城市轨道交通系统线路设计汇总.ppt

钢轨 钢轨与车轮直接接触，是轨道结构的主要部件，它由轨头、轨底和轨腰二部分组成 Rail profile 钢轨类型的选择-钢轨的长度 12.5m/25m 钢轨类型的选择-钢轨的重量 50kg/m 60kg/m 目前我国铁路的钢轨类型主要有43、50、60、75kg/m 钢轨类型的选择-钢轨的材质 钢轨的材质和机械性能主要取决于钢轨的化学成分、物理力学性能、金属组织及热处理工艺。 钢轨钢的化学成分除含铁（Fe）外，还含有碳（C）、锰（Mn）、硅（Si）及磷（P）、硫（S）等元素。 碳对钢的性质影响最大。提高钢的含碳量，其抗拉强度、耐磨性及硬度均迅速增加。例如，当含碳量从0.35%增加为0.65%，可使平炉钢轨的耐磨性能提高60%。但含碳量过高，也会使钢轨的伸长率、断面收缩率和冲击韧性显著下降。因此，一般含碳量不超过0.82%。锰可以提高钢的强度和韧性，去除有害的氧化铁和硫夹杂物，其含量一般为0.6%～1.0%。锰含量超过1.2%者称中锰钢，其抗磨性能很高。硅易与氧化合，故能去除钢中气泡，增加密度，使钢质密实细致。在碳素钢中，硅含量一般为0.15%~0.30%.提高钢的含硅量也能提高钢轨的耐磨性能。磷与硫在钢中均属有害成分。磷过多（超过0.1%），使钢轨具有冷脆性，在冬季严寒地区，易突然断裂。硫不溶于铁，不论含量多少均生成硫化铁，在985℃时，呈晶态结晶析出。这种晶体性脆易溶，使金属在800~1200℃时发脆，在钢轨轧制或热加工过程中容易出现大量废品。所以磷、硫的含量必须严格加以控制。 表中除U71、U74为碳素钢外，其他均为提高锰、硅含量或增加铜含量的中锰、高硅或含铜合金钢。 钢轨钢的物理力学性能包括强度极限σb、屈服极限σs、疲劳极限σr、伸长率δ5、断面收缩率ψ、冲击韧性(落锤试验)αh及硬度等。这些指标对钢轨的承载能力、磨损、压溃、断裂和其他伤损有很大的影响。 钢轨接头处轮轨冲击力很大，为加强接头处钢轨的抗磨能力，在钢轨两端30~70mm范围内进行轨顶淬火，淬火深度达8-12 mm。 为提高钢轨耐磨和抗压性能，还应对钢轨进行全长淬火处理。它是采用电感应加热的方法，以局部改变轨头钢的组织，从而提高钢轨的强度和韧性。 综前所述，为适应高速、重载的需要，钢轨要重型化，但钢轨重型化后，若不采用强化技术，又会带来其它的问题。由于重型 钢轨的刚度大，相应弯曲变形较小，列车车轮对钢轨的动力作用大部分作用在轮轨接触区，同时由于重型钢轨扭转中心接近轨底，轨尖产生的纵向正应力远远大于轨底的纵向正应力，从而加速了重型钢轨轨头病害的发展。一般来讲，钢轨愈重，钢轨的伤损数量减少，但接触疲劳伤损总数的比例提高。如前苏联实现钢轨重型化后，钢轨伤损总数量大量减少，但50kh/m、65kg/m、75kg/m钢轨的轨头伤损却分别占伤损总数的75%、80%、94%。重型钢轨的强化有两种技术路线：一是钢轨合金化，它生产工艺简单，投资少，能源消耗少，钢轨整体强化，表层硬度均匀，可焊性好；二是碳素钢热处理，这种方法也可获得同样的高强度和表面硬度，同时韧性好，节省合金，适于大批量生产。冶金学原理及冶金工业生产实践认为：如不改变钢种，单凭碳素钢热处理，很难再大幅度地提高强度，唯有微合金与热处理相结合，二者相辅相成，才可得到既有更高强度，并有相应韧性、硬度和可焊性的优质钢轨。 目前我国使用的钢轨，抗拉强度约为900Mpa。还有部分PD2全长淬火轨、PD3高碳微钒轨，抗拉萨市强度在1000 Mpa以上。PD3高碳微钒轨，抗拉强度在1300 Mpa，可延长钢轨使用寿命50%以上。 淬火轨对材质纯净度的要求比普通钢轨更高，如果不提高钢轨的纯净度，钢轨重型化及强韧化的优势也不能更好地发挥，因此材质纯净化是重型化和强韧化的基础。例如钢轨中非金属夹杂、钢轨金属薄弱区的存在等，都是钢轨产生疲劳伤损的根源，以这些疲劳源为中心形成核伤，对行车安全构成威胁。钢轨重型化、强韧化和纯净化应当有机地统一，才能获得最佳综合技术经济效益。 * 线路与地面建筑间的安全距离 地下线与建筑物之间的安全距离 目前主要考虑施工方法 高架线与建筑物之间的安全距离 防火 坠物 高架线与建筑物之间的安全距离 行车安全 消防安全 震荡 降噪 景观 隐私 线路位置方案比选 线路条件 房屋拆迁 管线拆迁 改移道路及交通便道 其它拆迁武 施工方法 车站的数量及其分布 车站的设置原则 尽量靠近客流集散点 交通枢纽、线路交汇处 与城市建设相结合 避免不良地质地段 站间距离 影响车站分布的因素 客流 城市规模 人口密度 线路长度 城市地貌 城市道路状况 站间距离 繁华地区1km，市区边缘1.5~2km 车站的数量及其分布 车站分布对市民出行时间的影响 车站分布比选 车站站位选择 线路平纵断面设计 线路设