设计方案与理论以及相关的处理软件工具也更加科学合理，在轨道交通设计过程中起到了较好的促进作用。然而目前的许多方法大多只适合轨道交通供电系统的初始规划设计以及方案设计过程中。通过对城市轨道交通工程建设前期准备的探索以及相关供电系统设计等内容的深入研究，并结合轨道交通供电系统的分析，对供电系统设计方法有了更多的了解与深入的归纳，从而构建了一套科学合理的设计方法，能够较好地完成现今轨道交通供电系统设计的前期准备以及相关设计工作。

2城市轨道交通供电系统设计前的准备工作

2．1轨道交通供电系统设计的基本任务

轨道交通设计的前期，也就是轨道交通建议书编制以及工程可行性研究报告编制的过程中，最主要的目标是项目立项的实施可行性与必要性的研究。在轨道交通设计以及建设期间，供电系统的设计与实施是整个轨道交通建设的一部分，供电系统设计的最初目标是针对整体轨道交通的电负荷需求进行估计预算工作，然后结合具体技术方法以及经济这两个方面找到科学合理且切实可行的电源方案以及系统设计方案，使其作为供电系统设计的根本依据，并能够将供电系统中的子项目工程预算大致推算出来。在轨道交通建设的前期阶段，供电系统的设计方案可以大致分为以下几种类型:一是外部电源与变电站的设计方案;二是中压网站的电压等级以及主线方案;三是牵引供电制式和牵引网的根本形式;四是全线降压变电所以及牵引变电所的设置方案。从目前的轨道交通发展状况来看，根据供电系统的不同环节进行分项评估和预算，在整个工程可行性研究阶段，不需要将全部的工程量清单都列出来，主要任务是将变电工程、电缆工程以及牵引变电所工程相应的工程量清单列出即可。

2．2轨道交通供电系统涉及的前期设计条件

在城市轨道交通供电系统设计的初始阶段，供电系统设计团队需要收集和具备大量的资料与资源，例如交通线路资料以及城市车辆资料等，这些资料能够更好地帮助供电系统设计工作的展开，为接下来的设计工作提供科学合理的依据。如果出现一些较为特殊的状况，例如某些重要的专业资料不能够获取到，供电系统设计人员可以将与之相似的工程资料作为参照。在验算过程中，参与这个环节的设计人员借助用电负荷以及电压水平进行验算。

2．3估算用电负荷

城市轨道交通用电负荷大致的构成内容包括车辆牵引负荷、系统负荷以及控制中心等。其中的列车牵引负荷在很大程度上与列车型号以及供电系统设计的承载运输量有关。结合相关情况来看，商业通信、BAS、AFC以及信号综合监控等方面均是对用电负荷造成一定影响的因素。从现有的城市轨道交通设计方案研究与设计经验总结来看，轨道交通的两个车站之间的距离大多在1～2km的范围内，部分区域较大的郊区站与站之间的间隔可扩大到2～3km，从总体上来讲，轨道交通对电力的要求较为平稳。

3城市轨道交通供电系统的设计方法研究

3．1供电系统中外部电源以及主变电所的设计

城市轨道交通的运行需要较为强大的电源作为支撑，在正常情况下用电负荷大多是一级负荷。一般运量较大的轨道交通所需的电功率以及与之对应的用电负荷需求很少被我们关注，因此大多没有被划分到城市用电的整体计划中。现今供电系统所遇到的最大难题，便是怎样借助技术经济规划好电源设计方案，然后从集中供电或者分散供电两种方式中选择一个较为科学合理的方式，或者将两种方式相结合进行设计。城市轨道交通在进行主变电站设计的过程中，需要依据两方面的内容:首先，要把城市轨道的中心点当作基点，再沿线路进行延伸，使得轨道交通线网电源资源能够得到一定的共享。其次，是主变电站的供电范围，每个主变电站之间的距离在大运量的线路要＜15km，中运量应该＜20km，小运量应该在25km以内。

3．2直流牵引供电系统的设计方法

在轨道交通供电系统设计中，设计人员要能够对供电系统有全面的把握，如牵引供电制式设置方案以及牵引变电所设置方案等。根据GB50157—2013《地铁设计规范》、GB/T3317—2006《电力机车通用技术条件》等的有关规定，直流牵引供电变电式分为DC750V以及DC1500V两种，其中后者在经济以及技术方面都占有较大的优势。因此，在城市轨道交通建设中提倡选择DC1500V供电制式。结合我国的现状来看，直流牵引供电系统大致包括了牵引网供电以及走行轨回流方式，而牵引网又分为架空接触网和接触网两种。地面和高架线路方面主要分为柔性架空接触网和接触网两种。在设计时，应当根据行车专业所提供的最大运输能力来确定牵引变电所的设置方案和整流机组容量。供电系统设计人员要能够按照轨道交通所负担的运输量，来具体设计牵引变电所方案与整流机组容量。

3．3中压网络的设计

在进行城市轨道交通供电系统设计的过程中，对直流牵引供电系统电压水平的计算，设计人员要能够根据列车运行图展开合理的运算，从而构建出等效线路模型，该环节需要专业间的配合才能更好地进行。在开始的分析过程中，设计人员要通过基础的公式展开验算工作，对牵引网的电压水平以及钢轨电位进行估测预算，以便于对接下来的设计进行判断，并满足相关规范要求。在最初的分析研究过程中，供电网系统设计要能够充分地将中压网络的电压等级以及主接线两者进行划分。

4结语

城市轨道交通对于城市的发展和建设有着重要的意义，也是推动社会进步发展，提高人们生活水平的重要内容。轨道交通供电系统作为城市轨道交通建设的关键环节，需要有完整的、系统的、科学合理且能够满足建设需求的供电系统设计方案作为支撑。因此，需要对城市轨道交通供电系统的设计方法给予更多的重视与研究，为优化城市的交通系统做好准备，以更好地推动城市轨道交通的建设与发展。

作者：吴凡 单位：厦门轨道交通集团有限公司

城市轨道交通设计论文:城市轨道交通运营控制结构设计

1工程概况

根据功能组成及规划条件，某城市轨道交通运营控制中心为集中式的控制中心，规模按6条轨道交通线路(1～6号线)的控制中心(OCC)及线网指挥协调中心(TCC)考虑。控制中心出地面后分为主塔、裙楼。裙楼地上5层，高度22．85m，主要功能为OCC的设备用房及控制大厅，框架结构;主楼地上11层，高度54．15m，主要为TCC，ACC等中心和管理办公用房，框剪结构。室内外高差0．45m，设置1层地下室，地下室层高6．89m(纯地下室4．80m、夹层2．09m)，地上层高4．5m，4．2m。纯地下室顶板(无上部结构)覆土1．74m。地下室最大长度为171m，最大宽度为71m。为减小温度应力影响，出地面后主楼与裙楼之间设置一道变形缝，兼作抗震缝，缝宽150mm。主楼纵向尺寸100m，横向尺寸30m;裙楼纵向尺寸150m，横向尺寸21m，长宽比7．1。

2主要设计

标准设计使用年限100年，结构安全等级为一级。建筑抗震设防类别为乙类(重点设防类)。抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度0．15g，设计地震分组为第二组，场地类别为Ⅱ类。按照GB50011—2010建筑抗震设计规范，其震动反应谱特征周期为0．40s，水平地震影响系数最大值为0．168。按照当地规定，轨道交通项目应当进行地震安全性评价;根据本项目《工程场地地震安全报告》。小震计算采用安评报告提供参数与抗震规范参数的包络值计算。

3主体结构体系及难点处理

3．1单跨结构及处理

主楼采用框架—剪力墙形式，裙楼采用框架结构。裙楼4层、5层控制中心大厅由于建筑使用功能限制，需抽掉??轴部分柱，形成大空间方便使用，使得结构出现单跨结构:屋顶连续梁10根，单跨梁6根。《建筑抗震设计规范》6．1．5条“甲、乙类建筑以及高度大于24m的丙类建筑，不应采用单跨框架结构”。故裙房顶层大跨度单跨框架结构的竖向构件采取性能化设计，即斜截面承载力中震弹性、正截面承载力中震不屈服。同时考虑到裙楼体型复杂，采用了两个不同力学模型的结构分析软件进行整体计算。计算结果表明，PKPM与YJK计算主要参数近似，且均满足规范要求。性能化构件配筋计算见表3。计算表明，中震不屈服时，斜截面箍筋加密区基本无变化，非加密区;中震弹性时，斜截面箍筋加密区和非加密区都增加，非加密区增加一半。中震不屈服时，正截面纵筋较小震弹性增加2．2倍;中震弹性时，正截面纵筋较小震弹性增加2．8倍。

3．2走廊及处理

建筑功能需要，OCC控制大厅在4层、5层通高设置，且5层需要设置参观走廊，即4层顶板大范围开洞。故一般的楼板刚性假定不成立，设计中应考虑楼板削弱产生的不利影响，采用了楼板弹性膜假定计算。同时走廊对主体结构的影响采取PK单榀模型核算，在构造上适当加强。

3．3悬挑及处理

主楼、裙楼存在悬挑结构，最大悬挑5．2m，裙楼顶层存在18m大跨结构。在地震工况计算时，考虑竖向地震作用，并验算结构变形。

4地基基础设计

4．1基础设计

本工程裙楼、纯地下室基础采用桩基+防水板，主楼基础采用桩筏，桩基为水下灌注桩。考虑到场地钻孔遇孤石比例达32．2%，桩采用冲孔灌注桩基础。工程桩坐落在瑏瑧-2散体状强风化花岗岩，防水板坐落在瑏瑡-1残积砂质粘性土。建筑地基基础设计等级为甲级。

4．2沉降计算

由于变形缝自地下室顶以上贯通，地下室及基础连成一体，故必须对基础整体沉降、差异沉降进行合理的协调控制，以满足整体地基基础变形要求。通过桩基布置及调整，计算表明主楼最大沉降46mm，裙楼最大沉降44mm，纯地下室最大沉降32mm。最大差异沉降0．00575，满足规范要求。从施工角度出发，沿主楼、裙楼外轮廓设置沉降后浇带，待两侧结构封顶，根据沉降观测结果，确定后浇带封灌时间，并不少于两个月;以减少地基基础的不均匀沉降，同时加强整个建筑的沉降观测等。

4．3抗浮设计

抗浮设计水位标高为室外标高以下0．5m，即基础底标高以上6．3m，需要考虑地下水浮力对结构不利影响。以纯地下室为例，考虑到结构自重、地下室顶覆土、基础板上回填，抗浮系数为1．00＜1．05，不满足抗浮要求。考虑到工程桩对抗浮的要求，抗浮系数为1．15＞1．05，满足抗浮要求。同时工程桩单桩竖向抗拔承载力特征值按照抗浮计算需要确定，在确保安全的前提下，以方便试桩及节约造价。

5超长设计

运营控制中心由主楼和裙楼两部分组成，地下室最大长度为171m，最大宽度为71m。为减小温度应力影响，出地面后主楼与裙楼之间设置一道变形缝，兼作抗震缝，缝宽150mm。主楼纵向尺寸100m，横向尺寸30m;裙楼纵向尺寸150m，横向尺寸21m。因建筑功能、工艺需要，主楼、裙楼结构不能再增设变形缝。为解决结构超长、温度应力及混凝土收缩对结构的不利影响，结构设计采取以下结构措施:

1)纵向结构梁采用预应力混凝土梁，考虑到施工方便，框架梁施加缓粘结预应力。楼板、屋面板采用无粘结预应力，施加温度预应力。

2)加强梁、板内温度抗裂构造钢筋。适当增加通长钢筋，尽量采用直径细、间距密的布筋方法，以减小可能出现的温度、收缩裂缝宽度。

3)混凝土原材料应采用低收缩、低水化热水泥(例如粉煤灰水泥等)，采用碎石骨料;顶底板均采用补偿收缩混凝土;同时应严格控制混凝土外加剂的品种、质量和剂量，严格控制水灰比不大于0．5。

4)设置沉降后浇带、温度收缩后浇带，后浇带宽度0．8m～1．0m，温度收缩后浇带内的混凝土在两侧结构完成两个月后浇筑，浇筑时应用高一强度等级的微膨胀混凝土浇筑。控制后浇带封灌时间，应尽量选择温度较低时进行后浇带的浇筑。

5)适当延长养护时间，使结构缓慢降温，以防温度骤变、温差过大引起裂缝;基础部分及早回填保湿保温，以减少温度收缩裂缝;顶板保水养护时间不少于14d。

6)屋面设建筑保温层，建筑物周边建筑围护墙封闭，减小室内外温差对结构的不利影响。

6结语

本工程结构设计中，结合场地环境、建筑方案、周边结构特点，针对性解决本工程设计难点问题，采取了相应的结构措施，工程达到了安全可靠、经济合理。

作者：李宝雄 张雪涛 谷宇春 单位：北京城建设计发展集团股份有限公司

城市轨道交通设计论文:城市轨道交通设计论文

摘要:通过对传统地铁和直线电机地铁线路轨道标准、轨道强度及稳定性检算比较分析,了解国内一种新的城市轨道交通模式,探讨这种轨道交通无缝线路计算的特点。

关键词:城市轨道交通;无缝线路;强度及稳定性

1概述

城市轨道交通采用以旋转电机驱动为代表的传统地铁的历史源远,从1865年英国伦敦世界上第一条地铁(Metro)投入运营,迄今已经有140多年的历史。传统地铁主要依靠的是轮轨的作用力来传递牵引(制动)力的一种技术模式。城市轨道交通的另一种新的模式是直线电机驱动系统,此项技术从20世纪70年代后期,主要是国外(德国、日本等)开始研制,直到20世纪中才应用于铁路运输、煤矿、冶金等自动化生产各方面。其中直线电机在铁路运输方面的应用尤为引人关注。城市轨道交通用直线电机是采用直线同步电动机,实质就是把直线电机的初级(定子)安装在车上,次级(转子)铺设在线路上,需要接触轨和变流器牵引驱动的一种技术模式。

2003年广州市城市轨道交通地铁四号线在国内首次采用直线电机技术,2005年12月首通段已开始投入运营。之后的几年,广州市城市轨道交通五号线、六号线及北京市机场线均采用该项技术。笔者主要对两种运营模式下,对无缝线路的强度和稳定性做一个分析比较。

2线路轨道主要技术标准比较

2.1线路的最大坡度

传统地铁正线的最大坡度不宜大于30‰,困难地段可采用35‰。直线电机线路设计一般地段最大坡度为50‰,困难地段可采用55‰。直线电机理论计算的最大爬坡能力在100‰,但实际应用值到80‰。在无缝线路强度检算中,应注意轨道在制动的条件下,产生的制动附加力。

2.2最小曲线半径

时速100km/h条件下,传统地铁B型车正线最小曲线半径500m,困难的条件下为400m;直线电机车辆设计线路最小曲线半径200m,困难条件下为15m。在不同曲线半径条件下,轨道结构的强度稳定性需进一步的检算。

2.3车辆主要参数比较

传统地铁B型车辆及直线电机主要参数见表1。

其中,对于直线电机车辆应考虑其转子与定子间吸力,广州市四号线直线电机车辆采用日本技术,其吸力为20kN,纵向推进力最大可达到40kN,在轨道强度检算过程中均应考虑此部分的影响。

3无缝线路钢轨强度检算

依据《铁路轨道强度检算法》(TB—2034—88)将钢轨视为支承在等弹性的连续点支座上的连续长梁进行检算。钢轨轨底动拉应力与轨道结构刚度D、速度V、偏载系数β、曲线水平力系数f等因素有关。

直线电机车辆在动态运行的过程,为有效的保证输出功率,轨道结构刚度的连续性尤为重要。直线电机强度检算钢轨支承刚度40~50kN/mm;传统地铁其刚度均小于30kN/mm。由于传统列车重心高度比直线电机车辆大,因此传统地铁列车通过时,由于存在未被平衡的超高,所产生的偏载比直线电机列车大约12%。

按弹性支承连续长梁方法,在曲线半径400m、时速100km等同条件下,传统地铁轨底的拉应力δgd=107·5MPa,动位移yd=1.4mm。直线电机轨底的拉应力Md=98.9MPa,动位移yd=1.1mm。

直线电机车辆轴重轻,车辆重心底,其紧急制动减速度较传统地铁大,但综合的制动附加力又比传统地铁小。在列车运行的条件下,直线电机钢轨只是导向牵引作用,强度检算计算应力小,有利于延长钢轨的使用寿命。超级秘书网

4无缝线路稳定性检算

无缝线路稳定性检算其主要目的是通过力学模型研究胀轨跑道的轨道,以求保持轨道稳定。轨道胀轨跑道基本分成持续发展、胀轨渐变、胀轨跑道三个阶段。国内无缝线路稳定性分析研究理论很多,其中应用比较广泛有“统一无缝线路稳定性计算公式”和“波长不等模型”两种。

“统一无缝线路稳定性计算公式”采用等效道床阻力Q,最早较多的应用于50kg/m钢轨,后长沙铁道学院对60kg/m钢轨的原始弹性弯曲矢度foe、塑性矢度fop等参数进行优化研究,这些参数在秦沈跨区间无缝线路设计中得到应用。公式如下

“波长不等模型”采用幂函数模式回归横向阻力方程(Q=Q0-ByZ+Cyn)分析计算,运用势能的驻值理论,建立无缝线路的稳定计算公式,其允许温度力与钢轨压缩变形能τ1、轨道框架弯曲变形能τ2、道床变形能τ3、扣件的变形能τ4有关。该方法数学推导较为严密,但计算的过程比较的复杂,公式如下

应用VB程序对两种方法编程计算,程序结果与铁路工务技术手册《轨道》和《铁道工程》(西南交通大学)书中范例在同条件下结果一致。笔者主要是针对传统和直线电机的线路最小曲线半径标准,用两种不同的稳定性计算模型,采用1667根/kmⅢ型枕道床q=14.6-357.2y+784.7y0.75同条件下的横向阻力,计算曲线半径R=200m、R=500m钢轨的允许温度力P,计算结果见表2。

从两种稳定性计算公式可见,两种模式地铁在无缝线路稳定性计算方法上没有明显的差别。两种稳定性计算结果的差异原因可能在阻力的取值方式上,统一公式采用常阻力方式及安全系数K=1.25取值等因素。

由于直线电机可适应较小的曲线半径,为保证轨道平顺性,应尽量铺设无缝线路。由表2计算的允许温度压力可见,曲线半径越小允许的温度力越小,可允许温升也越小,因此直线电机轨道结构应尽量高温锁定。

5结语

直线电机做为国内一种新的城市轨道交通模式,由于车辆的转子安装在轨道线路中,轨道结构参数选取与车辆结构的匹配尤为重要。通过对比分析传统和直线电机地铁系统线路轨道标准、无缝线路强度、稳定性检算几个方面,直线电机曲线半径条件应做为无缝线路的控制因素。直线电机地铁由于车辆轻、转向架固定轴距小的特点,可适当提高锁定轨温,有利于轨道稳定。对于直线电机这种新的城市轨道交通模式,无缝线路设计的强度及稳定性检算的参数选取还需在实践中逐步优化。

城市轨道交通设计论文:城市轨道交通设计

摘要：按一般的设计惯例，牵引计算工作仅仅是在线路方案稳定后所作的列车运行模拟计算，从而得出列车在各个区间内的走行时间、走行速度以及能耗。但随着城市轨道交通项目综合技术要求的不断提高，如何从最经济合理的角度确定设计规模，以最小的投入得到最大的回报，这就存在各专业之间相互制约的一系列复杂关系，而牵引计算工作在这中间所起的作用，就是从经济运行的角度，找出最合理的技术参数，从而指导线路、车辆、信号、供电及环控专业的设计工作。

关键字：牵引计算、指导、线路、车辆、信号、牵引供电、环境控制、设计

1、指导线路专业对平、纵断面的优化设计

选线就是选择轨道交通路线，它是城市轨道交通工程设计的龙头。选线首先是经济

选线，或称行车路线的选择，然后是技术选线。经济选线就是选择行车路线的起讫点和经济据点，主要是站在吸引客流量，切实解决交通拥挤状况的角度出发的。行车路线的选择应结合城市规划，符合客流产生、流动和消失的规律，并要符合城市客流发展的规划。技术选线就是按照行车路线，结合有关设计规范，平纵断面设计要求，落实线路位置的技术工作。在城市轨道交通项目的设计中，由于城市已有道路的既有条件或管线埋设、地质结构的影响，使得线路定线工作难度颇大。牵引计算工作主要在技术选线过程中，根据列车在线路上的自由运行速度值，核算缓和曲线长度、夹直线长度的设置是否符合要求，以及曲线超高的设置是否满足速度要求，从而确定曲线超高的加宽值是否达到限界要求。反之，线路对缓和曲线长度、夹直线长度以及曲线超高、超高的加宽值的核算结果又影响牵引计算列车运行速度的确定。

以重庆跨座式单轨交通为例。由于跨座式单轨交通线路不同于钢轮钢轨，它的超高直接在轨道梁上反映，且必须在线路设计中结合列车在该地段的运行速度，将线路超高、限界加宽值一次设计到位，无法在施工完成后调整超高值。重庆轻轨滨江路段CK4+200~CK4+350地段，正好位于穿越嘉陵江匝道桥桥墩柱位置，由于既有匝道桥修建时未预留够轻轨双线位置，迫使线路右线绕行穿行于两匝道桥桥墩间，且有一段半径150m的小半径，如果列车以正常情况穿越该段，速度可达55km/h，但由于两匝道桥桥墩间间距无法满足55km/h速度超高的加宽要求，限制了列车在该段的运行速度，最终使得该段右线不能设置超高，列车运行速度仅达到30km/h。如下图所示。

2、指导车辆专业对车辆技术参数的选择

由于城市轨道交通车辆选型工作难度较大，既要考虑车辆的技术性能，又要考虑美观舒适实用，从建设方角度还要考虑经济合算，所以在设计中，车辆选型工作几乎贯穿整个设计过程。

为了保证拟定车辆技术指标能满足设计要求，我们可在拟定车辆技术条件前提下，利用牵引计算，先核算部分车辆技术指标是否达得到线路技术要求。例如，我们可以核算列车在定员或者超员状况下，如果失去一部分动力，能在多大的坡道上起动，能以多高的速度通过线路限坡等等。我们还可以在拟定的列车牵引特性下，完成整个线路的牵引计算工作，再求算出整个列车运营范围内所需的等效发热电流，或称均方根电流值（IRM），如果满足以下关系式：

IRM≤（0.8~0.9）Im

公式中：Im——为车辆电机的额定电流值。则表示拟定车辆电机的额定功率选定是正确的，满足要求的。反之，不能满足上式要求，则说明拟定车辆电机的额定功率选定是不够的，不能满足要求，需重新选定。

3、指导信号专业进行闭塞分区的设计

轨道交通系统的能力大小，主要是靠信号系统的制式来保证的，先进的信号系统能最大程度地降低两列相邻列车的追踪距离，从而降低列车的折返时间，提高列车的追踪能力。同时，不同等级的轨道交通系统，其乘客输送能力差异大，线路、车辆条件有别，行车管理、运营组织方式也不同。因此，信号系统必须满足和适应这一特殊需要。在以上条件确定的前提下，我们要进行信号闭塞分区设计。信号闭塞分区长度的确定，以及信号速度码的确定必须在牵引计算工作的配合下完成。牵引计算不仅能直观的反映出列车在各个点所处的速度，而且还可以反映线路要求限速的位置、范围，从而有效地划分出闭塞分区的长度及速度码。闭塞分区长度的计算公式如下：

L=Lf+Lz+Ls层式中：L——闭塞分区长度；

Lf——制动反映时间所走距离；Lz——列车从某一速度值制动为0速度所需制动距离；

Ls——安全保护距离。

其中Lz就靠牵引计算来测算。

在折返站信号闭塞分区设计时，我们也是根据不同的折返站布置形式，尽可能地用信号系统来满足折返能力要求。这一设计过程也与牵引计算工作密不可分。

4、指导牵引供电专业对主变电站规模的确定以及各牵引降压所数量与分布的确定

主变电所是轨道交通能源核心部位，它的容量大小直接影响整个轨道交通系统的运输能力。为了节省能源，我们在设计中又不能将它设计成无限大，如何正确合理选定主变电所容量及牵引降压所数量与分布，必需依靠列车牵引模拟计算，即牵引计算。只有在牵引计算工作完成之后，根据列车在不同的位置上所处的工况，确定在该位置时间矢量的耗电量大小，从而累计出列车在整个运营线路上的耗电量大小，为牵引供电专业提供设计依据。

5、指导环控专业对地下车站和地下区间的环控通风设计

列车在地下区间运行时，由于列车运动带动区间空气运动，造成活塞风，如何利用活塞风，保持地下空间的温度，是环控专业需要解决的问题，这个问题的解决，也必须在列车牵引计算工作完成后，才能有针对性地确定列车在不同的速度下通过地下区间造成活塞风的大小以及产生热量的大小，从而选定隧道风机和排热风机设置位置及风机功率大小。根据列车通过地下区间的频率以及每列车所散发的热量，来确定如何调剂地下区间的温度。

6、结论

当然，线路、车辆、信号、供电及环控专业的设计工作的制约因素还很多，牵引计算工作所起的指导和制约作用只是其中之一，但是正确、合理、经济地作好牵引计算工作对优化平、纵断面设计，经济合理地选择车辆类型、正确完成信号闭塞分区设计、选择经济合理的牵引供电系统容量以及正确合理地完成地下区间和车站的环控通风设计均具有指导作用。

城市轨道交通设计论文:城市轨道交通建筑一体化空间设计分析

摘要:伴随着我国社会主义经济水平的高速发展，我国的城镇化建设以及工业建设的进程也是在不断的加快，但是其土地资源以及人口增长之间的矛盾也是越来越突出，同时城市的交通压力也是在不断的增加。为了能够有效的去缓解城市的交通压力，多数的城市都是开展城市轨道交通一体化的公共空间设计，通过对城市之中的各项资源进行有效的整合，并且充分的去结合相互之间的功能，能够在一定程度上促进城市的全面发展。

关键词:城市轨道;交通建筑;一体化;公共空间;设计;分析

对于目前我国的城市轨道交通一体化公共空间而言，因为整体的设计水平以及质量并不是很高，直接的导致了在实际进行运行的过程中依然是存在着比较多的问题，同时也是限制了我国公共空间功能发挥。所以在进行设计的过程中，必须要能够提高对地上以及地下空间资源能够有效的利用，使其看可以提高资源的利用效率，通过整合去实现整体效益能够达到最大化。

1轨道交通建筑的一体化公共空间具有的功能分析

1．1可以对建筑单元的空间进行整合

在一体化的建筑公共空间之中，可以更好的去整合轨道交通的功能空间以及周边的建筑空间，也是可以让两者之间能够形成一个关联的整体，这种其中任何的一个局部功能将会直接的影响着整个公共空间的功能。但是需要引起注意的则是，不管是两者之间的整合方式是如何，局部的功能以及整体的功能之间都是需要相互的渗透以及结合，从而可以一同的去组成城市的空间体系。然而其属性上也是直接的体现出了城市的公共空间，这样也是直接的表示了需要承担着一部分城市公共空间活动的功能，使其能够对其弹性要求较大。

1．2关于转换以及缓冲人流的分析

城市的轨道交通建筑一体化的公共空间的属性主要是为交通，同时相互之间也是通过交通去实现进行整合的，从而对人流进行汇聚以及输送，这样也是表示出具有着一定的交互性。所以在一些特殊的驱动之下，轨道交通的建筑一体化公共空间复杂的程度也是得到了显著的提高，也是直接的刺激了周边的每一个公共空间。在此之外，在公共空间当中，根据其功能的不同也将会汇集不同的人流，所以在空间上是需要能够具有着缓冲人流的一个功能。

1．3关于建筑单元的活力催化分析

要是建筑空间的系统自我独立封闭性相对来说比较强的情况下，那么便直接的便使功能也是出于在一个封闭的状态之下，在一体化的建筑空间当中，每一个彼此相熟独立的系统之间也是提高了相互联系的元素，同时在空间结构以及功能上也是相互渗透和复合的，这样也是更加有效的去提高了整体的功能，使其人们自身的日常生活以及工作都是可以更加的方便。通过采取这种方式人们的相互之间交流也将会得到一定的提高，使整个空间的活力将会被充分的调动起来。

2轨道交通建筑一体化的公共空间设计分析

2．1空间的组织以及布局分析

一是整体式。对于城市公共空间进行整合的目的便是为了能够提高每一个建筑单元之间的同化以及功能的渗透，提高城市的复合化以及密集化的程度，在设计城市轨道交通一体化公共空间的过程中，复合的媒介主要是公共空间，同时在功能上夜市需要具有着多重的一个属性，这样才可以更好的去满足人们生活以及工作方面的需求，建筑的空间内部和外部都可以得到充分的利用。在公共空间之中的城市功能得到全面发挥之后，自然便可以有效的去延伸建筑的功能，使其可以提高周边空间的整体活力，带动两者之间可以互动。二是叠层式。因为土地资源存在着紧缺以及人口增长之间的矛盾越来越剧烈，在一定程度上已经是促进了高层建筑的一定发展，也是提高了城市的复合化以及集约化的程度。然而叠层式的城市轨道交通一体化的公共空间具有着的层叠交互，这样对于进一步整合城市交通以及提高建筑公共空间一体化也是具有着重要的意义。在叠层式的空间组织模式之下，公共空阿金的建筑内部功能分布也是比较明显的，在对地上的空间进行充分利用的同时，也是能够提高地下空间资源的合理利用，这样不仅仅能够全面的去提高土地的使用效率，与此同时也是能够使其空间的容量可以得到全面的拓展，使其有效的解决城市交通和人口拥挤等方面的问题，促进其城市化进程可以得到更加快速的发展，带动城市经济水平和人生生活质量的提高。

2．2交通的流线组织分析

一是交通流线的立体分层分析。所谓的交通流线立体分层主要是为在城市轨道交通建筑一体化的空间站会中，分别的对其城市轨道交通以及车流和人流等不同的交通流线进行差异化的组织设计。所以在进行设计的时候必须要对其城市之中的层面资源进行充分的考虑，可以在不同的城市层面之中能够设计出差异化的交通方式，之后则是根据其竖向步行交通系统可以将其统一到一起，在能够保证相互的独立性也是能够让每一个系统可以协调的运转。二是交通路线的三维交叠。针对于交通流线的三维交叠而言，基础和前提主要是交通流线的组织立体分层，然而原则是相互之间能够彼此独立，之后对其各个空间的系统进行交叉和重叠。通过三维交叠每一层都能够实现水平的转换，并且也是可以在垂直的方向能够更好的实现相互之间的转换，从而可以在这个基础上能够实现相互转换，更好的去保证城市公共空间的弹性。

3总结

通过对上述的内容进行分析研究之后可以得出，为了能够更好的去满足我国城镇化建设的要求，每一个城市都是在逐渐的去开展着轨道交通的建设，但是逐渐凸显出来的整体功能不协调以及空间脱节等方面的问题也是越来越严重，所以必须要提高对城市轨道交通建筑一体化公共空间的设计，这样对于提高城市的发展也是存在着十分重要的一个作用，并且带动人们自身的生活质量可以得到一定的提高，促进社会经济的繁荣发展。

作者:徐东 单位:北京城建设计发展集团股份有限公司

城市轨道交通设计论文:城市轨道交通连续U梁优化设计

摘要:轨道交通高架线是城市快速轨道交通线路的首选形式。U形断面的桥梁结构外形美观、结构经济、施工方便，是近年来快速发展的一种新结构形式。以青岛地铁人民路节点桥连续U梁设计为依托，对现有连续U梁截面进行优化。利用BSAS程序，通过建立平面杆系模型对2种不同截面的连续U梁进行计算对比，得出2种截面下全桥的变形和受力。在Midas中建立有限元实体模型，对优化截面连续U梁计算结果进行复核对比，发现通过优化连续U梁中支点截面特性，变相增加腹板高度，可以有效改善全桥纵向正应力及竖向变形，使全桥结构受力更科学合理，同时大大减少了预应力钢束数量，节约了成本。

关键词:轨道交通;U梁;数值计算;优化设计;结构分析

1工程概况

青岛市红岛—胶南城际轨道交通线是贯穿西海岸经济新区的轨道交通骨干线和快速线，全线高架区间标准梁采用单线U梁并置方案。跨越人民路时，受道路宽度、行车视距等因素影响，需采用40m跨度的桥梁结构跨越。考虑与简支U梁衔接过渡的流畅性及美观性要求，跨越人民路节点桥采用(30+40+30.95)m双线连续U梁结构。

2常规连续U梁设计及存在问题

2.1常规连续

U梁设计思路U梁是一种梁板空间组合预应力结构，当列车荷载作用在桥面上时，荷载通过承轨台传给主梁，再由主梁传到支座［1］。结构承载力和刚度随着梁体跨度的增加而大幅降低，因为梁体跨度的增加，意味着在相同荷载作用下，梁体跨中最大弯矩会增加，则梁体跨中挠度就会相应增加［2］。由此可见，对于连续U梁，为保证梁体有一定的刚度，应该加大截面尺寸或配筋率，以保证梁体有一定刚度和弹性承载能力。由于疏散平台及其他附属结构的限制，梁高只能变相向下增加，通过适当增加底板厚度以改善结构受力性能

2.2常规连续

U梁结构设计目前连续U梁截面变高度常规做法为在保持腹板高度不变的前提下，向下增加底板厚度的同时缩小底板宽度。本联连续U梁腹板高度1.54m，底板厚度由0.3m增加为1.66m，梁底宽由9.71m减小为6.35m。

3结构优化思路及优化设计

3.1优化思路

受弯构件混凝土的压应力计算公式为σc=MW0≤［σb］(1)W0=IxY1(2)式中:σc为混凝土压应力，MPa;M为计算弯矩，MN•m;W0为混凝土受压边缘的换算截面抵抗矩，m3;［σb］为弯曲受压及偏心受压时混凝土容许应力，MPa;Ix为截面惯性矩，m4;Y1为中性轴至梁底距离，m。根据式(1)、式(2)可知:为了保证结构全截面受压，增加截面上下缘压应力安全储备值，在M不变的前提下，σc的大小随W0的减小而增大。只有有效地降低截面惯性矩或增加中性轴至梁底距离，才能减小σc值。

3.2优化设计

连续U梁变高度截面优化方案的做法为在保持底板厚度不变的前提下，向下增加腹板高度的同时缩小底板宽度。本联连续U梁底板厚度保持0.3m不变，梁底宽同样由9.71m减小为6.35m，腹板高度1.54m向下增加为2.9m。优化设计梁体结构外轮廓线与常规设计保持一致。仅在中支点左右各12m范围内设置后浇混凝土段，纵向设置20mm断缝。后浇混凝土段不参与全桥结构受力，在结构计算时仅按自重考虑为均布恒载作用于底板。后浇混凝土段施工应在连续U梁全部钢束张拉结束15d后一次浇筑成型

3.3优化结果

3.3.1截面特性对比

优化后的中支点截面后浇混凝土部分不参与结构受力，所以截面面积大大减小，截面其他特性值也相应改变，截面惯性矩减小了约21%，中性轴高度增加了0.17m。根据式(1)、式(2)可知，截面抵抗矩W0得到有效减小，相应σc得到有效提高。

3.3.2预应力钢束张拉形式及数量对比

连续U梁纵向按后张法全预应力理论设计。由于优化方案对全桥结构性能的有效提升，配束情况特别是通长底板束的钢束布置大样及数量变化很大。常规连续U梁设计中，变截面形式为边跨向中支点处截面底板向下加厚，通长底板束却没有向下竖弯，而是距底板0.11m处水平布置。在底板钢束通过中支点处有效利用率偏低，对顶板束产生了相互抵消的不利作用，钢束整体布置形式不太合理。结果整体钢束用量较大，强度安全系数偏高，造成钢束浪费。优化后连续U梁截面底板厚度保持不变，底板钢束竖弯线形与底板构造线形保持一致。底板钢束由梁端伸长至距中支点中心5.5m处为止，中支点处截面无底板钢束通过。优化后钢束充分发挥作用，中支点区域内无底板钢束通过，消除了对顶板钢束的约束抵消作用，在减少底板钢束的同时相应减少了顶板钢束。全桥强度安全系数值较合理。优化后的结构腹板钢束减少1578kg，顶板钢束减少597kg，底板钢束减少9499kg，钢束总量减小约31%，有效降低了工程造价。

3.3.3杆系模型计算结果比较

利用BSAS程序建立杆系模型，全桥共分为73个单元，74个节点。荷载组合分别以主力、主力+附加力进行组合，取最不利组合进行设计,常规连续U梁通过优化设计对变截面梁体变化方式、预应力钢束张拉形式及布置等进行了调整。调整后可以看出在减少预应力钢束数量的同时，全桥应力值分布更均衡，截面抗裂安全系数和强度安全系数明显降低，挠度和徐变上拱值减小，结构受力更为科学合理。

4优化连续

U梁实体模型研究双线连续U梁结构要求桥面有更大的净宽，截面抗扭刚度较小，这些因素使桥梁的空间效应明显，如果单纯依靠一般桥梁结构的平面杆系结构分析程序，难以准确分析结构的实际受力状况［5］。为了保证设计施工的安全性，针对优化方案，还进行了空间三维实体单元模型分析，进一步研究截面应力分布规律，校核平面杆系模型及结构的应力分布情况。

4.1空间实体计算模型的建立

优化方案采用FEA和Midas2种软件建立空间实体模型。模型中采用实体单元模拟混凝土，采用桁架单元模拟预应力钢束，以保证如实模拟结构形状及尺寸的变化，准确模拟边界条件，确保最终计算结果的精确性。

4.2空间实体模型计算结果

经分析，中跨跨中和中墩支点位置受力较为不利，故取该处截面进行计算分析。

4.3平面杆系模型与空间实体模型计算结果对比

由于U梁截面为对称截面，空间实体单元模型U梁截面应力表现出均匀性［6］。平面杆系模型计算得到截面上缘最大压应力为6.53MPa，下缘最小压应力为2.12MPa，而空间实体单元模型外腹板上缘最大压应力为6.91MPa，底板最小压应力为2.03MPa，实体单元应力安全储备值要小于平面杆系模型计算结果［7］。2种模型计算结果比较吻合，均满足规范要求。

5结论

1)通过优化连续U梁中支点截面特性，变相增加腹板高度，有效改善了全桥纵向正应力及竖向变形，使全桥结构受力更为科学合理，同时大大减少了预应力钢束数量，提高全桥经济性。2)空间实体单元模型的平均纵向正应力结果与平面杆系模型的结果基本吻合，因此采用平面杆系模型进行纵向设计是可行的，但在设计时要考虑到顶、底板局部应力集中情况，因此在平面杆系模型计算时要考虑一定的安全系数。

城市轨道交通设计论文:城市轨道交通仿真施工设计

1概述

随着城市轨道交通建设的高速发展，无论是厂家，还是设计院，都需要提前对相应的信号系统进行测试，仅仅通过现场试验对系统的功能和性能进行试验是不够的。并且由于现在城市轨道交通设计时遇到了一些具体问题，例如:行车专业与信号专业的分工。行车在牵引计算时，一般没有考虑信号参数，而实际的线路控车又是由信号来做，这样行车计算出来的牵引计算结果，有时候对控车的实际需要不能够满足。另外，如线路的曲线半径值、曲线超高等，有时候也不满足控车的需要，有时候造成最终轨道交通线完工时出现一系列的问题，如“平均旅行速度不够”、“站间行车间隔不够”、“撞线”、“牵引制动切换过多”等，影响旅客的乘坐舒适度，影响列车运行速度。这些设计方面各个部门间配合上的问题，最终导致系统不能达到最优的组合。于是，现在设计单位需要开发一套城市轨道交通相关的仿真软件，它不同于生产厂家所用的仿真软件，需要对我们的施工设计有指导作用。首先它能够进行牵引计算仿真，然后能对相关的线路、行车、信号等专业进行综合考虑，对设计提出一个综合的指导意见。以西南交通大学交通信息工程及控制实验室开发的“CBTC仿真系统”为例，在这个系统中，建立了一个城市轨道交通工程项目的计算机辅助设计平台，用实际的线路数据，利用系统内嵌的列车动力学模型和列车控制模型等数学模型，为城市轨道交通项目的全过程设计提供定量分析的理论依据，对线路上列车运营情况进行精确的仿真计算，通过仿真的结果提出土建和机电系统的优化配置方案，对整个线路的追踪折返的能力做一个分析，以供设计院或厂家参考。通过利用该仿真系统进行列车牵引计算、列车运行及追踪仿真、列车折返能力检算，从而对行车组织、线路设计、车站配线、车辆参数的选择及配置数量、信号系统相关控制参数的选择及轨旁设备的配置等设计方案进行验证，并可提供仿真结果以用于优化设计，保证相关系统的设计满足运营要求。

2计算机仿真对线路的性能分析

在城市轨道交通中，由于发车间隔非常密，为使列车行驶得又快又好，在设计中我们更关注整个系统的性能问题。由于有了线路基础数据，信号数据，车辆参数等，再加上牵引计算的结果数据，我们就可以用来分析整条线路的性能到底如何，用专业的图表对这些能力直观显示出来，用以验证轨道交通线路的运行能力，主要负责信号系统的能力分析和行车间隔计算，这些可作为后面指导施工设计的依据和基础。计算机仿真通过牵引计算的结果中性能分析图大致有:时间-距离图、速度-距离图、线路行车间隔、折返站折返间隔、坡度-距离图、站间运营时分分析和显示、平均服务旅行速度分析和显示、平均技术旅行速度分析和显示、列车全周转时间分析和显示、运用车配车数分析和显示、安全防护距离-距离图分析和显示、安全制动距离－距离图分析和显示、安全距离-距离图分析和显示。其中线路行车间隔分析包含了车站、区间和出入段线的行车间隔，折返站折返间隔将针对几种基本折返站型进行分析。

3计算机仿真对轨道线路设计的指导

根据牵引计算结果及性能分析结果，我们可以看出站前设计中的一些问题，比如不能满足信号整体系统要求，让信号控车达不到要求或者影响旅客舒适度等。下面从两个方面举例来探讨计算机仿真结果对线路设计的指导作用。根据初步设计的线路数据，比如限速，另外有了坡度，曲线，以及信号专业的设备位置布置、各种信号参数的值，这时候就可以对线路的运行进行一个比较真实的仿真。通过仿真软件得到的旅行速度或者两个站之间的行车间隔。通过以上的数据就可以知道，这样的线路设计是否满足追踪折返的能力需求。比如通过旅行速度，站间行车间隔，可以从速度距离图，结合线路图上看出，是哪一段出现了速度“卡脖子”的情况，然后可以针对卡脖子的具体情况进行分析，考虑在这段可以进行修改的线路设计，比如可以在超高上进行修改，甚至可以修改曲线半径。当然有时候也可以调整停站时间。经过这样的修改，基本可以让行车间隔、旅行速度满足系统需求。另外一种情况，是根据ATO实际控车曲线，如果ATO实际控车曲线出现“台阶”次数过多，就说明线路在运行的时候牵引制动次数过多，这样会极大地影响旅客的乘坐舒适度。当我们发现仿真结果出现台阶过多的情况的时候，一般也可以对线路的相关参数进行修正，然后再仿真看ATO的控车曲线是否变得更好。

4计算机仿真对车站配线的指导

一个好的仿真软件，能够对车站配线进行指导，通常体现在对安全线长度的设计指导，以及折返线车过道岔时安全距离的指导。工程设计过程中，经常遇到在折返站、终端站等位置需预留多长的安全距离的问题。安全距离预留过短会影响到行车效率，过长又会增加不必要的工程投资。在仿真软件计算出的牵引计算速度距离图中，我们可以直观的看到ATO控车曲线和包络线之间横坐标的差值，即安全距离的长度，见图2，可以用来指导施工设计中安全距离的设置。图2中的d1、d2、d3分别表示制动的阶段一、阶段二、阶段三。

5计算机仿真对行车组织的指导

对行车组织的指导，以西南交大开发的仿真系统为例，主要是对配车数的一个指导。运用车的配车数与列车全周转时间、最小运行间隔有关，按下式计算:运用车配车数N=列车全周转时间T(min)/最小运行间隔(min)其中，列车全周转时间由牵引计算结果得出，当仿真结果得到以后，可以对运用配车数进行一个更合理的指导。

6目前城市轨道交通仿真软件的缺陷

目前的城市轨道交通的仿真软件有很多，各个厂家的软件大致思路一致，但是牵引计算仿真之后得出的结果可能各有侧重。比如西南交通大学的CBTC仿真是侧重能力计算，以及对线路，车站配线的指导;而opentrack是侧重对行车组织的指导。但是笔者发现，各个单位的仿真软件都有一些共同的缺陷。

6．1基础数据的完整性问题

比如现在很多仿真软件没有对长短链进行处理，没有对地铁的通风口的设计进行考虑，当然对于隧道的风阻等不容易考虑的数据也一般没有考虑。另外，很多数据，不一定在软件的界面进行设置之后的牵引计算时候真实用到。

6．2仿真的真实性问题

由于在仿真基础数据结构规划的时候，有些可能性就没有考虑，而且在软件开发中，也确实很难将线路实际运行的所有情况都考虑进去。所以，所有的仿真都不是完全真实的，但需要设计人员具体问题具体分析，不能完全依靠仿真软件。

6．3有关节能的仿真问题

由于现在全世界都提倡节能减排，不少设计单位开始关注这个问题，都在仿真中对这个有相应的需求，但是实际仿真软件还很少有对这方面的研究。

城市轨道交通设计论文:城市轨道交通信号电路设计研究

摘要城市轨道交通既有系统和新设系统的贯通与调试不能影响到既有信号系统的正常运营。针对调试期间室外设备运营时段由既有信号系统控制、非运营时段由新设信号系统控制产生的分时复用问题，介绍了一种利用双稳态继电器进行新旧系统切换的倒切电路。该倒切电路通过采用满足SIL4安全级别的双稳态继电器实现室内新、旧系统对室外设备的分时控制，以及赋予不同人员的操作权限，从管理和技术两方面确保电路的安全性。在实际案例应用中，该倒切电路表现出操作简洁、安全性高、显示清晰等优点。

关键词城市轨道交通；信号系统；倒切电路；轨旁设备；分时复用

我国各个城市规模不同，导致规划的城市轨道交通线路长短不一。为减少城市轨道交通建设对市民出行的影响，部分城市针对长线路的处理方法是将一条长线路划分为若干子线路进行分期开通。一旦线路分期开通，就会面临先期开通工程和后期开通工程的线路贯通及系统贯通问题。武汉地铁4号线一期工程自武汉火车站站至武昌火车站站，2013年12月开通运营，共设信号设备集中站6座；二期工程自武昌火车站站至黄金口站，2014年12月开通运营，共设信号设备集中站5座。武昌火车站站为4号线一、二期工程的衔接站。武汉地铁4号线线路图如图1所示。图1武汉地铁4号线线路图在4号线一期线路信号系统中，将武昌火车站站设置为信号联锁集中站，其控制区域为武昌火车站站和梅苑小区站；当一、二期线路贯通后，武昌火车站站作为信号设备非集中站，其室内的集中站信号设备被拆除，武昌火车站站和梅苑小区站室外的信号设备由首义路集中站进行控制。在一、二期线路贯通调试期间，调试时段原一期线路武昌火车站站控制区的室外设备如转辙机、信号机、计轴等由首义路控制区进行控制，而运营时段这些室外设备由武昌火车站集中站进行控制，因此武昌火车站站和梅苑小区站的室外设备面临不同时段由2个集中站分别进行控制的情况。调试期间室外信号设备在2个不同的集中站之间频繁倒切，涉及到倒切的快速性及可靠性问题。常见的信号系统倒切方式为：调试前，人工在原有系统分线盘上将室外设备的室外电缆断开，然后将室外设备的电缆接入新系统的分线盘，实现新系统对室外设备的控制；调试结束后，将室外线缆接回既有分线盘恢复与原系统的连接。该倒切方式存在倒切速度慢、容易出错、效率低下等缺点。本文介绍一种快速、便捷、准确率较高的倒切方式，其在武汉地铁4号线一期工程和二期工程的贯通调试中获得了较好的倒切效果。

1转极电路及表示电路的设计

双稳态继电器具有2个稳定的状态，切断继电器励磁电路的电源，继电器接点的状态不会改变。双稳态继电器分为单线圈和双线圈双种，本文案例中采用双线圈双稳态继电器。在双线圈双稳态继电器中，当给一个线圈供电时，继电器处于导通状态，当给另一个线圈供电时，继电器返回到断开状态。在倒切电路中设计了新、旧信号系统转换确认开关和转换开关。转换确认开关和转换开关的工作原理图如图2所示。其中，转换确认开关用于确认是否需要转换，转换开关用于选择双稳态继电器的供电线圈。当设备需要转换时，转换确认开关拧至确认位置，转换开关拧至相应的位置选择双稳态继电器线圈，电路导通给双稳态继电器的线圈供电；当转换过程结束，断开转换确认开关（转换开关保持不变），切断双稳态继电器线圈的电源。双稳态继电器转极需要改变供电的励磁线圈，因此设置新、旧系统转换开关来改变双稳态继电器的线圈供电，从而改变双稳态继电器动作接点的极性。将双稳态继电器的前后接点分别与新、旧信号系统指示灯进行连接，可以清晰地显示目前是哪个信号系统处于工作状态。

2倒切电路的设计

设计倒切电路的目的，是为了2个集中站的信号系统分时复用室外信号设备，保证任何时刻只有1套室内信号系统控制室外设备，不会出现2套信号系统同时控制室外设备的情况。倒切开关继电器的接点与组合柜及分线柜的连接如图3所示，双稳态继电器的上接点、下接点分别与室内新、旧系统组合柜上相应设备连接线连接，中接点连接到分线柜上，从而与室外的计轴、转辙机、信号机等信号设备电缆相连接。当双稳态继电器的线圈1和线圈2分别励磁，继电器的中接点和前接点、后接点分别导通，共用室外设备的室外电缆分别连接至既有信号系统、新设信号系统。该倒切电路操作简单，能简洁有效地将一期信号系统和二期信号系统对室外公用信号设备的控制权进行快速倒切。为确保信号系统倒切安全，采用双稳态继电器N.S1-B-24-4.16.4。该继电器在低要求模式下的平均失效概率大于10-5且小于10-4，在高要求或连续操作模式下每小时危险失效概率大于10-9且小于10-8，因而达到SIL4安全等级要求。同时，转换确认开关和转换开关钥匙分别由具有不同操作权限的人员管理，只有当不同操作权限的人员均在场的情况下，才能实施新旧信号系统的倒切。

3结语

采用满足SIL4安全级别的双稳态继电器所设计的倒切电路已成功应用于武汉地铁4号线一、二期信号系统的贯通调试，并在调试过程中表现出安全性高、操作简洁的特点。该倒切电路提高了新、旧系统的倒切效率，有效降低了倒切错误率。

作者：刘莉 胡姗 单位：武汉地铁运营有限公司

城市轨道交通设计论文:城市轨道交通工程线路设计内容与方法

摘要：设计作为轨道交通工程其中一个环节，起着非常重要的作用。线路专业作为城市轨道交通工程设计前期专业，是整个地铁和轻轨设计中最重要的总体性专业。为提高城市轨道交通线路设计质量及工作效率，促进轨道交通又好又快发展，阐述线路专业在各阶段的工作内容和线路设计的工作方法。线路设计必须综合考虑各方面因素，深入仔细地研究线、站位方案，并积极与各市政部门、产权单位对接，逐步稳定线、站位方案，最终确定科学、合理、可行、经济并有利于运营的线路平、纵断面设计方案。

关键词：城市轨道交通工程；线路；线、站位；配线；调线调坡

引言

近年来，城市轨道交通发展越来越快，在城市交通建设中占有越来越重要的作用和地位。截至2013年，全国已有35座城市在建设城市轨道交通；至2014年，全国22个城市共开通城市轨道交通运营线路长3173km。在轨道交通工程中，设计是施工和运营的基础，其优劣关系到今后运营的状况和效果，故设计在整个轨道交通工程建设过程中是极其重要的环节。线路专业是整个设计的龙头专业，是所有设计的基础，具有总体性、阶段性和全局性特征，其主要设计内容是线、站位方案比选，然后通过相应合理的技术标准和设计规范，确定线路平、纵和横断面设计，准确地定位线路位置，为轨道交通工程其他专业打下坚实的基础。目前，国内学者对线路专业的设计内容及方法进行了研究和总结。陈剑伟［1］根据上位规划、客流吸引、施工、拆迁量等因素研究了线、站位分析和敷设方式的比选；邱云舟等［2］根据城市土地利用、环境因素和工程造价对地下线、地面线和高架线3种敷设方式进行了综合分析和比较，为线网线路敷设规划提供技术支持；张佩竹［3］归纳了线路设计过程中应重视的几个方面及部分基本经验，就地铁项目设计中涉及的一些问题进行了探讨并提出建议。本文在前人研究的基础上总结和归纳了线路专业的主要设计流程和各个阶段的工作内容，以及开展线、站位方案、敷设方式研究、加站减站方案的设计方法。

1城市轨道交通工程线路设计的工作流程

城市轨道交通建设基本流程分为线网规划、建设规划、工程可行性研究、初步设计、招标设计、施工图设计、施工配合及竣工验收［4］。线路设计贯穿于整个城市轨道交通工程中，按照轨道交通建设基本流程分为线网规划阶段、建设规划阶段、工程可行性研究阶段、初步设计阶段、招标设计阶段和施工图设计阶段以及调线调坡。

1．1线网规划

线路的主要工作就是3个稳定，即稳定线网中各线的线路走向、起终点，稳定换乘节点，稳定交通枢纽的衔接［1］。

1．2建设规划

线路的主要工作就是初步确定线路走向、敷设方式、车站分布和车站型式，明确起终点的延伸要求和分期建设情况，对重点及困难地段进行深入地比选，保证方案的可行性。

1．3工程可行性研究

基本稳定线路走向、车站分布、辅助线型式及位置，初步确定线路平面位置、车站位置及平面总图布置方案，基本稳定线路敷设方式及过渡段位置，初步确定地下车站埋深、高架车站轨面高程，稳定线路纵断面。

1．4总体设计

该阶段不是国家规定的设计流程中的必需阶段，但在实际工作中，依据合同规定，总体设计也是一个工作阶段，故该阶段继续落实外部条件，稳定线、站位；同时配合编制总体性文件，例如技术要求和机电对土建的技术要求，为下一阶段的工作做准备。

1．5初步设计

稳定线路走向和车站分布方案，基本稳定线路平面、车站位置、行车配线设置；稳定线路敷设方式和洞口位置，基本确定线路纵断面。

1．6施工图设计

最终稳定线路平面位置和精确的车站位置，稳定线路纵断面坡度及轨面标高（含换乘线路前后3站2区间）。

1．7调线调坡

本阶段的工作是全线土建施工完成后、轨道铺轨前的一项设计工作，是在对车站与区间隧道竣工横断面进行建筑限界检测的基础上，根据结构侵入限界的情况，对局部地段的线路平面、纵向坡度进行适当调整，作为修改轨道设计的依据和铺轨前施工整体道床的基准，以满足行车的限界要求，从而保证运营安全。

2线路主要设计原则

1）线路走向应符合城市总体规划、线网规划和建设规划的要求，满足城市综合交通规划及客流需求，预留城市轨道交通线网规划未来发展、衔接的条件［5］。2）线路平面尽可能沿城市主干道行进并在道路规划红线范围内布置，站位应靠近客流集散点、交通枢纽，并方便与公交及其他交通工具衔接，方便乘客出行，提高城市公共交通体系的服务水平，真正体现“以人为本”。3）车站分布应以规划线网的换乘节点、城市交通枢纽点为基本站点，结合城市道路布局和客流集散点分布确定。车站间距在城市中心区和居民稠密区地区宜为1km，在城市外围区宜为2km。4）线路敷设方案的选择必须符合城市总体规划的要求，根据地形、道路、工程地质、施工方法、地上地下建筑物及其基础结构埋深的情况，从降低工程造价和运营成本、减少对市民生活环境的干扰，保护城市生态环境、合理利用土地资源等方面进行综合比选。5）根据运营组织、行车相交线路，结合线路条件和工程条件设置辅助线，达到方便折返、停车、灵活调度，有利于运营和控制土建规模的目的。

3线路设计的主要工作内容

3．1线、站位方案研究

线、站位方案比较研究是城市轨道交通项目可行性研究的基础，是各专业开展工作的前提和条件。线、站位方案比较研究时，要从多方面因素综合考虑，进行各方面的综合比较研究，确定最优、最合理的方案。影响线、站位方案比较的主要因素如表1所示。工程可行性研究阶段对南延线过湖段路由进行了详细的研究和比选，过湖段的路由有3条，如图2所示。路由1：国体大道—过九龙湖—九龙大道—腾龙大道。该方案中，线路下穿规划的国展中心用地，且九龙大道是通往新建省委省政府办公楼的大道，前期与省相关部门的沟通协调，九龙大道今年将建成北段道路，并且不宜再次开挖，本工程若沿该大道行进，则基本无实施的可行性。路由2：与建设规划路由一致。边界控制因素较少，实施条件较好。路由3：国体大道—过九龙湖—腾龙大道。该方案中，线路下穿规划幼儿园用地和规划商业用地，且部分侵入国体大道过湖隧道的范围，具有一定的实施风险。上述3个方案的综合比较如表2所示。综上所述：方案1不具备可实施性；方案3过湖段最短，客流直接吸引效果相对较好，但从工程实施的成本、难度及风险方面分析，均比方案2大；方案2仍然能够有效覆盖到九龙大道和国体大道等主要客流走廊，同时结合考虑规划部门的意见和线网规划及建设规划的成果，故推荐方案2，即线路在九龙湖南站—腾龙路站段主要沿翔龙路行进。3．1．2车站站位方案比选车站站位方案比选主要是针对2个或2个以上不同位置并且可行性较强的车站方案进行研究和比选，最终根据各个方案的优、缺点综合比较车站服务功能、工程可实施性、工程造价和交通疏解等因素确定推荐方案。以南昌轨道交通3号线何坊西路站为例，在《南昌市城市快速轨道交通建设规划》（2014—2020年）中，何坊西路站站位于何坊西路与迎宾大道路口，如图3所示。在工程可行性研究阶段，该路口的现状发生了重大变化，何坊西路正在修建九州高架，该路口的现状如图4所示。正在修建的九州高架沿着何坊西路横跨迎宾大道，道路两侧桥桩之间的距离较小，车站施工风险较大，且位于立交桥下面，客流服务功能较差，故需将车站移出该路口。移站的方案有2个：1）北移至抚河南路；2）南移至三店西路。若移至三店西路，何坊西路站与前一座车站江铃东路站的站间距只有约575m，而何坊西路站与下一座车站建设路站的站间距为1900m，前后站间距不均匀，客流吸引范围不均衡。经综合考虑，将何坊西路站北移至抚河南路口，北移后前后站间距为1430m和1000m，站间距较均匀。何坊西路站北移后的站位示意图如图5所示。3．1．3车站加站和减站方案研究车站加、减站需结合站间距和客流进行研究。车站加站方案以南昌3号线起点站莲塘站南移后增加汽车大道站为例进行说明。莲塘站是3号线的起点站，站后接莲塘车辆段。建设规划中，莲塘车辆段位于江铃瓦良格西侧、莲西大桥南侧的地块，根据与南昌县的沟通结果，该地块是南昌县的泄洪区，且依据南昌市总体规划，该地块也是规划绿地，故该地不能作为车辆段使用。根据与南昌县协调结果、南昌市政府会议纪要，莲塘车辆段南移至银三角立交桥南侧，位于铁路公安学校北侧、京九铁路西侧、铁路中专学校南侧和向塘北大道东侧地块内。结合莲塘车辆段南移，为减小出入段线长度，且城南路南侧约1．6km的规划路路口周边存在大量小区，例如银河城、恒大绿洲和江铃瓦良格小区，故将莲塘站南移至该规划路路口。莲塘站南移后，莲塘站与第2座车站澄湖中路站的站间距约为3．1km，站间距过大，且城南路南侧汽车大道与迎宾大道路口规划有大量的居住用地和商业用地，未来规划客流较大。因此，在该路口增设1座汽车大道站，增设车站后，前后站间距分别为1120m和2000m，站间距相对较合理。增设汽车大道站示意图如图6所示。图6汽车大道站加站示意图Fig．6AddedQichedadaoStation车站减站方案研究以南昌3号线建设路站为例。在建设规划中，建设路站位于京山北路与建设路路口。建设规划中建设路站示意图如图7所示。图7建设规划中建设路站示意图Fig．7SketchmapofplanningJiansheluStation建设路站前后2．3km范围内有4座车站，分别为何坊西路站、建设路站、十字街站和绳金塔站，车站分布较密，且建设路站南侧约200m有一玉带河，河深约9．3m，为使何坊西路站—十字街站区间隧道与玉带河河底保持6m以上的净距，建设路站需设成3层车站，工程造价较高。因此，工程可行性研究阶段取消建设路站。3．1．4线路敷设方式比选线路敷设方式主要有地下、地面和高架3种。线路采用地下敷设方式时，车站主要采用明挖法施工，区间隧道主要采用盾构法、明挖法和暗挖法施工。线路敷设方式的比选主要针对地下、地面和高架方式的研究和比选。以南昌3号线莲塘站—阳光路站段线路为例，该段线路位于迎宾大道上，该段线路示意图如图8所示。工程可行性研究阶段对该段线路地下、地面和高架敷设方式进行了分析。迎宾大道宽度较窄，若采用地面敷设，会占用部分道路空间，影响道路交通，故莲塘站—阳光路站不采用地面敷设。下文将对盾构施工方法、浅埋明挖法和高架进行研究，综合比较如表3所示。地下浅埋明挖方案主要适用于在空旷地带。本段线路周边建（构）筑物、管线较多，道路宽度不足，交通流量较大，采用浅埋明挖时，需设围护桩，且路中无绿化带，区间自然通风不成立，故造价反而高于盾构。当采用高架敷设方式，需重新调整南外环互通立交，同时需对区间东西向横穿的220kV高压线（9组）进行迁改，高架桥全部侵入南北向高压线的保护距离，协调量较大；迎宾大道为南昌县未来最重要的经济发展轴，道路两侧规划大片高端住宅和商务区，高架桥对其规划开发影响较大。综上所述，莲塘站—阳光路站采用地下盾构敷设方式。3．1．5车站埋深方案研究车站埋深方案研究主要是为了确定合理的车站轨面标高。车站埋深的主要受制因素有两侧分布的河流、湖泊、管线、前后区间隧道入岩和拆迁等。以南昌3号线叠山路站为例，该站位于叠山路与环湖路路口，前后区间基本位于地块中间，下穿了大量的建筑物，施工风险极大。叠山路站及前后区间线路示意图如图9所示。结合南昌1号线和2号线工程实施情况，区间下穿建筑物的地段尽量入岩，可减少盾构穿越的风险。根据勘察单位提供的地勘资料，叠山路站岩层埋深为18．1m。相邻2区间的岩层情况如下：八一馆站—叠山路站区间的岩层深度为13．7～18．0m，叠山路站—青山路口站区间的岩层深度为17．7～21．0m。若要保证前后2段区间能进入岩层，则叠山路站轨面埋深要压至地面以下23．4m左右，故叠山路站需做地下3层车站。此时，叠山路站前后区间纵断面如图10和图11所示。综上所述，叠山路站设成地下3层站时，前后区间可全部进入岩层，这样可减小区间下穿建筑物地段的施工风险，且可减少大量建筑物加固、人员临迁和安置费用等。经综合比选和研究，叠山路站设成地下3层车站。3．1．6区间埋深方案研究区间隧道埋深主要控制因素有地质情况、沿线建（构）筑物情况、河流和湖泊、节能坡和其他相交线路等。以南昌3号线何坊西路站—十字街站区间纵断面为例，该区间站间距较长，可设节能坡，同时，根据是否将联络通道和泵房置于中风化岩层，纵断面有2种方案。1）联络通道和泵房位于上软下硬地层，节能坡效果最好。2）联络通道和泵房完全置于中风化岩层，节能坡效果较好。方案1纵断面图如图12所示。方案2纵断面图如图13所示。方案1中：节能坡的坡型组合为“－25‰、－5‰、＋6．954‰、＋25‰”，节能效果好，纵断面最低点位于上软下硬地层，隧道有约3．8m的深度侵入岩层，施工风险较大。方案2中：坡型组合为“－26‰、－9．4‰、＋18．055‰、＋27‰”，节能效果较差，纵断面最低点完全位于岩层以下约1．0m，施工风险较小。经综合研究，为减小施工风险，何坊西路站—十字街站区间纵断面采用方案2。

3．2线路平面设计

线路平面设计是在线网规划和建设规划的基础上，在确定线路路由和车站站位的情况下，对线路的平面位置、车站站位和全线的辅助线进行详细的分析和比较，以确定最终线路的平面位置，使线路平面位置最优、最合理。

3．3线路纵断面设计

线路纵断面设计是在线路平面稳定的基础上，根据车站和区间埋深方案研究确定车站、区间及其最低点轨面标高的过程。主要设计内容包括确定敷设方式和过渡段、分析沿线建（构）筑物、坡度、区间最低点泵房与联络通道的结合和联络通道的设置。此外，线路纵断面设计时还应注意以下问题。1）要结合地质条件，使隧道尽量避开上软下硬地层，以降低施工和运营的风险。2）尽量考虑设置节能坡，节能坡设计宜参照行车牵引曲线进行。变坡点尽量靠近车站端，节能坡长度不宜大。若有配线可不进行节能坡设计。3）竖曲线尽量不与平面缓和曲线重合，若节能坡设计与竖曲线和缓和曲线重合相矛盾时，应以节能坡为主。4）纵断面最低点设计时，应考虑避开上软下硬地层，同时考虑单个区间联络通道的设置数量。

3．4横断面设计

城市轨道交通工程有地下、地面和高架3种敷设方式，这3种敷设方式对沿线建（构）筑物的影响是不同的，其中地面和高架对沿线建筑物和道路环境影响较大，需要结合线路区间隧道与沿线道路、建（构）筑物的关系进行横断面设计。当轨道交通采用地面敷设时，横断面设计时需考虑线路两侧建筑物情况，与既有或规划道路相结合；当轨道交通采用高架敷设时，根据线路与所分布道路的相对位置关系，线路有路中、路侧和机非隔离带几种形式；当轨道交通采用地下敷设时，横断面设计需考虑隧道与沿线建（构）筑物的距离，保证施工和运营的安全。

3．5配线设计

配线是为了保证地铁列车正常运营，实现列车合理调度，并满足非正常情况下（事故、故障和灾害）组织临时运行和维修作业所设置的线路，主要包括车辆基地出入线、联络线、折返线、停车线、渡线和安全线［6］。3．5．1出入段（场）线设计出入段（场）线主要是连接车辆段或停车场至接轨车站的线路。出入段（场）线设计的重点是正线（或正线延伸线）与出入段（场）线的交点位置两者有足够的竖向净距，保证安全施工和运营的要求。另外，当出入段（场）线兼顾列车折返功能时，应具备一度停车的需要，结合行车要求，合理设置出入段（场）线的坡度、坡向和坡段长度［6］。3．5．2折返线、停车线和单渡线设计折返线、停车线和单渡线在线、站位稳定的基础上，结合行车方案和工程实际合理确定全线配线设置情况。3．5．3联络线设计联络线是根据城市轨道交通线网规划、车辆基地分布位置和承担任务范围确定的［7］。

3．6调线调坡设计

调线调坡设计又称线路平面及纵断面调整，是在车站与区间隧道施工完成后，轨道结构铺设前进行的一项重要的设计工作，它的重要性关系到地铁运营的安全。在车站和区间隧道施工过程中由于围岩和结构的变形、测量误差和施工误差等原因，导致建成后的车站和区间隧道结构与设计位置不能完全匹配，若不进行处理仍按原设计位置铺轨，则局部结构将侵入建筑限界，危及列车运行安全而发生事故［8］。调线调坡设计是在线路施工图设计的基础上，以竣工后的断面测量数据为依据，调整线路平面或坡度，使结构净空尽量满足建筑限界的要求［9］。

3．7换乘线路设计

换乘线路设计主要对相交线路的前后3站2区间进行平、纵断面设计，判定换乘线路平面和纵断面的可行性，以稳定换乘车站的换乘方案。

4结论与建议

在城市轨道交通工程设计中，线路专业作为所有设计的龙头专业，具有总体性、阶段性和全局性等特征，其前期工作强度大、技术复杂、与其他专业衔接紧密，在地铁工程设计中起着“工程未动、线路先行”的重要作用。线路线、站位的确定，平、纵断面的设计，都直接关系到工程实施的风险、工程投资、运营质量和乘客的舒适度等。线路设计必须综合考虑各方面因素，深入仔细地研究线、站位方案，并积极与各市政部门、产权单位对接，逐步稳定线、站位方案，最终确定科学、合理、可行、经济并有利于运营的线路平、纵断面设计方案。本文为线路工作者提供了一整套设计思路和工作方法，篇幅有限，有些问题未进行深入研究，有待后续工作者进行更深入、细致的研究工作。

作者：张文正 单位：广州地铁设计研究院有限公司

城市轨道交通设计论文:城市轨道交通地面车站的照明设计

一、地铁车站动力照明系统的设计内容及规范

地铁动力照明系统中所指的动力，主要包括风机及水泵设备，两者在电压选择上一般采用380V或220V，动力照明系统设计的内容包括了位于变压器之后的低压柜、交流或直流电缆头、照明设备、通信设备、信号设备等方面。参考的主要技术标准是《地铁设计规范》。

二、地铁车站动力照明系统供电环节的负荷分类及方式

一般而言，根据《地铁设计规范》，可以将地铁车站的供电负荷划分为三个级别。一级负荷：包括了车站应急照明、通信系统、信号系统、火灾报警系统、变电所电源设施、地下站台区照明、防烟及排烟风机、用于电力设施的监控系统、自动售票及验票系统，此外还包含了用作应急疏散的防护门、扶梯、防淹门、排水水泵等设施[1]。其中电力负荷最大的是变电所电源设施、火灾报警系统及通信信号系统。对一级负荷设施的供电采用两路供电方式，相互独立可切换。二级负荷：包括地铁电梯及扶梯、地面站台区照明、地铁附属建筑照明、排污泵等设施，对其采用一路供电方式。三级负荷：包括各类冷却设备机组、广告牌照明、锅炉及电热设备、用于清洁的各类机械设备等，对其同样采用一路供电方式。

三、地铁动力照明系统动力配电的设计方式

（一）动力配电遵循的基本原则。地铁动力设备采用的配电方式一般为放射式。车站配电所通过母线输出双路电源，用于车站水泵、扶梯电梯、通信系统、控制系统及设备、屏蔽门及车站票务系统，电源接地方面使用TN-S系统，实现供电的电缆设备为五芯电缆。地铁各区间用于故障维修的电源配电，一般采用隔段设置电箱的方式，相隔百米内设插座电箱，配电方式为链式配电，插座电箱做好漏电及防水保护。车站的各类清洁设备采用三孔插座实现电力配置。

（二）车站动力设备配电设计。根据地铁的相关环控专业的要求，车站较大系统的设备设施，如通风设备及空调设备等，实行现场手操箱控制、环控电控室手动控制、车控制及OCC控制这三种控制形式，三者之间互相联动；属于较小系统的通风及空调设施设备，实行现场手操箱控制、环控电控室手动控制及车控室控制，三者间也可采取联动控制方式。涉及到消防设施设备，例如排烟风机、消防栓泵及防烟卷帘、防火卷帘等设施，要在设备附近设置控制箱，实行手动控制、车控室控制及OCC控制，各类控制方式互相联动。一般在日常运行时经由ISCS控制，当遇到如火灾等突发状况时，则由车控室控制或由OCC控制。各种水泵，如雨水泵、废。污水泵、排水泵等实行现场手动控制及水位自动控制。其他设备在配电控制方面主要采用两种方式，一是就地控制，二是综合控制。地铁车站的中心控制室能够通过BAS微机对车站的风机、水泵及电热设备加以监控，并及时将信息反馈到中心控制室。

四、地铁动力照明系统中的照明配电设计方式

（一）照明配电种类及控制方式。照明配电室在设计时，要考虑到运营管理的便捷，在站台层的两端区域及站厅层分别设置，为便于进行照明设备用电的管理和电缆线的敷设，站台及站厅两层之间的配电室要加以对齐设置。车站用于公共照明的配电箱集中设置于照明配电室中，实现集中控制。地铁车站照明种类一般分为普通照明（一般照明）、引导照明、安全照明、应急照明及用于广告设施的广告照明。车站各类机房设备及办公区域的照明采用就地控制方式，在应急照明的设置上，采用双控开关方式，广告照明采用计量控制及定时控制，而涉及到公共照明的部分则进行集中控制，便于管理。

（二）主要照明方式及设计。应急照明和普通照明是车站站台层及车站站厅层主要采用的两种照明方式。地铁车站的站台区域及站厅区域都是采用两路电源，又细分为若干支路，实行交叉式配电，当地铁的营运高峰期过去后，可相应关闭部分支路，达到电量节约的目的。应急照明主要是在车站内配置电压为220V的蓄电池组，当原有的两路电源都处于失压状态时通过蓄电池组为应急照明进行供电。一般而言，地铁车站所用的应急灯具为荧光灯或LED灯，经交流电实现供电，在交流电发生停电等状况时，就可切换至蓄电池组加以恢复供电。地铁车站夜间结束停运后，普通照明就进行关闭，采用应急照明，但地铁车站的站台区域、站厅区域及车站出入口区域仍然采用常明灯，采用就地控制方式，不加以集中控制。照明采用的插座为单相插座，实行隔段设置方式，供电方式为单独回路并采取漏电保护措施。

五、电缆选择及敷设

地铁车站的各个区间，如变电所中的配电柜，各类配电箱等，根据总体设计单位的要求不同，采用电缆或导线为输电媒介。根据《地铁设计规范》要求，一般使用五芯电缆，同时具备TN-S接地系统。一方面，电缆的选择要严格符合地铁车站的电流及电压状况，另一方面，在进行地铁车站电缆敷设时要尤其注重电缆的材质及性能，无卤、低烟及阻燃是选择电缆时的重要参考标准。无卤，是指遇到突发状况，如火灾等，电缆不会释放出毒性较大的酸性气体；低烟是指电缆如发生燃烧，具有较小的烟尘挥发性，烟雾具备较高的透光率；阻燃涉及到电缆的安全等级，电缆在阻燃等级的确定上，前期建设时并未涉及明确的等级要求，往往采用C级标准，但由此引发的地铁火灾事故，如韩国大丘发生的地铁火灾事故，引起了有关地区对电缆阻燃等级的重视，我国在进行地铁建设时，如天津、北京等地区，一般要求电缆的阻燃等级要达到B级标准。电缆在进行敷设时，一般于车站站台板下方搭设电缆支架，在车站站台区及车站站厅区的吊顶区域采用电缆桥架方式。在敷设时，如产生穿越墙体的孔洞，则要用防火性能良好的堵料加以封堵。

六、地铁动力照明设计中的区间照明设计

工作照明及应急照明是区间照明的两种主要方式，工作照明所用的照明灯具设置在轨道上侧的墙壁，实行隔段设置，每隔5到6米左右设置一盏。应急照明与工作照明之间采取插花布置的方式，相邻的工作照明灯之间设置应急照明灯。在区间照明电源供电上，工作照明采用三相交流电，而应急照明使用单相交流电，当交流电产生故障，适时切换至车站蓄电池组，以恢复供电。区间隔段设置照明箱，一般以120米为宜，照明箱采用两路供电，每个电箱负责60米区域内的灯具供电。在区间照明灯具的选择上，要优选防水、防震、防尘性好，耐腐蚀性强的灯具，一方面要有较好的密闭性，另一方面又要具备较好的散热性。可采用荧光灯及LED灯，当采用荧光灯时，要做到交流直流的两用，确保其能够瞬时启动。而车站的站台层、车站的站厅层及车站安全通道用于疏散指示的灯具要采用LED光源，设置在距离地面1m的范围之内，且间距要小于15m。

结语

城市轨道交通地面车站设计，是一项复杂的工程，其中，动力照明系统涉及到地铁车站电源的安全使用，是设计的重点。本文简要梳理了地铁车站动力照明系统的各项设计要点，为地铁设计更加符合国家技术标准提供一定的借鉴价值。

作者：吕鹏程 单位：杭州市城建设计研究院有限公司

城市轨道交通设计论文:城市轨道交通线路设计探讨

1高架站端部平面线路设计

高架线路平面设计中除了区间左右线曲线段尽量按同心圆进行配置外，岛式车站端部的平面线路设计也是一个重点［5］。高架线对沿线城市景观存在影响，为尽量减小站端区间高架桥梁的体量，在岛式站台端部的线路设计中，会尽快将线间距收至区间直线地段最小线间距［6］。但在设计中应注意，在有条件的情况下应尽量做到完全对称，同时，全线的高架车站有条件下应做到一致，从而减少梁跨类型，方便桥梁设计(见图3)。当车站端部受控，左右线无法同时收线时，应根据线路走向，采取单线收线间距的形式(见图4)。

2特殊地段线路纵断面设计

在地下段的线路纵断面线路设计中，应考虑尽量按节能坡设计［3］，最低点位置的泵房尽量与区间联络通道或风井合建，线路根据地质水文条件选择合理埋深等［7］。此外，穿越控制点且线型紧张地段，以及左右线平面小线间距并行段的纵断面设计也需要特别注意［8］。对于穿越控制点且坡段紧张、坡度代数差大的地段，应当考虑竖曲线外移值之影响。当左右线交叉，或本线与外线交叉时，应验算最不利点之控制高程或高差。当平面交角很小时，应当验算两结构物外缘交叉点之控制高程或高差;当交叉线坡度大时，也应当验算两结构物外缘交叉点之控制高程或高差，而不能仅以中心点验算。另外，对于穿越控制点且线型紧张地段，当控制点一侧的线路条件紧张受控时，应将该侧坡度的下一个变坡点拉至控制点的另一侧，可减低受控一侧的坡度值(见图5)，从而优化纵断面线型条件［9］。对于左右线平面小线间距并行段，一般为高架、路基或单洞双线的地下段，在纵断面设计中，要特别注意同断面位置上左右线轨面等高［10］。纵断面采用较大坡度值时，当遇到左右线同里程而不在同一横断面位置上，应以其中一条线的变坡点位置作为基准，合理选取另一条线的变坡点设置位置，确保左右线在同一断面上，不会出现较大的轨面高差，减少和避免给后续的设计、施工带来难度。

3配线设计

在配线设计中，缩短渡线是比较常见的一种减短明挖长度，也是节省工程投资的方式;而两线之间的联络线设计，常常是作为远期线路的预留工程，故在长度的控制方面，往往容易被忽略。设计中应根据工程实施条件，在保证联络线合理线型条件的前提下，尽量减短联络线的长度。对于设置有停车线并全部采用明挖施工的地下车站，纵断面设计中车站部分如采用2‰的单面坡。由于车站长度较长，特别是停车场范围地形比站台范围地形高，其最低点处的基坑深度增加较大，故可结合实际地形、管线等情况，在停车线靠近站台端增加一处变坡点，将停车线与站台设成“人”字坡。对于单停车线，有条件设安全线，可将坡度调整为－2‰的面向车站的单面下坡［3］，从而减小配线区开挖的基坑深度。

4结语

以上论述了线路精细化设计中一些容易被忽视的常见问题。认真落实沿线的基础资料，与相关专业精密配合，加强沟通，也是线路设计中重要的一环。线路精细化设计应从方便设计、改善施工、节省投资、优化运营等方面入手，除了依赖于设计人员自身的经验和沟通协调能力外，更加取决于其责任心。故线路设计人员应在设计完成后，不仅需要评价自己设计的线路是否能满足施工和运营要求，更应该思考是否已经将线路设计做到了最好、最优。

作者：苟波 单位：中铁二院工程集团有限责任公司

城市轨道交通设计论文:城市轨道交通线路设计探讨

摘要：随着我国城市建设的发展和进步，对城市设计的研究逐渐深入，并在实际的城市规划中起到重要的功能。交通运输是经济发展和社会进步的基础动力，能够为城市的规模扩大起到促进作用，并为城市内部的交流和人员流动提供连接渠道。因此，城市的轨道交通规划是城市交通网的重要组成部分，不仅能够分担公路交通的运输量，为城市的交通拥挤起到环节作用，还能提高交通的速度，为城市的经济发展起到促进作用。

关键词：城市；轨道交通；线路设计

城市轨道交通在线路的规划和运行中都需要进行一定的控制，并要求设计人员掌握一定的基本技能，在设计轨道的过程中按照标准化、科学化的原则进行线路图纸的设计和施工。在轨道的设计环节，要按照一定的行业标准和原则进行预先的分析和测算，并将测算的数据按照一定的处理方法减少数值的误差。同时，在设计过程中，设计人员要研究对轨道交通造成应先的因素，并减少不利的影响。

1路线设计的特征

要对城市轨道交通线路进行设计，就要了解轨道交通设计工作的基本职责以及从事相关工作需要注意的问题，并对工作的特点进行预先的了解。轨道交通线路设计具有整体性、复杂性、阶段性的特点，在进行设计工作时，要要从城市的整体交通状况考虑线路的规划问题，并综合考虑与之相关的影响因素。

1.1整体性

城市轨道交通设计工作需要首先掌握城市的基本交通状况，并对交通存在拥堵和不足的地区进行重点的规划，从城市的整体布局上考虑线路经过的地区是否会对周边的在建筑和居民产生影响。此外，轨道交通系统中存在交通的控制，要对轨道交通的站点和车辆的通行时间进行整体性的规划。整体性规划是城市轨道交通的基本工作，在设计中起到基础性作用。

1.2复杂性

城市轨道交通线路设计工作需要对线路的整体状况进行分析，并对线路经过地区的地理特征进行预先的调查，在具体的设计工作中既要进行数据的测算和分析，并绘制线路图，还要通过实地分析测量对线路图纸进行修改和设计，在工作程序上具有一定的复杂性，同时工作的内容也要从全局考虑，细节较多，较为复杂。

1.3阶段性

在城市轨道交通新路的规划和设计过程中，可以按照工作内容的不同将设计工作过划分为几个步骤。首先，要对城市交通的线路网进行规划和设计，并了解城市现有的城市交通系统。然后，要根据线路的设计进行建设可行性的分析。最后，要对城市轨道交通线路进行总体的分析，分析建设中需要的用料和基本的结构设计。在设计工作完成后，要将设计成果展示在设计图纸上。

2轨道交通与影响因素的关系

城市轨道交通的规划过程中要了解与城市轨道交通相互影响的因素，并通过调查分析了解城市轨道交通与影响因素之间的关系。对于城市轨道交通规划项目中存在的影响因素进行预先的规划和分析，防止影响因素对城市轨道交通系统造成不利的影响。

2.1轨道交通与土地的关系

城市的轨道交通建设会占用一定的土地，是城市土地规划中的重要组成部分。因此，城市轨道交通与土地之间存在一定的联系，相关部门在审核资料和文件后，才能批准城市轨道交通建设用地的使用。而设计人员在设计轨道交通线路的过程中也要注意土地的规划和分析，将土地资源充分利用。

2.2轨道交通网与单条线路的关系

城市轨道交通网与单条线路存在整体和个体的关系，由单条线路构成整体的城市轨道交通网。在城市轨道交通网的设计过程中，首先要从整体功能的角度进行整体性的设计，但设计工作体现在单条线路的走向和位置的规划上。城市交通网的畅通与单条线路之间的连接密切相关，在设计完成线路的图纸后，要对线路之间的连接进行就准确的设计。

2.3轨道交通与环境保护的关系

城市轨道建设在建设过程中需要进行相应的道路施工，而施工工作通常会对周边的地区造成影响，影响周边地区的环境。因此，在设计轨道交通线路时，要考虑施工过程中对周边环境造成的影响，并考虑对周边地区居民的身体健康是否造成影响，尽量避免穿过人群聚居地。此外，在轨道交通网建成并投入使用后，也可能对周边地区造成一定的噪声污染，设计人员要对相关的问题进行规划和分析，提出解决措施。

3提高轨道交通质量的措施

在了解城市轨道交通路线设计的工作任务特征和存在的轨道交通影响因素之后，交通轨道设计人员就要根据工作的特性对自身的素质进行有针对性的提高。城市轨道交通存在整体性的特点，因此，设计人员要具有整体性思维，从全局的观点看待问题，并在具备一定得创新思维，能够与时俱进，了解行业的发展趋势。

3.1掌握基本的技能

城市轨道交通线路的设计人员首先要具备一定的专业技能，对城市轨道交通规划的基本原则有一定的了解，能够按照科学的城市道路规划办法进行设计工作，在设计工作开展的过程中，对出现的问题进行标准化的处理和分析。掌握基本技能是对城市轨道交通设计人员的基本素质要求，只有掌握专业化的知识，才能对轨道交通状况具备一定的了解。

3.2具有整体性思维

由于城市轨道交通线路设计具有一定的整体性，需要从全局的角度看待问题，并考虑可能发生的状况，因此，轨道交通设计人员需要具备一定的整体性思维。整体性思维是轨道交通线路设计人员的基本思维素质，设计人员需要对城市的交通网进行思考，发现现有交通网中存在的不足，并按照轨道交通的特点分析轨道交通在地区内建设的可行性。

3.3了解行业的发展趋势

城市轨道交通线路设计工作随着轨道交通行业的发展不断进步，并逐渐涌现出新的技术和方法，而设计人员也需要对行业中出现的新的设计方案进行了解和研究，发现轨道交通线路设计工作中的有效措施。从城市轨道交通线路设计人员需要具备与时俱进的意识，及时了解行业中发生的变化和最新的技术改进办法，并形成自身的创新意识，在面对设计工作中的问题时，总结经验，提出有效的解决措施。

4结论

轨道交通成为城市交通系统中重要组成部分，不仅能减轻城市在高同期的拥堵问题，还能提高城市内部和边缘地带的沟通交流，为城市的发展提供基本条件。城市的建设和发展要依托经济的进步和交通的发达，因此，需要对城市轨道交通线路进行设计，使得城市轨道交通设计能够为城市的交通系统做出贡献，完善城市交通网。本文主首先对轨道交通线路设计的特点进行了分析，并研究了城市轨道交通与影响因素之间的关系，最后提出了提高城市轨道线路设计质量的措施。

作者：崔凯 单位：哈尔滨地铁集团有限公司

城市轨道交通设计论文:城市轨道交通电气节能设计解析

摘要：

针对轨道交通电气节能设计，主要从各专业的系统设计方案、新型节能设备的应用、新能源的利用以及有效的能源管理入手，对比各种方案的利、弊，并结合注意事项，提出合理、新型的设计方案。

关键词：

轨道交通；电气设计；节能管理；新技术

0引言

节能设计需符合国家有关法律、法规、标准及规定的要求，对于轨道交通工程项目，从线路规划、车站及车辆段选址、客流运营组织、车辆及各系统设备选型及维护、系统供电等方面进行合理、节能设计，以避免盲目投资和低水平重复建设。轨道交通是个多专业设计的复杂工程，因此应从各专业多方面全方位系统化地贯彻节能设计。

1轨道交通能耗情况简介

轨道交通能耗主要是电能，还有部分是水、柴油、天然气，折算为标准煤后，各种能耗计入总量并算其占比。柴油以线路巡检车使用为主，量很少，在轨道交通总能耗中可忽略不计；生产生活用水与食堂使用天然气两项一起约占总能耗的1％；剩余99％左右都是电能。根据使用类别，电能又可分为列车牵引用电与动力照明等低压设备用电，其中列车牵引用电约占50％～60％。动力照明等低压设备主要有通风空调设备、给排水设备、照明设备、电扶梯屏蔽门等车站设备、通信监控弱电设备、车辆段工艺维修设备等，其中通风空调设备用电量约占低压设备用电量的40％，车站设备约占20％，其余各专业均约占5％～10％。轨道交通地下车站居多，因此通风空调设备与电扶梯设备较多造成其能耗比重较大。了解轨道交通用能情况后，便可针对需要重点节能设计的专业，提出行之有效的设计方案并在后期重点监管。

2项目方案节能设计

2．1牵引节能设计

列车牵引能耗是轨道交通中最主要的能耗，且受到很多专业方案设计的影响，因此在牵引用电节能上需主要注意以下几个方面。

（1）合理的线路方案有助于降低列车的牵引能耗，如尽可能减小长大坡道的提升高度，合理设置节能坡度，站与站间尽量采用最短连接路径。

（2）行车交路应从配线、客流、交路长度及运营角度等方面进行多方案比选，在满足客流需求的前提下，合理分时段设计运行交路与列车对数，尽量提高列车载乘率，少跑空车，以减少对空车和少乘客车辆的牵引用电量。

（3）应通过模拟仿真计算，合理布置牵引所，合理选择牵引变压器容量。

2．2低压节能设计

轨道交通也因含有相当数量的车站与车辆段而产生大量的低压能耗，特别是地下车站更是用能较大的单体建筑，因此在低压用电节能上需注意以下几个方面。

（1）线路的选择应尽量避免地下车站埋深过大，否则通风空调与电扶梯这类主要耗电专业设备数量较多，功率加大，会使整个车站的用电大幅增加。

（2）车站建筑设计应考虑城市规划与周边环境，合理利用资源，根据周边自然环境，结合各专业设计，建立综合节能观念。

（3）车辆段／场选址应有良好的接轨条件，方便行车组织，提高运营效率，减少列车空走距离、空走能耗。选址应结合市政规划、环境保护等综合考虑。总平面也应根据工艺流程合理布局，以减少不必要的调车与设备运输。

（4）通风空调系统、给排水系统及车站设备等应根据其工况合理提出控制模式，设计控制系统。全日车站此类负荷变化较大，存在明显的早、晚客流高峰等特征，其自动控制系统应实现系统的季节性与时间性调节，以达到节能运行目的。自动扶梯采用变频控制，无人乘坐时运营速度仅为正常速度的20％，以减少空载耗电量。

（5）采用就地与集中相结合的无功补偿方式，使功率因数不低于0．9。认真考虑三相负荷的平衡问题，确保最大相负荷不超过三相负荷平均值的15％。

3设备产品的选用

选用低能耗、高能效的设备及产品，是轨道交通节能设计中必不可少的。有评定标准的设备应按国家相关标准选型，无评定标准的应采用先进技术设备，禁止采用国家明文禁止或淘汰落后的设备。

3．1车辆

车辆是轨道交通牵引能耗的使用者，选择适合的车辆，对牵引节能贡献是非常大的。车辆的车型、材料影响着自重，若车体采用整体承载铝合金焊接轻型结构，则车辆自重可合理减少，牵引耗能会降低。满足动力要求时，合理选择牵引电机和车辆编组动拖比，让牵引电机工作在最佳能效状态也是节约牵引用能的关键。空调设备、照明设备、空气压缩机等列车辅助能耗设备也应选择高能效产品。

3．2供电设备

变压器的使用能耗应符合GB／T10228—2008《干式电力变压器技术参数和要求》的规定。电线电缆也应按照经济电流密度要求合理选型。

3．3机电设备

通风空调专业的大型风机属于高耗能设备，应满足GB19761—2009《通风机能效限定值及能效等级》中关于“1级能效等级”的相关要求；车站清水离心水泵（主要有空调系统冷冻水泵与冷却水泵）应满足GB19762—2007《清水离心泵能效限定值及节能评价值》的要求；其余机电设备国家也均有评定要求。

3．4照明

轨道交通工程照明主要采用节能型荧光灯，配电子镇流器，所选灯具及镇流器均应符合国家颁布的相关照明能效限定值及节能评价值的标准。推广应用LED灯也是非常有必要的。

4节能管理

要想达到节能效果，需从系统设计方案、节能产品使用和节能管理体制上考虑。节能管理工作应更加具体化，更具备可实施性。

4．1计量配备

完善的能源计量器具，有利于对运营、车辆设备维护及商业用电实行分别检测和控制，严格成本核算和能耗定额管理。能源计量器具应严格按GB17167—2006《用能单位能源计量器具配备和管理通则》中的要求进行配置及校验。不仅要实行分类计量，对大型用电设备还应单独设置计量进行监控。能源计量器具配备率为：RP＝NSN1×100式中，RP为能源计量器具配备率；NS为能源计量器具实际配备数量；N1为能源计量器具理论需要配备数量。

4．2管理措施

有良好健全的节能管理措施才能将节能落到实处，才能发挥设计系统与节能产品的作用。管理措施主要包含健全的节能管理制度、完善的能源机构及人员配备、合理的能源计量器具管理、持续全面的能源统计与监测等，若再配合能源管理系统，则会产生事半功倍的效果。

5新能源新技术的使用

5．1逆变－再生制动装置

目前城市轨道交通系统常用的电制动方式有再生制动和电阻制动。再生制动最大的好处是节能，当列车下坡或进站时，通过再生制动装置，列车的动能或势能转化为电能，返回至接触网被相邻列车吸收，从而使能量得到有效的回收利用，但是再生制动产生的电能很难被完全吸收利用，多余的电能会造成接触网电压升高，影响正常运行。电阻制动将多余电能消耗在制动电阻上转化为热能，可防止接触网电压的持续升高。逆变－再生制动即是用逆变装置部分或完全取代制动电阻，使接触网上多余的电能不再转化为热能，而是回馈至低压配电系统，使能量得到充分利用。

5．2地源热泵系统

轨道交通的车辆段／场面积较大，有采用常温地源热泵机组作为冷、热源的条件。浅埋水平管具有施工维护简单、造价低、受地面温度影响大的特点，但地下岩土冬夏热平衡好，因此可采用地下埋管换热器为单沟二层四管形式的地源热泵。

5．3太阳能与光导系统

轨道交通除了地下车站外也有车辆段／场内大面积的单体建筑及一定数量的高架车站，如何利用自然光与太阳能也是设计应该考虑的问题。高架车站钢结构屋顶与车辆段／场内大型维修库屋面等都有条件设置太阳能板或光导装置，因此可根据城市的太阳光照射情况及建筑朝向和周边环境等因素合理选择太阳能或光导系统。

6结束语

经过对轨道交通设计各专业的思考，体会到电气节能设计不仅牵涉到电气专业或某几个专业，而且牵涉到所有相关设计专业，需总体全面掌控，然后还要贯彻到今后的施工、运营使用等环节，缺一不可，否则无法达到节能效果。

作者:李建华 范越 单位:重庆市轨道交通设计研究院有限责任公司