地铁线路设计中纵断面设计

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1、地铁线路设计中纵断面设计　　摘要：本文介绍了线路纵断面的设计方法，重点说明了节能坡的坡度、坡长设置及长大陡坡和连续下坡的设计及运营安全采用的相应措施进行了分析。文章认为车站两端设置22‰-26‰的加速坡、250m的坡长是运行速度80km/h的列车比较合理的节能坡度和坡长。长大陡坡和连续下坡的线路可以采用文章中提到的主动安全措施和被动安全措施来保障列车运营的安全。关键词：节能坡设计；加速坡；主动安全措施；被动安全措施中图分类号：U231+.2文献标识码：A文章编号：引言：7地铁线路设计是一项涉及多专业、多部门集体协调、研

2、究的系列工作。其具有牵涉面广、复杂性强、劳动强度大、责任重大等特点。地铁线路设计工作质量的好坏直接关系到整个地铁设计质量及工程造价的高低，因此，必须在熟悉掌握各方面的规范、细则的同时，以负责的态度认真对待线路设计。线路方案设计时，要反复比较、认真优化，才能做出一份优秀的设计成果，并被其他专业所认同和支持。笔者参与了武汉6、7号线投标、郑州4、5号线投标、乌鲁木齐1号线投标、郑州4号线龙湖段市政配套工程初步设计、施工图设计等线路设计工作，工作中学习总结了前辈对地铁线路设计的经验和研究成果，并结合每个工程项目的特点，总结了

3、线路纵断面设计思路和方法。1、概述线路纵断面设计首先要了解工程项目的地质、水文、地下障碍物情况、车辆性能、运营特点和施工方法等。纵断面设计的好坏直接关系到工程的实施难度和造价，以及日后列车运营的能量消耗及成本支出。纵断面设计时要综合考虑近期投资和后期运营成本，对有条件设置节能坡的区间要按照节能坡的要求设置，这样虽然增加了废水泵房的投资，但是相对长期运营所减少的能耗和成本的降低来说，近期投资增加是经济合理的。对于长度较短的区间很难发挥节能坡的作用，可不考虑设置节能坡。节能坡的设置在地面高程变化较大的地区很难实施，有些线路

4、是沿着地势的上坡或者下坡敷设，这时线路纵断面设计受地形控制会采用一些长大陡坡或者连续下坡等。本次就节能坡的设置和长大陡坡及连续下坡的设计及运营安全采用的相应措施进行分析。2、节能坡设计7地铁运营中列车进站需要减速，出站则需要加速，因此纵断面设计为车站高，区间低的凸形纵断面，在车站两端设置合理的加速坡道，使列车出站时处于下坡道上、列车进站时处于上坡道上，这样可有效地降低列车牵引电能消耗。但如何设置比较合理的加减速坡还值得研究：2.1加速坡度的设置加速坡度的设置，直接影响列车的节能效率，因此采用合理的坡度是关键：随着加速坡

5、坡度的增大，列车的加速时间逐渐缩短，其牵引用电量也相应减小。说明在车站两端设置加速坡，可以降低列车牵引能耗。通过模拟牵引计算：加坡度的坡度在12‰以下时，其节能效率在9％以下，加速坡的坡度在22‰-26‰时，节能效率可达20%-25%，因此加速坡度选择22‰-26‰是合理的坡度。2.2加速坡长的设置加速坡长与列车要达到的目标速度有关系，目标速度越高，要求的加速坡长越长。加速坡的作用是提高列车的启动加速度，降低牵引电能消耗，其长度以满足列车加速要求为限，加速坡长不要过长，因为坡度越长区间废水泵房埋深越大，区间进后一站的减

6、速坡越大，列车惰行进入较大的上坡道时车速迅速下降，运行效果不好。目前国内地铁采用最多的是运行速度80km/h7的列车。为选择合适的加速坡长，分别设计了长度为250m、200m和150m三种加速坡。通过牵引计算比较，在加速坡坡度相同条件下，250m长的加速坡方案比其他方案多节能3-5%，因此80km/h的列车采用250m长的加速坡，是比较合适的。对于100km/h、120km/h设计时速的列车，我们有待于研究其节能坡的设置。2.3节能坡度的组合及泵房、联络通道位置考虑由于加速坡较短，加速坡后面与之相连接的坡道是列车断电惰

7、行区域，我们还需要研究加速坡后面的接续坡度对列车运行状态的影响：运行实践表明，出站列车经过加速坡以后，达到了最高运行速度。进入接续坡道以后开始断电惰行，这时决定列车运行状态的是加速坡后面接续坡段的坡度。研究表明在加速坡段后面连接2‰-3‰的坡道，列车惰行的速度逐渐下降；当连接4‰-5‰的坡道时，列车惰行的速度基本保持不变。这说明4‰-5‰下坡道加在列车上的助推力与其他几项运行阻力相平衡。列车既不耗电，又能保持高速运行，其节能效果最好。因此对加速坡以外的坡段，应采用4‰-5‰的坡道，尽量避免采用大的坡道。将车站设在凸型纵

8、断面上，形成车站高区间低的线路纵断面，在区间需要设废水泵房。通过绘制列车牵引计算图证明：将废水泵房设在区间中间运行效果最好。同时考虑联络通道的设置，我们应使泵房的位置设置在合适位置同时也能考虑联络通道规范的要求的设置间距，节省联络通道的设置，以达到最佳的设置。郑州4号线龙湖段市政配套工程就采用了这一设计理念：图1郑州4号线龙湖段市