城市軌道交通結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工StructuralDesignandConstructionofUrbanRailTransit第三章限界目錄第一節(jié)

限界的分類第二節(jié)

限界制訂的原則第三節(jié)

制訂限界的主要技術(shù)參數(shù)第四節(jié)

設(shè)備限界的計(jì)算第五節(jié)

建筑限界定義：限界（Gauge）是指限定車輛運(yùn)行或軌道周邊構(gòu)筑物超越的輪廓線,也是列車沿固定的軌道安全運(yùn)行時(shí)所需要的空間尺寸。制定限界目的：就是要確定一個(gè)既能保證列車運(yùn)行安全，又不增大橋隧或路基斷面的經(jīng)濟(jì)空間，以防止車輛在直線或曲線上運(yùn)行時(shí)與各種建筑物及設(shè)備發(fā)生接觸、碰撞。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：評(píng)價(jià)軌道交通的限界是否合理，一般以有效面積比來(lái)衡量。第一節(jié)：限界的分類

確定依據(jù)：軌道交通的限界是根據(jù)車輛外輪廓線及技術(shù)參數(shù)、軌道特性、各種誤差和變形，并考慮列車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等因素，經(jīng)分析計(jì)算確定。

分類：車輛限界、設(shè)備限界和建筑限界等A型車直線地段限界圖（隧道內(nèi)）B1型車直線地段限界圖（隧道內(nèi)）（a）A型車直線段車輛輪廓線坐標(biāo)值（mm）注：表中第0~13點(diǎn)是車體上的控制點(diǎn)；第13~15點(diǎn)是轉(zhuǎn)向架上的控制點(diǎn)；第16~19點(diǎn)是車輪上的控制點(diǎn)，22、23兩點(diǎn)為連接在車軸上的齒輪箱點(diǎn)，20、21、24、25點(diǎn)為連接在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上的信號(hào)接受設(shè)備的最低點(diǎn)，26~29為信號(hào)燈預(yù)留位置，第0s~4s點(diǎn)為隧道內(nèi)受電弓控制點(diǎn),0k~2k是車頂空調(diào)控制點(diǎn)。（b）A型車直線段車輛限界坐標(biāo)值（mm）

車輛限界：車輛在平直軌道上按規(guī)定速度運(yùn)行，計(jì)及車輛和軌道的公差、磨耗、彈性變形及振動(dòng)等正常運(yùn)行狀態(tài)下的一條最大動(dòng)態(tài)包絡(luò)線，是限制車輛橫斷面最大允許尺寸的輪廓圖形。（c）A型車直線段設(shè)備限界坐標(biāo)值（mm）設(shè)備限界：車輛在故障運(yùn)行狀態(tài)下所形成的動(dòng)態(tài)包絡(luò)線，用以限制軌道區(qū)的設(shè)備安裝界限。補(bǔ)充幾個(gè)個(gè)限界的的定義1“設(shè)計(jì)截截面”是是指標(biāo)稱稱車輛截截面的投投影輪廓廓。它不不包括任何何諸如懸懸掛、高高度、寬寬度及撓撓度等制制造及安安裝公差。它是是“限限界圖””中的““車輛輛輪廓線線”。2“靜態(tài)限限界”是是指已經(jīng)經(jīng)造好的的、新的的、空載載的、停停在平直直軌道上上的車輛輛截面的的投影輪輪廓,是由設(shè)計(jì)計(jì)截面加加上制造造和安裝裝誤差而而來(lái)的,即加上懸懸掛誤差差,撓度,高度與寬度誤差差,不對(duì)稱的的角度等等。3“動(dòng)態(tài)限限界”是是車輛在在直線軌軌道上按按規(guī)定速速度運(yùn)行行時(shí)在計(jì)及及車輛如如懸掛部部件的位位移、車車輛允許許范圍內(nèi)內(nèi)的磨耗、外部部側(cè)風(fēng)等等因素的的影響的的情況下下,車輛各部部位偏離離軌道基準(zhǔn)中中心所允允許的程程度,車輛運(yùn)行行時(shí)各點(diǎn)點(diǎn)必須在在此空間范圍內(nèi)內(nèi)。在限限界圖中中為車輛輛限界。。4“動(dòng)態(tài)包包絡(luò)線””是車輛輛在平直直軌道上上正常運(yùn)運(yùn)行時(shí),在各種因因素作用用下,計(jì)入所有有允許的的軌道結(jié)結(jié)構(gòu)公差差、維修修公差及磨磨耗,車輛各點(diǎn)點(diǎn)偏離軌軌道基準(zhǔn)準(zhǔn)中心所所連成一一個(gè)包絡(luò)空間,它不包括括車輛在在水平及及垂直曲曲線的偏偏移。5“掃掠包包絡(luò)線””是動(dòng)態(tài)態(tài)包絡(luò)線線的擴(kuò)大大,它包括垂垂直和水平曲曲線對(duì)車車輛中央央和端部部的偏移移的影響響。第二節(jié)限限界制制訂原則則（1）限界應(yīng)保證證列車安全、、正常運(yùn)行。。（2）限界應(yīng)根據(jù)據(jù)車輛的輪廓廓尺寸和技術(shù)術(shù)參數(shù)、軌道道特性、受電方式、設(shè)設(shè)備及管線安安裝、施工方方法等因素，，進(jìn)行綜合分析后由由計(jì)算確定。。（3）限界一般按按平直軌道的的條件制定。。（4）設(shè)備限界與與車輛限界之之間的間隙主主要為安全預(yù)預(yù)留量，應(yīng)全面考慮橫橫向安全留量量和豎向安全全留量。（5）建筑限界和和設(shè)備限界之之間應(yīng)充分考考慮建筑物上上的設(shè)備和管線安裝裝位置，在寬寬度方向上設(shè)設(shè)備和管線與與設(shè)備限界之間應(yīng)應(yīng)留出20～50mm安全間隙。（6）建筑限界中中不包括施工工誤差、測(cè)量量誤差、結(jié)構(gòu)構(gòu)沉降、變形等因素。。第三節(jié)制定定限界的主要要技術(shù)參數(shù)序號(hào)項(xiàng)目名稱單位車型A型車B型車B1型B2型上部受流下部受流1車體計(jì)算長(zhǎng)度mm22100190002車體最大寬度mm300028003車輛最大高度mm380038004車輛定距m向架固定軸距mm25002200～23006客室地板面距軌頂面高度mm113011007受電弓落弓高度mm3810--38108受電弓最大工作高度mm5410--54109受流器工作點(diǎn)至轉(zhuǎn)向架中心線水平距離750Vmm--1417.51401--1500V--144410受流器工作面距走行軌面高度750Vmm--140160--1500V--200城市軌道交通通車輛基本參參數(shù)表1.線路與軌道參參數(shù)線路最小曲線線半徑：因列列車在高速通通過(guò)彎道時(shí)由由于離心力作作用向彎道的的外側(cè)產(chǎn)生橫橫向力，會(huì)對(duì)對(duì)鋼軌產(chǎn)生擠壓，外外翻。為了保保證列車的行行駛安全，在在鐵路的設(shè)計(jì)計(jì)和建造時(shí)，，國(guó)家《修規(guī)》對(duì)不同速度等等級(jí)的鐵路規(guī)規(guī)定了車輛可可以安全通過(guò)過(guò)的圓曲線的最小半徑，，就是線路的的最小曲線半半徑。軌道最大超高高值：列車在在曲線上運(yùn)行行時(shí),產(chǎn)生離心力,使曲線外軌承承受較大的壓壓力,外軌磨損加重重,增加行車阻力力,嚴(yán)重時(shí),會(huì)造成車輪脫脫軌.為了平衡離心心力,把曲線外軌抬抬高,使車輛內(nèi)傾,以車輛重力向向內(nèi)分力,來(lái)抵消減輕離離心力的影響響,使內(nèi)外軌所受受的壓力相等等,保持行車安全全。超高值越越大，列車所所能通過(guò)的速速度越快。軌道結(jié)構(gòu)強(qiáng)度度:軌道具有的承承載能力道岔:使列車由一組組軌道轉(zhuǎn)到另另一組軌道上上去的裝置2.車輛參數(shù)車輛定距：車車輛定距指車車體兩端支撐撐處之間的距距離。有轉(zhuǎn)向向架的車輛為為兩心盤中心心線之間的水水平距離。轉(zhuǎn)向架：把兩兩個(gè)或幾個(gè)輪輪對(duì)用專門的的構(gòu)架(側(cè)架)組成一個(gè)小車車，稱為轉(zhuǎn)向向架，車體支支承在前后兩兩個(gè)轉(zhuǎn)向架上上第四節(jié)設(shè)設(shè)備限界的的計(jì)算限界的確定定步驟：以車輛的設(shè)設(shè)計(jì)截面為為基礎(chǔ),加上制造安安裝誤差向向外拓展得出車車輛的靜態(tài)態(tài)限界;以靜態(tài)限界界為基礎(chǔ),考慮車輛的彈性部件件的位移、、允許范圍圍內(nèi)的磨耗耗和側(cè)風(fēng)等等得出車輛的動(dòng)態(tài)限限界;在動(dòng)態(tài)限界界的基礎(chǔ)上上加上軌道道線路原因因(建設(shè)公差、、維護(hù)限度度和磨耗)造成的車輛輛偏移,得出車輛的動(dòng)態(tài)包絡(luò)絡(luò)線;以動(dòng)態(tài)包絡(luò)絡(luò)線為基礎(chǔ)礎(chǔ),加上適當(dāng)?shù)牡陌踩嚯x(車輛故障情情況下未考考慮的因素素所需空間間),從而可以確定車輛的的設(shè)備限界界;根據(jù)設(shè)備限限界,加上設(shè)備安安裝所需要的空間得得出建筑限限界。一、直線段段設(shè)備限界界的確定直線段設(shè)備備限界是在在車輛限界界的基礎(chǔ)上上，采用基基準(zhǔn)坐標(biāo)系系確定直線線段設(shè)備限限界的坐標(biāo)標(biāo)。直線地地段設(shè)備限限界坐標(biāo)計(jì)計(jì)算公式為為：（3-1）式中：——車輛限界坐坐標(biāo)值；——軌道橫向最最大可能容容許偏差；；——軌道豎向最最大可能容容許偏差；；i——軌道傾斜度度；ε——安全間距。。二、曲線段段設(shè)備限界界的計(jì)算1.平面偏移平曲線地段段設(shè)備限界界應(yīng)在直線線地段設(shè)備備限界基礎(chǔ)礎(chǔ)上，進(jìn)行行加寬和加加高處理。。（1）車體曲線外側(cè)：：（3-2）曲線內(nèi)側(cè)：：（3-3）曲線加寬加加高列車在曲線線上運(yùn)行，，轉(zhuǎn)向架可可以轉(zhuǎn)動(dòng)，，但其為剛剛性結(jié)構(gòu)，，不能隨軌軌道而彎曲曲，車體縱縱向軸線與與軌道中心心線不相吻吻合，致使使車體兩端端向軌道外外側(cè)突出，，車體中部部向軌道內(nèi)內(nèi)側(cè)偏入，，使車體與與建筑接近近限界間的的凈空減少少。另外，，由于曲線線外軌設(shè)置置超高，車車體向曲線線內(nèi)側(cè)傾斜斜，也會(huì)影影響內(nèi)側(cè)限限界示。故故，曲線限限界需加寬寬加高。車輛軸線車輛長(zhǎng)度L車輛前后轉(zhuǎn)向架間距l(xiāng)線路中線曲線半徑d內(nèi)1d外d外車輛通過(guò)曲曲線時(shí)，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向架中心心點(diǎn)沿線路路運(yùn)行，而而車輛本身身卻不能隨隨線路彎曲曲仍保持其其矩形形狀狀。故其兩兩端向曲線線外側(cè)偏移移（d外），中間向向曲線內(nèi)側(cè)側(cè)偏移（d內(nèi)1）。二、曲線段段設(shè)備限界界的計(jì)算1.平面偏移平曲線地段段設(shè)備限界界應(yīng)在直線線地段設(shè)備備限界基礎(chǔ)礎(chǔ)上，進(jìn)行行加寬和加加高處理。。（1）車體曲線外側(cè)：：（3-2）曲線內(nèi)側(cè)側(cè)：（3-3）（2）轉(zhuǎn)向架架曲線外側(cè)側(cè)：（3-4）曲線內(nèi)側(cè)側(cè)：（3-5）式中：m——計(jì)算斷面面至相鄰鄰軸的距距離（mm）。A型車代入入?yún)?shù)后后，為Tba=820/R，Tbi=780/R。2.過(guò)（欠））超高引引起的設(shè)設(shè)備限界界加寬量量和加高高量的計(jì)計(jì)算（1）車體橫橫向加寬寬量曲線內(nèi)側(cè)側(cè)：（3-6）曲線外側(cè)側(cè)：（3-7）（2）車體豎豎向加高高量曲線內(nèi)側(cè)側(cè)：（3-8）曲線外側(cè)側(cè)：（3-9）上述各式式中參數(shù)數(shù)應(yīng)根據(jù)據(jù)不同車車型取值值，可參參看《地鐵限界界標(biāo)準(zhǔn)》。3.曲線軌道道參數(shù)變變化及車車輛參數(shù)數(shù)變化引引起的設(shè)設(shè)備限界界加寬量量（1）車體及轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向架橫橫向曲線線外側(cè)加加寬量：：整體道床床：（3-10）碎石道床床：（3-11）（（2）車體及轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向架橫橫向曲線線內(nèi)側(cè)整體道床床：（3-12）碎石道床床：（3-13）式中：——曲線外軌軌磨耗（（mm）。與車車輛無(wú)關(guān)關(guān)，當(dāng)R≥800m時(shí)為3mm，800>R>200m時(shí)為3+300/R）；l——曲線軌道道橫向彈彈性變形形增量（（mm），取1.4mm；——車輛一系系及二系系彈簧橫橫向位移移在曲線線及直線線的差值值（mm），車體體取9mm，轉(zhuǎn)向架架取4mm；——曲線軌距距加寬及及內(nèi)軌磨磨耗（mm），當(dāng)R≥800m時(shí)為0，800>R>200m時(shí)為300/R）。①車體橫向向加寬和和過(guò)超高高（或欠欠超高））偏移方方向相同同時(shí)曲線外側(cè)側(cè)：（3-14）（3-15）曲線內(nèi)側(cè)側(cè)：（3-16）（3-17）車體橫向向加寬和和過(guò)超高高（或欠欠超高））偏移方方向相反反時(shí)平衡離心心力所需需的超高高大于實(shí)實(shí)設(shè)超高高，說(shuō)明明超高不不足，其其差值稱稱為欠超超高平衡離心心力所需需的超高高小于實(shí)實(shí)設(shè)超高高，說(shuō)明明超高過(guò)過(guò)大，其其差值稱稱為過(guò)超超高曲線外側(cè)側(cè)：（3-18）（3-19）曲線內(nèi)側(cè)側(cè)：（3-20）（3-21）曲線地段段設(shè)備限限界坐標(biāo)標(biāo)值即為為直線地地段設(shè)備備限界坐坐標(biāo)值加加上上述述加寬加加高值后后得到的的坐標(biāo)值值。第五節(jié)建建筑限限界一、區(qū)區(qū)間建建筑限限界二、區(qū)區(qū)間曲曲線段段建筑筑限界界三、道道岔區(qū)區(qū)建筑筑限界界四、車車站限限界一、區(qū)區(qū)間建建筑限限界軌道交交通的的區(qū)間間一般般包括括地下下區(qū)間間、高高架區(qū)區(qū)間、、地面面線區(qū)區(qū)間和和過(guò)渡渡段。。各種種區(qū)間間結(jié)構(gòu)構(gòu)根據(jù)據(jù)不同同的施施工方方法有有不同同的限限界斷斷面。。1.地下線線建筑筑限界界區(qū)間建建筑限限界分分為：：2.高架線線橋面面建筑筑限界界3.地面線線建筑筑限界界區(qū)間直直線段段矩形形隧道道建筑筑限界界（A型車））A型車單單圓隧隧道建建筑限限界區(qū)間直直線段段雙圓圓隧道道建筑筑限界界（A型車））區(qū)間直直線段段雙線線高架架橋面面建筑筑限界界（B1型車））二、區(qū)區(qū)間曲曲線段段建筑筑限界界1.圓形隧隧道和和馬蹄蹄形隧隧道圓形隧隧道和和馬蹄蹄形隧隧道在在曲線線超高高地段段，采采用隧隧道中中心向向線路路基準(zhǔn)準(zhǔn)線內(nèi)內(nèi)側(cè)偏偏移的的方法法，解解決軌軌道超超高引引起的的內(nèi)外外側(cè)不不均勻勻位移移量，，位移移量計(jì)計(jì)算公公式如如下：：（3-22）式中：：α——軌道超超高角角度，，α=sin-1（h/s）；h0——直線段圓心心距軌面高高度（mm）；h——軌道超高值值（mm）；s——內(nèi)外軌中心心距離（mm），一般取取1500mm。2.矩形隧道曲線地段矩矩形隧道建建筑限界，，應(yīng)在曲線線地段設(shè)備備限界基礎(chǔ)礎(chǔ)上，按下下列公式計(jì)計(jì)算確定：：曲線地段建建筑限界外外側(cè)寬度（（）：（3-23）曲線建筑限限界內(nèi)側(cè)寬寬度（）：（3-24）曲線建筑限限界高度（（）應(yīng)按下式式計(jì)算確定定：（3-25）（3-26）式中:h——軌道超高值值（mm）；——右側(cè)、左側(cè)側(cè)設(shè)備或支支架最大安安裝寬度值值（mm）；（）、（）、（）——曲線地段設(shè)設(shè)備限界控控制點(diǎn)坐標(biāo)標(biāo)值（mm）；——設(shè)備安裝誤誤差和安全全間隙（mm）；——受電弓工作作高度（mm）；——接觸網(wǎng)系統(tǒng)統(tǒng)高度（mm）；——軌道結(jié)構(gòu)高高度（mm）。對(duì)于緩和曲曲線地段，，一般有圖圖解法和公公式法等方方法。目前前采用較多多的則是圖圖解與公式式相結(jié)合的的方法，將將內(nèi)、外側(cè)側(cè)加寬分開(kāi)開(kāi)計(jì)算。（1）內(nèi)側(cè)加寬寬量（3-27）（2）外側(cè)加寬寬量（3-28）式中：X2、X3——分別為計(jì)算算斷面處距距緩和曲線線起點(diǎn)的長(zhǎng)長(zhǎng)度（mm）；C=Rl0，l0為緩和曲線線長(zhǎng)度；αx=sin-1（hx/s），hx為緩和曲線線地段計(jì)算算斷面處的的超高值（（mm）。根據(jù)車輛所所處的不同同工況，將將建筑限界界內(nèi)外側(cè)加加寬量繪制制成圖，即即常用圓曲曲線和緩和和曲線地段段建筑限界界加寬量圖圖，這樣可可方便使用用。3.豎曲線地段段建筑限界界豎曲線:為了緩和縱縱斷面上坡坡度的突然然變化,設(shè)置在變坡坡點(diǎn)處平滑滑連接兩相相鄰坡段的的豎向曲線線。豎曲線地段建筑筑限界在直線地地段上根據(jù)公式式（3-29）和（3-30）進(jìn)行加高。（1）凹形豎曲線（3-29）（2）凸形豎曲線（3-30）式中：R1、R2——分別為凹凸形豎豎曲線的半徑（（mm）。對(duì)于軌道交通線線路而言，由于于一般豎曲線半半徑都比較大，，根據(jù)上述公式式計(jì)算得出的豎豎曲線加高值很很小，故可以忽忽略不計(jì)。豎曲曲線半徑很小時(shí)時(shí)，可根據(jù)需要要進(jìn)行核算。三、道岔區(qū)建筑筑限界60kg/m鋼軌9號(hào)單開(kāi)道岔內(nèi)、、外側(cè)加寬量圖圖道岔：使列車由由一組軌道轉(zhuǎn)到到另一組軌道上上去的裝置四、車站限界1.地下車站直線段矩形隧道道島式車站建筑筑限界2.高架車站軌道交通的高架架車站根據(jù)車站站形式的不同，，分為側(cè)式車站站和島式車站。。（1）側(cè)式車站A=（a0+站臺(tái)寬度）×2+l0（3-31）（2）島式車站A=b0×2+l0（3-32）式中：a0——線路中心線至站站臺(tái)邊緣距離（（mm），A型車為1600mm；l0——線間距（mm）；b0——線路中心線至護(hù)護(hù)欄柱內(nèi)側(cè)距離離。直線段高架側(cè)式式車站橋面建筑筑限界（A型車、接觸網(wǎng)供供電）3.屏蔽門與安全門門建筑限界車站屏蔽門與安安全門的建筑限限界，一般按屏屏蔽門與安全門門的安裝尺寸在在不考慮彈性變變形狀態(tài)下，屏屏蔽門（安全門門）最外突出點(diǎn)點(diǎn)至車站地段車車輛限界之間應(yīng)應(yīng)有不小