第課城市軌道交通線路，第課城市軌道交通線路，有效交流PAGE85認(rèn)識(shí)城市軌道交通線路第課PAGE7認(rèn)識(shí)城市軌道交通線路第課PAGE75課題認(rèn)識(shí)城市軌道交通線路課時(shí)2課時(shí)（90min）教學(xué)目標(biāo)知識(shí)技能目標(biāo)：（1）掌握城市軌道交通線路的分類（2）熟悉城市軌道交通線路平面和縱斷面（3）能根據(jù)不同分類標(biāo)準(zhǔn)區(qū)分城市軌道交通線路

（4）熟悉城市軌道交通線路設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容思政育人目標(biāo)：（1）具備愛黨愛國情懷（2）具備腳踏實(shí)地，踏實(shí)的工作作風(fēng)教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：城市軌道交通線路設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容教學(xué)難點(diǎn)：城市軌道交通線路平面和縱斷面教學(xué)方法問答法、討論法、講授法教學(xué)用具電腦、投影儀、多媒體課件、教材教學(xué)設(shè)計(jì)考勤（2min）→作業(yè)展示（15min)→案例導(dǎo)入（10min）→傳授新知（48min）→課堂小結(jié)（10min）→作業(yè)布置（5min）教學(xué)過程主要教學(xué)內(nèi)容及步驟設(shè)計(jì)意圖考勤

（2min）【教師】使用文旌課堂APP進(jìn)行簽到【學(xué)生】按照老師要求簽到培養(yǎng)學(xué)生的組織紀(jì)律性，掌握學(xué)生的出勤情況作業(yè)展示（15min）【教師】組織學(xué)生分組展示上節(jié)課布置作業(yè)的PPT活動(dòng)步驟：

（1）學(xué)生每4～6人一組，以小組為單位，各組將了解到城市軌道交通工程的施工方法，掌握每種施工方法的特點(diǎn)等制作成的PPT在班上進(jìn)行展示，并派代表解說具體內(nèi)容。

（2）教師從主題、內(nèi)容、制作、解說等方面為各組的PPT打分，評出前三名。

（3）各組成員配合指導(dǎo)教師完成考核評價(jià)表，如表所示（詳見教材）。【學(xué)生】展示PPT、解說內(nèi)容、配合教師完成考核評價(jià)通過展示、評選PPT，使學(xué)生更加了解城市軌道交通工程的施工方法，熟練掌握每種施工方法的特點(diǎn)案例導(dǎo)入

（10min）【教師】講述“地鐵運(yùn)行至終點(diǎn)站后是不需要掉頭”案例（詳見教材），并提出問題：城市軌道交通線路中除了折返線，還有哪些線路在運(yùn)營中發(fā)揮重要作用呢？【學(xué)生】聆聽、思考、回答通過案例導(dǎo)入，讓學(xué)生主動(dòng)探究城市軌道交通線路的相關(guān)內(nèi)容，導(dǎo)入本節(jié)課課題傳授新知（48min）【教師】通過學(xué)生的發(fā)言引入課題，講解城市軌道交通線路的分類、設(shè)計(jì)、平面和縱斷面以及交通限界一、城市軌道交通線路的分類城市軌道交通線路按其空間位置不同，可分為地下線、地面線和高架線；按其在運(yùn)營中的作用不同，可分為正線、輔助線、車場線等。在此重點(diǎn)介紹后一種分類。1．正線正線為載客運(yùn)營線路，貫穿所有車站、區(qū)間，采用上下行雙線設(shè)計(jì)，列車單向右側(cè)行駛。由于正線上行車速度高、行車密度大，因而對線路要求較高，按規(guī)定應(yīng)以50kg/m或60kg/m以上類型鋼軌鋪設(shè)。正線上下行方向一般按如下規(guī)則劃分：南北向線路以由南向北運(yùn)行為上行方向，由北向南運(yùn)行為下行方向；東西向線路以由西向東運(yùn)行為上行方向，由東向西運(yùn)行為下行方向；環(huán)形線路以列車在外側(cè)軌道線的運(yùn)營方向?yàn)樯闲蟹较颍趦?nèi)側(cè)軌道線的運(yùn)營方向?yàn)橄滦蟹较颉?．輔助線【多媒體】展示輔助線的基本結(jié)構(gòu)圖片（詳見教材），分別講解不同種類輔助線的相關(guān)知識(shí)輔助線又稱為配線，是指供空載列車進(jìn)行折返、停放、檢查、轉(zhuǎn)線及出入段作業(yè)所運(yùn)行的線路，包括折返線、渡線、停車線、聯(lián)絡(luò)線、出入段線（圖中未標(biāo)出）、安全線（圖中未標(biāo)出）等。輔助線是城市軌道交通系統(tǒng)的重要組成部分，直接關(guān)系到其運(yùn)營組織的效率。1）折返線折返線是指在線路兩端的終點(diǎn)站或準(zhǔn)備開行折返列車的區(qū)間站設(shè)置的專供列車折返調(diào)頭的線路。折返線除了供運(yùn)營列車往返運(yùn)行時(shí)的調(diào)頭轉(zhuǎn)線使用外，有些也可以供夜間存車使用，常用的折返線類型包括環(huán)形折返線、盡端折返線和渡線折返線?！編熒?dòng)】教師展示“常用的折返線類型”的圖片（詳見教材），并隨機(jī)邀請學(xué)生回答以下問題：這幾種折返線分別具有哪些特點(diǎn)？【學(xué)生】聆聽、觀看、思考、回答【教師】總結(jié)學(xué)生的回答，講解三種類型的折返線（1）環(huán)形折返線。環(huán)形折返線（俗稱燈泡線）將終點(diǎn)折返作業(yè)轉(zhuǎn)化為沿一個(gè)環(huán)形單線區(qū)段運(yùn)行的作業(yè)，其實(shí)質(zhì)是取消了折返過程，變?yōu)閰^(qū)間運(yùn)行。環(huán)形折返線的優(yōu)點(diǎn)：有利于列車運(yùn)行速度的發(fā)揮，消除了因折返作業(yè)而形成的線路通過能力限制，提高了運(yùn)營效率。環(huán)形折返線的缺點(diǎn)：占地面積較大，在地下修建的難度大，且投資較高；喪失了一端停車維護(hù)、保養(yǎng)檢查的機(jī)動(dòng)性；對車輛的技術(shù)要求、運(yùn)行組織要求更高；線路延伸的可能性甚微。環(huán)形折返線一般只適用于線路較短，線路延伸可能性較小，且該終點(diǎn)站在地面的情況。（2）盡端折返線。盡端折返線可分為單線折返線、雙線折返線和多線折返線等。盡端折返線可以彌補(bǔ)環(huán)形折返線的不足，使終點(diǎn)站既可有效組織折返作業(yè)（如雙線折返線可明顯降低折返時(shí)間），又可設(shè)有停車線供故障停車、檢修、夜間停車等作業(yè)使用。另外，盡端折返線對于線路延伸也十分方便，它比較適合于地下結(jié)構(gòu)的終點(diǎn)站，以及線路較長或有延伸可能、土地不宜過多占用等情況。（3）渡線折返線。渡線折返線是指在車站前或車站后設(shè)置的，可以完成折返作業(yè)的渡線。渡線折返線需要修建的線路最少，投資也比較少。但渡線折返線會(huì)使列車的進(jìn)出站與折返作業(yè)之間有嚴(yán)重的干擾。尤其是在區(qū)間站利用渡線進(jìn)行小交路折返時(shí)，需要占用正線進(jìn)行作業(yè)，這對運(yùn)營管理要求十分嚴(yán)格。另外，折返作業(yè)會(huì)制約列車運(yùn)行間隔，導(dǎo)致線路通過能力下降，存在安全隱患。所以，列車運(yùn)行速度較高、運(yùn)行間隔較短（即發(fā)車頻率較高）、運(yùn)量較大的線路不宜采用此類折返線。2）渡線渡線是指在上下行正線之間（或其他平行線路之間）設(shè)置的連接線，可以通過一組聯(lián)動(dòng)道岔達(dá)到轉(zhuǎn)線的目的，如上述的渡線折返線及車輛基地內(nèi)線路之間的渡線。渡線有單渡線、交叉渡線和“八”字形渡線等?！径嗝襟w】展示“交叉渡線”圖片（詳見教材），幫助學(xué)生更直觀地了解渡線3）停車線停車線一般是指設(shè)置在終點(diǎn)站，專門用于停車或進(jìn)行少量檢修作業(yè)的盡端線。停車線在設(shè)計(jì)上應(yīng)能保證故障列車及時(shí)退出運(yùn)營正線，不影響后續(xù)列車運(yùn)行。4）聯(lián)絡(luò)線【多媒體】展示“聯(lián)絡(luò)線”圖片（詳見教材），講解聯(lián)絡(luò)線的相關(guān)內(nèi)容聯(lián)絡(luò)線主要是指兩條正線間的連接線，即在整個(gè)城市軌道交通線網(wǎng)中，使同種制式線路可以實(shí)現(xiàn)列車過軌運(yùn)行的線路?！編熒?dòng)】教師隨機(jī)邀請學(xué)生回答以下問題：聯(lián)絡(luò)線可以起到什么作用？【學(xué)生】聆聽、思考、回答【教師】總結(jié)學(xué)生的回答，講解聯(lián)絡(luò)線的作用聯(lián)絡(luò)線主要有以下作用：為送修車輛提供通道；調(diào)運(yùn)運(yùn)營車輛；為后建線路運(yùn)送設(shè)備。由于連接的城市軌道交通線路往往不在一個(gè)平面上，因此聯(lián)絡(luò)線一般有較大的坡度和較小的曲線半徑，這使得列車運(yùn)行速度不可能很高。另外，如果在地下建設(shè)聯(lián)絡(luò)線，施工難度會(huì)變大，投資也會(huì)隨之增多。【知識(shí)拓展】聯(lián)絡(luò)線與正線的接軌點(diǎn)一般靠近車站，通過該線路的列車不載客運(yùn)行。5）出入段線出入段線是正線與車輛基地的連接線路，專供列車進(jìn)出車輛基地，其一般分為入段線和出段線。出入段線可設(shè)計(jì)成雙線或單線，與正線可采用平交或立交。6）安全線安全線是為防止列車未經(jīng)允許由出入段線、折返線等進(jìn)入正線，與正線列車發(fā)生沖突而設(shè)置的運(yùn)行隔開設(shè)備，其作用是保證列車安全、正常運(yùn)行。3．車場線車場線路是指車輛基地內(nèi)進(jìn)行各種作業(yè)與停放列車的線路，包括檢修線、試驗(yàn)線、洗車線、牽出線和停車庫線。檢修線檢修線是指設(shè)在車輛基地檢修庫內(nèi)，專門用于檢修車輛的作業(yè)線，線上設(shè)有地溝，并配有架車設(shè)備和檢修設(shè)備。試驗(yàn)線試驗(yàn)線是指設(shè)在車輛基地，用于對檢修完畢的車輛進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)檢測的線路。為達(dá)到必要的運(yùn)行速度，試驗(yàn)線應(yīng)有一定的長度標(biāo)準(zhǔn)和平面和縱斷面特點(diǎn)。洗車線洗車線是專門用于清洗車輛的線路，其上裝有洗車設(shè)備，可自動(dòng)清洗車輛。牽出線牽出線是指用于車輛基地內(nèi)列車轉(zhuǎn)線作業(yè)的線路。5）停車庫線停車庫線用于存放車輛。二、城市軌道交通線路的平面和縱斷面城市軌道交通線路的所在位置是用線路中心線來表示的。線路中心線在水平面上的投影，稱為線路的平面，線路的平面可以表示出線路的曲直變化；線路中心線在垂直面上的投影，稱為線路的縱斷面，線路的縱斷面可以表示線路的坡度變化。1．線路的平面及其組成要素城市軌道交通線路由于受地形的影響，不可能全線設(shè)計(jì)為直線，必要時(shí)必須轉(zhuǎn)彎，因此直線與曲線就組成了線路的平面要素，其相關(guān)概念如下。1）圓曲線線路在轉(zhuǎn)彎處所設(shè)的曲線為圓曲線。當(dāng)列車通過圓曲線時(shí)，由于離心力的作用，其外側(cè)車輪輪緣會(huì)緊壓外軌，使摩擦力增大；同時(shí)由于內(nèi)側(cè)車輪與外側(cè)車輪的滾動(dòng)長度不同，車輪間存在相對滑行，會(huì)給運(yùn)行的列車造成曲線附加阻力?！局R(shí)拓展】教師解釋曲線附加阻力的定義曲線附加阻力是指列車在曲線上運(yùn)行比在直線上運(yùn)行時(shí)增加的阻力。由于圓曲線半徑越小，曲線附加阻力越大，為了使列車按規(guī)定速度安全平穩(wěn)運(yùn)行，就需要根據(jù)車輛類型、行車速度、環(huán)境要求等因素規(guī)定圓曲線的最小曲線半徑。圓曲線最小曲線半徑是城市軌道交通主要技術(shù)指標(biāo)之一。《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50157—2013）規(guī)定：線路平面圓曲線最小曲線半徑應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定?！ㄔ斠娊滩模径嗝襟w】展示“圓曲線最小曲線半徑”的表格（詳見教材），講解不同車型圓曲線最小曲線半徑的要求【小貼士】車站站臺(tái)、折返線、停車線等宜設(shè)在直線上，設(shè)在圓曲線上時(shí)，應(yīng)做特殊規(guī)定2）緩和曲線線路的直線與圓曲線往往不是直接相連的，中間需要加一段緩和曲線。緩和曲線由其所銜接的直線一端起，其半徑由無窮大漸變到它所銜接的圓曲線半徑R，超高由零漸變到它所銜接的圓曲線超高H。這樣，列車從直線過渡到圓曲線時(shí)的離心力會(huì)逐漸變化，運(yùn)行過程中就不會(huì)產(chǎn)生突然變化的強(qiáng)烈沖擊，進(jìn)而可以改善運(yùn)營條件，保證行車安全和平順?！兜罔F設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：線路圓曲線與直線之間應(yīng)設(shè)置三次拋物線形的緩和曲線，緩和曲線的長度應(yīng)根據(jù)圓曲線半徑、列車通過速度和圓曲線超高等因素，按規(guī)定選用。3）夾直線夾直線是指位于兩條相鄰緩和曲線間的直線。列車連續(xù)通過緩和曲線起點(diǎn)和終點(diǎn)所產(chǎn)生的沖擊振動(dòng)頻率與車輛自振頻率相吻合時(shí)，會(huì)發(fā)生振動(dòng)的疊加或共振。為了保證運(yùn)營安全，提供平穩(wěn)的行車條件，線路上不宜連續(xù)設(shè)置多個(gè)緩和曲線，緩和曲線之間必須保證足夠長度的夾直線?！兜罔F設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：在正線、聯(lián)絡(luò)線及出入段線上，兩相鄰緩和曲線間無超高的夾直線最小長度應(yīng)滿足A型車不小于25m，B型車不小于20m。2．線路的縱斷面及其組成要素1）坡度城市軌道交通線路應(yīng)盡可能采用較平緩的坡度，最大坡度的確定必須考慮各類車輛在最大坡度上停車時(shí)的啟動(dòng)與防溜，同時(shí)考慮必要的安全系數(shù)。最大坡度也是城市軌道交通主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一?！兜罔F設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：正線的最大坡度宜采用30‰，困難地段可采用35‰，聯(lián)絡(luò)線、出入段線的最大坡度宜采用40‰。區(qū)間隧道線路應(yīng)根據(jù)排水需要設(shè)置最小坡度，最小坡度可采用3‰，困難地段在確保排水的條件下，可采用2‰的坡度。區(qū)間地面線和高架線具有有效排水措施時(shí)，可采用平坡?！編熒?dòng)】教師隨機(jī)邀請學(xué)生回答以下問題：設(shè)置車站位置計(jì)站內(nèi)線路時(shí)，需要注意些什么？【學(xué)生】聆聽、思考、回答【教師】總結(jié)學(xué)生的回答車站宜布置在縱斷面的凸型部位，并按節(jié)能坡理念合理設(shè)計(jì)進(jìn)出站的坡度。車站站臺(tái)范圍內(nèi)的線路應(yīng)設(shè)置在同一坡道上，坡度可采用2‰。2）豎曲線豎曲線就是縱斷面上的圓曲線，其主要作用是緩和縱向變坡處行車動(dòng)量變化而產(chǎn)生的沖擊，確保道路縱向行車視距。為了保證列車運(yùn)行的平順與安全，當(dāng)相鄰兩坡段的坡度代數(shù)差等于或大于2‰時(shí)，應(yīng)以豎曲線相連接?！径嗝襟w】展示“豎曲線半徑”表格（詳見教材），講解不同情況下豎曲線的半徑應(yīng)滿足不同的規(guī)定《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：車站站臺(tái)有效長度內(nèi)和道岔范圍內(nèi)不得設(shè)置豎曲線，豎曲線離開道岔端部的距離應(yīng)滿足：正線不小于5m，車場線不小于3m。三、城市軌道交通限界【師生互動(dòng)】教師隨機(jī)邀請學(xué)生回答以下問題：什么是城市軌道交通限界？其作用有哪些？【學(xué)生】聆聽、思考、回答【教師】總結(jié)學(xué)生的回答，講解城市軌道交通限界的相關(guān)內(nèi)容城市軌道交通限界是為了確保城市軌道交通車輛在線路上的運(yùn)行安全，防止車輛撞擊鄰近的建筑物或其他設(shè)備，而對車輛和接近線路的建筑物、設(shè)備所規(guī)定的不允許超越的輪廓尺寸線。城市軌道交通限界包括車輛限界、設(shè)備限界、建筑限界。【師生互動(dòng)】多媒體展示“圓形隧道”和“矩形隧道”圖片（詳見教材），并提出問題結(jié)合圖片說一說圓形隧道和矩形隧道有什么區(qū)別？【學(xué)生】聆聽、思考、回答【教師】總結(jié)學(xué)生的回答1．車輛限界車輛限界是根據(jù)車輛的尺寸，并考慮車輛在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)情況下所達(dá)到的橫向和豎向偏移量及偏轉(zhuǎn)角度，按可能產(chǎn)生的最不利情況進(jìn)行組合計(jì)算確定的。2．設(shè)備限界設(shè)備限界是在車輛限界的基礎(chǔ)上，考慮軌道狀態(tài)不良引起的車輛偏移和傾斜，以及適當(dāng)?shù)陌踩康纫蛩赜?jì)算確定的。設(shè)備限界是一條輪廓線，所有固定設(shè)備及土木工程的任何部分都不得侵入此輪廓線，它是保證城市軌道交通移動(dòng)設(shè)備在運(yùn)營過程中的安全所需要的限界。3．建筑限界建筑限界是在隧道和高架橋等結(jié)構(gòu)物最小橫斷面所形成的有效內(nèi)輪廓的基礎(chǔ)上，考慮施工誤差、測量誤差、結(jié)構(gòu)變形等因素，為滿足固定設(shè)備和管線安裝的需要而計(jì)算確定的?！拘≠N士】建筑限界與設(shè)備限界之間的距離，應(yīng)能滿足各種設(shè)備安裝的要求【學(xué)生】聆聽、思考、理解、記憶四、城市軌道交通線路設(shè)計(jì)

1．城市軌道交通線路設(shè)計(jì)的過程城市軌道交通線路設(shè)計(jì)是在城市軌道交通線網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ)上，對擬建線路的走向、平面及橫、縱斷面位置等進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，最終確定出線路的合理空間位置，具體過程如下。（1）可行性研究階段：通過對比多個(gè)線路方案，逐步完善線路的走向、鋪設(shè)方式，基本確定車站、輔助線等的分布，并提出線路設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想和主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。（2）總體設(shè)計(jì)階段：根據(jù)上一階段的研究報(bào)告及審批意見，初步確定線路平面、車站的大體位置、輔助線的基本形式、線路不同鋪設(shè)方式的過渡段位置，提出線路縱斷面的初步標(biāo)高位置等。（3）初步設(shè)計(jì)階段：根據(jù)上一階段的總體設(shè)計(jì)文件及審查意見，完成對線路設(shè)計(jì)原則、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的確定，并基本確定線路平面位置、車站位置及線路縱斷面設(shè)計(jì)方案。（4）施工設(shè)計(jì)階段：根據(jù)上一階段的初步設(shè)計(jì)文件及審查意見，對部分車站的位置及個(gè)別曲線半徑等進(jìn)行微調(diào)，對線路平面及縱斷面進(jìn)行精確計(jì)算和詳細(xì)設(shè)計(jì)，并提供施工圖及說明文件。2．城市軌道交通線路設(shè)計(jì)的內(nèi)容城市軌道交通線路設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括選線、設(shè)計(jì)線路平面、設(shè)計(jì)線路縱斷面、設(shè)計(jì)線路橫斷面。（1）選線：包括選擇設(shè)計(jì)線路的走向、車站分布、輔助線分布、交叉形式，以及鋪設(shè)方式等。（2）設(shè)計(jì)線路平面：主要根據(jù)實(shí)地情況和技術(shù)要求考慮線路平面的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，如曲線半徑、圓曲線長度、緩和曲線長度等。（3）設(shè)計(jì)