一文詳解地鐵設(shè)計知識

1、基本概念

1.1城市軌道交通：在不同型式軌道上運行的大、中運量城市共公交通工具，是當(dāng)代城市中地鐵、輕軌、單軌、自動導(dǎo)向、磁浮等軌道交通的總稱。

1.2地鐵：在城市中修建的快速、大運量用電力牽引的軌道交通。線路通常設(shè)在地下隧道內(nèi)，也有的在城市中心以外地區(qū)從地下轉(zhuǎn)到地面或高架橋上。

1.3 單軌鐵路（Monorail），簡稱單軌，是鐵路的一種，特點是使用的軌道只有一條，而非傳統(tǒng)鐵路的兩條平衡路軌。單軌鐵路的路軌一般以混凝土制造，比普通鋼軌寛很多。而單軌鐵路的車輛比路軌更寛。和城市軌道交通系統(tǒng)相似，單軌鐵路主要應(yīng)用在城市人口密集的地方，用來運載乘客。亦有在游樂場內(nèi)建筑的單軌鐵路，專門運載游人。

1.3.1單軌鐵路主要分成兩類。懸掛式單軌鐵路的列車懸掛在軌道之下。另一種較為常見的是跨座式單軌鐵路，列車跨座在路軌之上，兩旁蓋過路軌?？缱絾诬壸钕扔扇鹗緼LWEG發(fā)明，而最先提出懸掛式單軌的是SAFEGE。

1.3.2現(xiàn)代的單軌鐵路由電動機推進(jìn)，一般使用輪胎而不使用鋼制的車輪。輪胎會在路軌的上面及兩旁轉(zhuǎn)動，推動列車及維持平衡。早期單軌系統(tǒng)的設(shè)計是不能使用轉(zhuǎn)轍器的，使運作上出現(xiàn)很多不便?，F(xiàn)代的單軌系統(tǒng)多數(shù)已經(jīng)可以使用轉(zhuǎn)轍器，讓車輛可以駛進(jìn)不同的線路，而同一線路亦可作雙程行駛。

1.4 輕軌 "地鐵"、“輕軌”莫混淆 軌道交通中采用中等載客量車廂，能適應(yīng)遠(yuǎn)期單向最大高峰小時客流量1.5——3.0萬人次的成為輕軌鐵路。若采用大載客兩車廂，能適應(yīng)遠(yuǎn)期單向高峰小時客流量為3.0——6.0萬人次的統(tǒng)稱為地鐵。當(dāng)然，地鐵有建于地下、地面、高架的（如建于地面上的高架地鐵也可稱之為軌道交通）；而輕軌鐵路同樣有建于地下的、地面的、高架的。兩者區(qū)分主要視其單向最大高峰小時客流量。中等載客兩的輕軌鐵路車廂，一般額定載客量是202人/輛（超員為224人/輛），編組采用每列2——4輛，如莘莊——閔行輕軌鐵路即是。而大載客量的地鐵車廂，一般的額定載客量為310人/輛（超員為410人/輛），編組采用每列6輛，如上海地鐵1號線、2號線即是。目前，上海最大的公共交通設(shè)施——軌道交通明珠線的客流量為：建成期日客流量為72.9萬人次，即高峰階段每小時單向客流為2.04萬人次；遠(yuǎn)期（至2020年）的日客流量為91.4萬人次，即高峰階段每小時單向客流量為5.15萬人次。列車編組為6輛，列車運行間隔時間初期為5.5分鐘，遠(yuǎn)期為2.1分鐘。

1.5 自動導(dǎo)向車(Automated Guided Vehicle，簡稱AGV)，也稱為自動導(dǎo)向搬運車、自動引導(dǎo)搬運車。自動導(dǎo)向車(AGV) 是采用自動或人工方式裝載貨物，按設(shè)定的路線自動行駛或牽引著載貨臺車至指定地點，再用自動或人工方式裝卸貨物的工業(yè)車輛。按日本JISD6801的定義：AGV是以電池為動力源的一種自動操縱行駛的工業(yè)車輛。自動導(dǎo)向車只有按物料搬運作業(yè)自動化、柔性化和準(zhǔn)時化的要求，與自動導(dǎo)向系統(tǒng)、自動裝卸系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、安全系統(tǒng)和管理系統(tǒng)等構(gòu)成自動導(dǎo)向車系統(tǒng)(AGVS)才能真正發(fā)揮作用。

1.6磁懸浮鐵路（Maglev Railway）是一種新型的交通運輸系統(tǒng)，它是利用電磁系統(tǒng)產(chǎn)生的排斥力將車輛托起，使整個列車懸浮在導(dǎo)軌上，利用電磁力進(jìn)行導(dǎo)向，利用直線電機將電能直接轉(zhuǎn)換成推動列車前進(jìn)。它消除了輪軌之間的接觸，無摩擦阻力，線路垂直負(fù)荷小，時速高，無污染，安全，可靠，舒適。其應(yīng)用仍具有廣泛前景。高速磁浮列車運行時，與軌道完全不接觸。它沒有輪子和傳動機構(gòu)，列車的懸浮、導(dǎo)向、驅(qū)動和制動都是利用電磁力來實現(xiàn)的。懸浮電磁鐵以電磁力使車輛往上浮起，電磁控制系統(tǒng)保證磁浮列車與軌道保持約10毫米間距。導(dǎo)向電磁鐵保證列車沿線路兩側(cè)的定位。列車通過長定子同步直線電機來驅(qū)動和制動。直線電機定子線圈中的電流產(chǎn)生一個運動磁場，在這個運動磁場的作用下，推動磁浮列車前進(jìn)。

高速磁浮列車與傳統(tǒng)的高速輪軌列車相比，除了運營速度可達(dá)每小時450公里至500公里的速度優(yōu)勢之外，還有四個優(yōu)點：磁浮列車能耗低，是汽車的一半、飛機的四分之一；啟動快、爬坡能力強，選線比較靈活；安全、舒適、維護(hù)少；采用電力驅(qū)動，沒有廢氣排放，運行時沒有車輪和軌道間的摩擦，環(huán)境影響小。

2、地鐵系統(tǒng)組成

2.1 地鐵車站是地鐵系統(tǒng)一個重要組成部分，地鐵乘客乘坐地鐵必須經(jīng)過地鐵車站，他與乘客的關(guān)系極為密切，同時他又集中設(shè)置了地鐵運營中很大一部分技術(shù)設(shè)備和運營管理系統(tǒng)。因此，他對保障地鐵安全運行起到至關(guān)重要作用。所以車站位置的選擇，環(huán)境的好壞、設(shè)計的合理與否，都會直接影響到地鐵的社會效益，環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，影響到城市規(guī)劃和城市景觀。

2.2地鐵區(qū)間是連接相鄰兩個車站的行車通道，他直接關(guān)系到行車的安全運行。區(qū)間設(shè)計的合理性、經(jīng)濟(jì)性對地鐵總投資的影響很大，對乘客乘坐地鐵的舒適感和列車運行速度的提高也有影響。

2.3車輛段是地鐵列車停車和日常檢修維修的場所，他又是技術(shù)培訓(xùn)的基地。由各種生產(chǎn)、生活、輔助建筑及各專業(yè)的設(shè)備和設(shè)施組成。

3、地鐵車站分類

地鐵車站根據(jù)所處位置、埋深、運營性質(zhì)、結(jié)構(gòu)橫斷面形式、站臺形式、換乘方式的不同進(jìn)行分類。

3.1按車站與地面相對位置分類

（1）地下車站：車站結(jié)構(gòu)位于地面以下。

（2）地面車站：車站結(jié)構(gòu)位于地面。

（3）高架車站：車站結(jié)構(gòu)位于地面高架橋上。

3.2按車站頂板覆土埋深分類

（1）淺埋車站：車站結(jié)構(gòu)頂板位于地面以下的深度較淺。

（2）深埋車站：車站結(jié)構(gòu)頂板位于地面以下的深度較深。深埋車站一般設(shè)在地面以下穩(wěn)定地層或堅固底層內(nèi)。

3.3按運營性質(zhì)分類

（1）中間站（即一般站）：中間站僅供乘客上、下車之用。功能單一，是地鐵最常用的車站。

（2）區(qū)域站（即折返站）：區(qū)域站是設(shè)在兩種不同行車密度交界處的車站。站內(nèi)設(shè)有折返線和設(shè)備。根據(jù)客流量大小，合理組織列車運行，在兩個區(qū)域站之間的區(qū)域段上增加或減少行車密度。區(qū)域站兼有中間站的功能。

（3）換乘站：換乘站是位于兩條及兩條以上線路交點上的車站。他除具有中間站的功能外，更主要的是他可以從一條線上的車站通過換乘設(shè)施轉(zhuǎn)換到另一條線路上的車站。

（4）樞紐站：樞紐站是由此站分出另一條線路的車站。該站可接、送兩條線路的乘客。

（5）聯(lián)運站：聯(lián)運站是指車站內(nèi)設(shè)有兩種不同性質(zhì)的列車線路進(jìn)行聯(lián)運及客流換乘。聯(lián)運站具有中間站、換乘站的雙重功能。

（6）終點站：終點站是設(shè)在線路兩端的車站。就列車上、下行而言，終點站也是起點站（或成起始站），終點站設(shè)有可供列車全部折返的折返線和設(shè)備，也可供列車臨時停留檢修。

3.4按車站結(jié)構(gòu)橫斷面形式分類

車站結(jié)構(gòu)橫斷面形式主要根據(jù)車站埋深、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件、施工方法、建筑藝術(shù)效果等因素決定。在選定結(jié)構(gòu)橫斷面形式時，應(yīng)考慮到結(jié)構(gòu)的合理性、經(jīng)濟(jì)性、施工技術(shù)和設(shè)備條件。車站結(jié)構(gòu)橫斷面形式主要有以下幾種：

（1） 矩形斷面：矩形斷面是車站中最常用的結(jié)構(gòu)形式，一般用于淺埋車站。車站可設(shè)計成單層、雙層或多層；跨度可選用單跨、雙跨、三跨及多跨的形式。

（2） 拱形斷面：拱形斷面多用于深埋車站，有單拱和多跨連拱等形式，單拱斷面由于中部起拱，高度較高，兩側(cè)拱角處相對較低，中間無柱，因此建筑空間顯得高大寬闊，如建筑處理得當(dāng)，就會得到理想的建筑藝術(shù)效果。

（3） 圓形斷面：圓形斷面用于深埋或盾構(gòu)法施工的車站。

（4）其它類型斷面：其它類型斷面有馬蒂形、橢圓形等。

3.5按車站站臺形式分類

車站站臺形式主要有以下三類

（1） 島式車站：站臺位于上、下行行車線路之間，這種站臺布置形式稱為島式站臺。具有島式站臺的車站稱為島式站臺車站（簡稱島式車站，下同。）島式車站是常用的一種車站形式。

島式車站具有站臺面積利用率高、能靈活調(diào)劑客流、乘客使用方便等特點。因此，一般用于客流量較大的車站。

有喇叭口（常用作車站設(shè)備用房）的島式車站在改建擴(kuò)建時，延長車站是很困難的。

（2）側(cè)式站臺；

（3） 島側(cè)混合式站臺。

3.6按車站換乘形式分類

車站間換乘分為兩類：

3.6.1按車站換乘方式分類： （1）站臺直接換乘 （2）站廳換乘 （3）通道換乘

3.6.2按車站換乘形式分類：按兩個車站平面組合的形式分為5類：（1）“一”字形換乘 （2）“L”形換乘 （3）“T”形換乘 （4）“+” 形換乘 （5）“工” 形換乘。

4、地鐵車站建筑及平面布局

4.1地鐵車站的特點

4.1.1一般車站

（1）車站位置受客觀條件限制較多。

（2）客流量大，客流連續(xù)，方向性強。

（3）列車停站時間短。一般停站時間為20-30S。

（4）