序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了一篇城市轨道交通设计论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。
摘要:伴随着我国社会主义经济水平的高速发展，我国的城镇化建设以及工业建设的进程也是在不断的加快，但是其土地资源以及人口增长之间的矛盾也是越来越突出，同时城市的交通压力也是在不断的增加。为了能够有效的去缓解城市的交通压力，多数的城市都是开展城市轨道交通一体化的公共空间设计，通过对城市之中的各项资源进行有效的整合，并且充分的去结合相互之间的功能，能够在一定程度上促进城市的全面发展。
关键词:城市轨道;交通建筑;一体化;公共空间;设计;分析
对于目前我国的城市轨道交通一体化公共空间而言，因为整体的设计水平以及质量并不是很高，直接的导致了在实际进行运行的过程中依然是存在着比较多的问题，同时也是限制了我国公共空间功能发挥。所以在进行设计的过程中，必须要能够提高对地上以及地下空间资源能够有效的利用，使其看可以提高资源的利用效率，通过整合去实现整体效益能够达到最大化。
1轨道交通建筑的一体化公共空间具有的功能分析
1．1可以对建筑单元的空间进行整合
在一体化的建筑公共空间之中，可以更好的去整合轨道交通的功能空间以及周边的建筑空间，也是可以让两者之间能够形成一个关联的整体，这种其中任何的一个局部功能将会直接的影响着整个公共空间的功能。但是需要引起注意的则是，不管是两者之间的整合方式是如何，局部的功能以及整体的功能之间都是需要相互的渗透以及结合，从而可以一同的去组成城市的空间体系。然而其属性上也是直接的体现出了城市的公共空间，这样也是直接的表示了需要承担着一部分城市公共空间活动的功能，使其能够对其弹性要求较大。
1．2关于转换以及缓冲人流的分析
城市的轨道交通建筑一体化的公共空间的属性主要是为交通，同时相互之间也是通过交通去实现进行整合的，从而对人流进行汇聚以及输送，这样也是表示出具有着一定的交互性。所以在一些特殊的驱动之下，轨道交通的建筑一体化公共空间复杂的程度也是得到了显著的提高，也是直接的刺激了周边的每一个公共空间。在此之外，在公共空间当中，根据其功能的不同也将会汇集不同的人流，所以在空间上是需要能够具有着缓冲人流的一个功能。
1．3关于建筑单元的活力催化分析
要是建筑空间的系统自我独立封闭性相对来说比较强的情况下，那么便直接的便使功能也是出于在一个封闭的状态之下，在一体化的建筑空间当中，每一个彼此相熟独立的系统之间也是提高了相互联系的元素，同时在空间结构以及功能上也是相互渗透和复合的，这样也是更加有效的去提高了整体的功能，使其人们自身的日常生活以及工作都是可以更加的方便。通过采取这种方式人们的相互之间交流也将会得到一定的提高，使整个空间的活力将会被充分的调动起来。
2轨道交通建筑一体化的公共空间设计分析
2．1空间的组织以及布局分析
2．2交通的流线组织分析
一是交通流线的立体分层分析。所谓的交通流线立体分层主要是为在城市轨道交通建筑一体化的空间站会中，分别的对其城市轨道交通以及车流和人流等不同的交通流线进行差异化的组织设计。所以在进行设计的时候必须要对其城市之中的层面资源进行充分的考虑，可以在不同的城市层面之中能够设计出差异化的交通方式，之后则是根据其竖向步行交通系统可以将其统一到一起，在能够保证相互的独立性也是能够让每一个系统可以协调的运转。二是交通路线的三维交叠。针对于交通流线的三维交叠而言，基础和前提主要是交通流线的组织立体分层，然而原则是相互之间能够彼此独立，之后对其各个空间的系统进行交叉和重叠。通过三维交叠每一层都能够实现水平的转换，并且也是可以在垂直的方向能够更好的实现相互之间的转换，从而可以在这个基础上能够实现相互转换，更好的去保证城市公共空间的弹性。
3总结
通过对上述的内容进行分析研究之后可以得出，为了能够更好的去满足我国城镇化建设的要求，每一个城市都是在逐渐的去开展着轨道交通的建设，但是逐渐凸显出来的整体功能不协调以及空间脱节等方面的问题也是越来越严重，所以必须要提高对城市轨道交通建筑一体化公共空间的设计，这样对于提高城市的发展也是存在着十分重要的一个作用，并且带动人们自身的生活质量可以得到一定的提高，促进社会经济的繁荣发展。
作者:徐东单位:北京城建设计发展集团股份有限公司
摘要：
关键词：
城市轨道交通；建筑一体化；公共空间设计；集约化
针对当前的城市轨道交通建筑一体化公共空间来说，由于整体的设计水平和质量不高，导致在实际运行的过程中还存在着一些问题，限制着公共空间工的充分发挥。因此在设计过程中，需要加强对地上、地下以及空间资源的有效利用，提高资源利用率，通过整合来实现整体效益的最大化。
1轨道交通建筑一体化公共空间功能
为了满足城镇化发展需求，提高城市发展的复合化和集约化程度，加强轨道交通建筑一体化是十分必要的，这对提高公共空间的复合化、集约化、公共化以及开放化的程度具有重要意义，为城市活动的开展提供了重要的平台。而且就公共空间自身来说，也具有建筑单位空间性质，这也就表示会在一定程度上影响着建筑内部空间的功能。
1.1整合建筑单元空间
在一体化建筑公共空间中，能够有效的整合轨道交通功能空间和周边相应的建筑功能空间，进而两者之间就能够直接形成一个关联整体。这样一来，其中任何一个局部的功能都会影响着整个公共空间的功能。但其中需要注意的是，无论两者之间整合的方式是怎样的，局部功能和整体功能之间都需要相互渗透、相互结合，共同组成城市空间体系。而且在其属性上体现出城市公共空间，这也就表示需要承担着部分城市公共空间活动的功能，进而对其弹性要求比较大。
1.2转换和缓冲人流
城市轨道交通建筑一体化公共空间的基本属性主要是交通，而且相互之间也是通过交通实现整合的，对人流进行汇聚和输送，这也就在一定程度上体现出交换性。因此，在这种特性的驱使下，轨道交通建筑一体化公共空间的复杂程度显著提升，刺激着周边的各个公共空间。另外在公共空间中，根据其功能的不同会汇聚不同的人流，因此在空间上面需要具备必要的缓冲人流的能力。1.3建筑单元活力催化如果建筑空间系统的自我独立封闭性比较强的话，就表示其功能也处于封闭的状态当中。在一体化建筑公共空间中，各个彼此独立的系统之间增加了相互联系的新元素，而且在空间结构和功能上也相互渗透、复合，有效的提高了整体的功能，使人们的日常生活和工作更加的便利。通过这种形式，人们相互之间的交往也显著增加，整个空间活力被充分的带动起来。
2轨道交通建筑一体化公共空间设计
2.1空间组织和布局
2.2交通流线组织
在交通流线组织方面，城市轨道交通一体化建筑公共空间需要充分的考虑到组织布局方式方面，为了充分的发挥出交通流线组织的有效作用，提高公共空间建筑的运行效率，在设计的时候就需要充分的利用城市设计与规范标准。（1）交通流线立体分层。交通流线立体分层指的是在城市轨道交通建筑一体化公共空间中，分别针对轨道交通、车流以及人流等不同的交通流线做出差异化设计组织。因此在设计过程中就需要对城市中的层面资源进行充分考虑，在不同的城市层面中分别设计出差异化的交通方式，然后再利用竖向步行交通系统将其统一在一起，在保证相互之间独立性的同时，各个系统也能协调运转。（2）交通流线三维交叠。交通流线三维交叠的基础和前提主要是交通流线组织的立体分层，其原则主要是相互之间彼此独立，然后对各个空间系统进行重叠和交叉。通过三维交叠，每层都能够实现水平转换，同时在垂直方向也能够实现相互之间的有效转换，而实现相互转换的途径主要是步行系统，在相互独立的同时实现融合，有效保证城市公共空间的弹性。
3结束语
为了满足我国的城镇化建设发展需求，各个城市都逐渐开展轨道交通建设，但与此同时，逐渐凸显出整体功能不协调、空间脱节等方面的问题，因此就需要加强对城市轨道交通建筑一体化公共空间设计，这对提高城市发展的复合化和集约化具有重要的意义和作用。
作者:刘鑫华单位:北京市市政工程设计研究总院有限公司新疆分院
关键词:城市轨道交通;供电系统;设计方法
引言
1城市轨道交通发展以及供电系统设计概况
1．1城市轨道交通发展的现状
随着社会的进步与发展，对交通的需求越来越大，为了更好地解决交通不便的问题，一些城市正在大力发展城市轨道交通建设。城市轨道交通是缓解城市公共交通压力的关键环节，尤其其自身的独有优势，不仅具有节能、便捷、环保、安全以及运输能力强的优点，而且符合环保出行和可持续发展的战略要求，因此十分适用于现今城市的发展需求。我国的城市轨道交通建设已迎来了发展的黄金时期，目前有大约30多个城市正在规划或者已经实施了轨道交通的建设工作。尤其是北京、上海等发展比较快的城市，都在大力发展城市轨道交通建设。城市轨道交通具有较多的种类，按其用途的差异可分为多种类别。我国城市轨道交通建设的特点是多城市同步展开，发展势头较猛，且轨道交通更加多元化，如上海、大连、天津等多个城市已经构建了轻轨交通系统。截至2014年，中国大陆已经建成并通车运行的城市轨道交通线路合计超过1700km。根据规划，到2020年，全国将有近50个大中城市拥有城市轨道交通，总里程超过7000km，更多的现代化大都市将不断地加入到城市轨道建设中来。
1．2城市轨道交通供电系统简介
2城市轨道交通供电系统设计前的准备工作
2．1轨道交通供电系统设计的基本任务
轨道交通设计的前期，也就是轨道交通建议书编制以及工程可行性研究报告编制的过程中，最主要的目标是项目立项的实施可行性与必要性的研究。在轨道交通设计以及建设期间，供电系统的设计与实施是整个轨道交通建设的一部分，供电系统设计的最初目标是针对整体轨道交通的电负荷需求进行估计预算工作，然后结合具体技术方法以及经济这两个方面找到科学合理且切实可行的电源方案以及系统设计方案，使其作为供电系统设计的根本依据，并能够将供电系统中的子项目工程预算大致推算出来。在轨道交通建设的前期阶段，供电系统的设计方案可以大致分为以下几种类型:一是外部电源与变电站的设计方案;二是中压网站的电压等级以及主线方案;三是牵引供电制式和牵引网的根本形式;四是全线降压变电所以及牵引变电所的设置方案。从目前的轨道交通发展状况来看，根据供电系统的不同环节进行分项评估和预算，在整个工程可行性研究阶段，不需要将全部的工程量清单都列出来，主要任务是将变电工程、电缆工程以及牵引变电所工程相应的工程量清单列出即可。
2．2轨道交通供电系统涉及的前期设计条件
在城市轨道交通供电系统设计的初始阶段，供电系统设计团队需要收集和具备大量的资料与资源，例如交通线路资料以及城市车辆资料等，这些资料能够更好地帮助供电系统设计工作的展开，为接下来的设计工作提供科学合理的依据。如果出现一些较为特殊的状况，例如某些重要的专业资料不能够获取到，供电系统设计人员可以将与之相似的工程资料作为参照。在验算过程中，参与这个环节的设计人员借助用电负荷以及电压水平进行验算。
2．3估算用电负荷
3城市轨道交通供电系统的设计方法研究
3．1供电系统中外部电源以及主变电所的设计
3．2直流牵引供电系统的设计方法
在轨道交通供电系统设计中，设计人员要能够对供电系统有全面的把握，如牵引供电制式设置方案以及牵引变电所设置方案等。根据GB50157—2013《地铁设计规范》、GB/T3317—2006《电力机车通用技术条件》等的有关规定，直流牵引供电变电式分为DC750V以及DC1500V两种，其中后者在经济以及技术方面都占有较大的优势。因此，在城市轨道交通建设中提倡选择DC1500V供电制式。结合我国的现状来看，直流牵引供电系统大致包括了牵引网供电以及走行轨回流方式，而牵引网又分为架空接触网和接触网两种。地面和高架线路方面主要分为柔性架空接触网和接触网两种。在设计时，应当根据行车专业所提供的最大运输能力来确定牵引变电所的设置方案和整流机组容量。供电系统设计人员要能够按照轨道交通所负担的运输量，来具体设计牵引变电所方案与整流机组容量。
3．3中压网络的设计
4结语
城市轨道交通对于城市的发展和建设有着重要的意义，也是推动社会进步发展，提高人们生活水平的重要内容。轨道交通供电系统作为城市轨道交通建设的关键环节，需要有完整的、系统的、科学合理且能够满足建设需求的供电系统设计方案作为支撑。因此，需要对城市轨道交通供电系统的设计方法给予更多的重视与研究，为优化城市的交通系统做好准备，以更好地推动城市轨道交通的建设与发展。
作者：吴凡单位：厦门轨道交通集团有限公司
1工程概况
根据功能组成及规划条件，某城市轨道交通运营控制中心为集中式的控制中心，规模按6条轨道交通线路(1～6号线)的控制中心(OCC)及线网指挥协调中心(TCC)考虑。控制中心出地面后分为主塔、裙楼。裙楼地上5层，高度22．85m，主要功能为OCC的设备用房及控制大厅，框架结构;主楼地上11层，高度54．15m，主要为TCC，ACC等中心和管理办公用房，框剪结构。室内外高差0．45m，设置1层地下室，地下室层高6．89m(纯地下室4．80m、夹层2．09m)，地上层高4．5m，4．2m。纯地下室顶板(无上部结构)覆土1．74m。地下室最大长度为171m，最大宽度为71m。为减小温度应力影响，出地面后主楼与裙楼之间设置一道变形缝，兼作抗震缝，缝宽150mm。主楼纵向尺寸100m，横向尺寸30m;裙楼纵向尺寸150m，横向尺寸21m，长宽比7．1。
2主要设计
标准设计使用年限100年，结构安全等级为一级。建筑抗震设防类别为乙类(重点设防类)。抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度0．15g，设计地震分组为第二组，场地类别为Ⅱ类。按照GB50011—2010建筑抗震设计规范，其震动反应谱特征周期为0．40s，水平地震影响系数最大值为0．168。按照当地规定，轨道交通项目应当进行地震安全性评价;根据本项目《工程场地地震安全报告》。小震计算采用安评报告提供参数与抗震规范参数的包络值计算。
3主体结构体系及难点处理
3．1单跨结构及处理
主楼采用框架—剪力墙形式，裙楼采用框架结构。裙楼4层、5层控制中心大厅由于建筑使用功能限制，需抽掉轴部分柱，形成大空间方便使用，使得结构出现单跨结构:屋顶连续梁10根，单跨梁6根。《建筑抗震设计规范》6．1．5条“甲、乙类建筑以及高度大于24m的丙类建筑，不应采用单跨框架结构”。故裙房顶层大跨度单跨框架结构的竖向构件采取性能化设计，即斜截面承载力中震弹性、正截面承载力中震不屈服。同时考虑到裙楼体型复杂，采用了两个不同力学模型的结构分析软件进行整体计算。计算结果表明，PKPM与YJK计算主要参数近似，且均满足规范要求。性能化构件配筋计算见表3。计算表明，中震不屈服时，斜截面箍筋加密区基本无变化，非加密区;中震弹性时，斜截面箍筋加密区和非加密区都增加，非加密区增加一半。中震不屈服时，正截面纵筋较小震弹性增加2．2倍;中震弹性时，正截面纵筋较小震弹性增加2．8倍。
3．2走廊及处理
建筑功能需要，OCC控制大厅在4层、5层通高设置，且5层需要设置参观走廊，即4层顶板大范围开洞。故一般的楼板刚性假定不成立，设计中应考虑楼板削弱产生的不利影响，采用了楼板弹性膜假定计算。同时走廊对主体结构的影响采取PK单榀模型核算，在构造上适当加强。
3．3悬挑及处理
主楼、裙楼存在悬挑结构，最大悬挑5．2m，裙楼顶层存在18m大跨结构。在地震工况计算时，考虑竖向地震作用，并验算结构变形。
4地基基础设计
4．1基础设计
本工程裙楼、纯地下室基础采用桩基+防水板，主楼基础采用桩筏，桩基为水下灌注桩。考虑到场地钻孔遇孤石比例达32．2%，桩采用冲孔灌注桩基础。工程桩坐落在瑏瑧-2散体状强风化花岗岩，防水板坐落在瑏瑡-1残积砂质粘性土。建筑地基基础设计等级为甲级。
4．2沉降计算
4．3抗浮设计
抗浮设计水位标高为室外标高以下0．5m，即基础底标高以上6．3m，需要考虑地下水浮力对结构不利影响。以纯地下室为例，考虑到结构自重、地下室顶覆土、基础板上回填，抗浮系数为1．00＜1．05，不满足抗浮要求。考虑到工程桩对抗浮的要求，抗浮系数为1．15＞1．05，满足抗浮要求。同时工程桩单桩竖向抗拔承载力特征值按照抗浮计算需要确定，在确保安全的前提下，以方便试桩及节约造价。
5超长设计
运营控制中心由主楼和裙楼两部分组成，地下室最大长度为171m，最大宽度为71m。为减小温度应力影响，出地面后主楼与裙楼之间设置一道变形缝，兼作抗震缝，缝宽150mm。主楼纵向尺寸100m，横向尺寸30m;裙楼纵向尺寸150m，横向尺寸21m。因建筑功能、工艺需要，主楼、裙楼结构不能再增设变形缝。为解决结构超长、温度应力及混凝土收缩对结构的不利影响，结构设计采取以下结构措施:
1)纵向结构梁采用预应力混凝土梁，考虑到施工方便，框架梁施加缓粘结预应力。楼板、屋面板采用无粘结预应力，施加温度预应力。
2)加强梁、板内温度抗裂构造钢筋。适当增加通长钢筋，尽量采用直径细、间距密的布筋方法，以减小可能出现的温度、收缩裂缝宽度。
3)混凝土原材料应采用低收缩、低水化热水泥(例如粉煤灰水泥等)，采用碎石骨料;顶底板均采用补偿收缩混凝土;同时应严格控制混凝土外加剂的品种、质量和剂量，严格控制水灰比不大于0．5。
6)屋面设建筑保温层，建筑物周边建筑围护墙封闭，减小室内外温差对结构的不利影响。
6结语
本工程结构设计中，结合场地环境、建筑方案、周边结构特点，针对性解决本工程设计难点问题，采取了相应的结构措施，工程达到了安全可靠、经济合理。
作者：李宝雄张雪涛谷宇春单位：北京城建设计发展集团股份有限公司
摘要:通过对传统地铁和直线电机地铁线路轨道标准、轨道强度及稳定性检算比较分析,了解国内一种新的城市轨道交通模式,探讨这种轨道交通无缝线路计算的特点。
关键词:城市轨道交通;无缝线路;强度及稳定性
1概述
2003年广州市城市轨道交通地铁四号线在国内首次采用直线电机技术,2005年12月首通段已开始投入运营。之后的几年,广州市城市轨道交通五号线、六号线及北京市机场线均采用该项技术。笔者主要对两种运营模式下,对无缝线路的强度和稳定性做一个分析比较。
2线路轨道主要技术标准比较
2.1线路的最大坡度
传统地铁正线的最大坡度不宜大于30‰,困难地段可采用35‰。直线电机线路设计一般地段最大坡度为50‰,困难地段可采用55‰。直线电机理论计算的最大爬坡能力在100‰,但实际应用值到80‰。在无缝线路强度检算中,应注意轨道在制动的条件下,产生的制动附加力。
2.2最小曲线半径
时速100km/h条件下,传统地铁B型车正线最小曲线半径500m,困难的条件下为400m;直线电机车辆设计线路最小曲线半径200m,困难条件下为15m。在不同曲线半径条件下,轨道结构的强度稳定性需进一步的检算。
2.3车辆主要参数比较
传统地铁B型车辆及直线电机主要参数见表1。
其中,对于直线电机车辆应考虑其转子与定子间吸力,广州市四号线直线电机车辆采用日本技术,其吸力为20kN,纵向推进力最大可达到40kN,在轨道强度检算过程中均应考虑此部分的影响。
3无缝线路钢轨强度检算
依据《铁路轨道强度检算法》(TB—2034—88)将钢轨视为支承在等弹性的连续点支座上的连续长梁进行检算。钢轨轨底动拉应力与轨道结构刚度D、速度V、偏载系数β、曲线水平力系数f等因素有关。
直线电机车辆在动态运行的过程,为有效的保证输出功率,轨道结构刚度的连续性尤为重要。直线电机强度检算钢轨支承刚度40~50kN/mm;传统地铁其刚度均小于30kN/mm。由于传统列车重心高度比直线电机车辆大,因此传统地铁列车通过时,由于存在未被平衡的超高,所产生的偏载比直线电机列车大约12%。
按弹性支承连续长梁方法,在曲线半径400m、时速100km等同条件下,传统地铁轨底的拉应力δgd=107·5MPa,动位移yd=1.4mm。直线电机轨底的拉应力Md=98.9MPa,动位移yd=1.1mm。
直线电机车辆轴重轻,车辆重心底,其紧急制动减速度较传统地铁大,但综合的制动附加力又比传统地铁小。在列车运行的条件下,直线电机钢轨只是导向牵引作用,强度检算计算应力小,有利于延长钢轨的使用寿命。超级秘书网
4无缝线路稳定性检算
无缝线路稳定性检算其主要目的是通过力学模型研究胀轨跑道的轨道,以求保持轨道稳定。轨道胀轨跑道基本分成持续发展、胀轨渐变、胀轨跑道三个阶段。国内无缝线路稳定性分析研究理论很多,其中应用比较广泛有“统一无缝线路稳定性计算公式”和“波长不等模型”两种。
“统一无缝线路稳定性计算公式”采用等效道床阻力Q,最早较多的应用于50kg/m钢轨,后长沙铁道学院对60kg/m钢轨的原始弹性弯曲矢度foe、塑性矢度fop等参数进行优化研究,这些参数在秦沈跨区间无缝线路设计中得到应用。公式如下
“波长不等模型”采用幂函数模式回归横向阻力方程(Q=Q0-ByZ+Cyn)分析计算,运用势能的驻值理论,建立无缝线路的稳定计算公式,其允许温度力与钢轨压缩变形能τ1、轨道框架弯曲变形能τ2、道床变形能τ3、扣件的变形能τ4有关。该方法数学推导较为严密,但计算的过程比较的复杂,公式如下
应用VB程序对两种方法编程计算,程序结果与铁路工务技术手册《轨道》和《铁道工程》(西南交通大学)书中范例在同条件下结果一致。笔者主要是针对传统和直线电机的线路最小曲线半径标准,用两种不同的稳定性计算模型,采用1667根/kmⅢ型枕道床q=14.6-357.2y+784.7y0.75同条件下的横向阻力,计算曲线半径R=200m、R=500m钢轨的允许温度力P,计算结果见表2。
从两种稳定性计算公式可见,两种模式地铁在无缝线路稳定性计算方法上没有明显的差别。两种稳定性计算结果的差异原因可能在阻力的取值方式上,统一公式采用常阻力方式及安全系数K=1.25取值等因素。
由于直线电机可适应较小的曲线半径,为保证轨道平顺性,应尽量铺设无缝线路。由表2计算的允许温度压力可见,曲线半径越小允许的温度力越小,可允许温升也越小,因此直线电机轨道结构应尽量高温锁定。
5结语
直线电机做为国内一种新的城市轨道交通模式,由于车辆的转子安装在轨道线路中,轨道结构参数选取与车辆结构的匹配尤为重要。通过对比分析传统和直线电机地铁系统线路轨道标准、无缝线路强度、稳定性检算几个方面,直线电机曲线半径条件应做为无缝线路的控制因素。直线电机地铁由于车辆轻、转向架固定轴距小的特点,可适当提高锁定轨温,有利于轨道稳定。对于直线电机这种新的城市轨道交通模式,无缝线路设计的强度及稳定性检算的参数选取还需在实践中逐步优化。
关键字：牵引计算、指导、线路、车辆、信号、牵引供电、环境控制、设计
1、指导线路专业对平、纵断面的优化设计
选线就是选择轨道交通路线，它是城市轨道交通工程设计的龙头。选线首先是经济
选线，或称行车路线的选择，然后是技术选线。经济选线就是选择行车路线的起讫点和经济据点，主要是站在吸引客流量，切实解决交通拥挤状况的角度出发的。行车路线的选择应结合城市规划，符合客流产生、流动和消失的规律，并要符合城市客流发展的规划。技术选线就是按照行车路线，结合有关设计规范，平纵断面设计要求，落实线路位置的技术工作。在城市轨道交通项目的设计中，由于城市已有道路的既有条件或管线埋设、地质结构的影响，使得线路定线工作难度颇大。牵引计算工作主要在技术选线过程中，根据列车在线路上的自由运行速度值，核算缓和曲线长度、夹直线长度的设置是否符合要求，以及曲线超高的设置是否满足速度要求，从而确定曲线超高的加宽值是否达到限界要求。反之，线路对缓和曲线长度、夹直线长度以及曲线超高、超高的加宽值的核算结果又影响牵引计算列车运行速度的确定。
以重庆跨座式单轨交通为例。由于跨座式单轨交通线路不同于钢轮钢轨，它的超高直接在轨道梁上反映，且必须在线路设计中结合列车在该地段的运行速度，将线路超高、限界加宽值一次设计到位，无法在施工完成后调整超高值。重庆轻轨滨江路段CK4+200~CK4+350地段，正好位于穿越嘉陵江匝道桥桥墩柱位置，由于既有匝道桥修建时未预留够轻轨双线位置，迫使线路右线绕行穿行于两匝道桥桥墩间，且有一段半径150m的小半径，如果列车以正常情况穿越该段，速度可达55km/h，但由于两匝道桥桥墩间间距无法满足55km/h速度超高的加宽要求，限制了列车在该段的运行速度，最终使得该段右线不能设置超高，列车运行速度仅达到30km/h。如下图所示。
2、指导车辆专业对车辆技术参数的选择
由于城市轨道交通车辆选型工作难度较大，既要考虑车辆的技术性能，又要考虑美观舒适实用，从建设方角度还要考虑经济合算，所以在设计中，车辆选型工作几乎贯穿整个设计过程。
为了保证拟定车辆技术指标能满足设计要求，我们可在拟定车辆技术条件前提下，利用牵引计算，先核算部分车辆技术指标是否达得到线路技术要求。例如，我们可以核算列车在定员或者超员状况下，如果失去一部分动力，能在多大的坡道上起动，能以多高的速度通过线路限坡等等。我们还可以在拟定的列车牵引特性下，完成整个线路的牵引计算工作，再求算出整个列车运营范围内所需的等效发热电流，或称均方根电流值（IRM），如果满足以下关系式：
IRM≤（0.8~0.9）Im
公式中：Im——为车辆电机的额定电流值。则表示拟定车辆电机的额定功率选定是正确的，满足要求的。反之，不能满足上式要求，则说明拟定车辆电机的额定功率选定是不够的，不能满足要求，需重新选定。
3、指导信号专业进行闭塞分区的设计
L=Lf+Lz+Ls层式中：L——闭塞分区长度；
Ls——安全保护距离。
其中Lz就靠牵引计算来测算。
在折返站信号闭塞分区设计时，我们也是根据不同的折返站布置形式，尽可能地用信号系统来满足折返能力要求。这一设计过程也与牵引计算工作密不可分。
4、指导牵引供电专业对主变电站规模的确定以及各牵引降压所数量与分布的确定
5、指导环控专业对地下车站和地下区间的环控通风设计
列车在地下区间运行时，由于列车运动带动区间空气运动，造成活塞风，如何利用活塞风，保持地下空间的温度，是环控专业需要解决的问题，这个问题的解决，也必须在列车牵引计算工作完成后，才能有针对性地确定列车在不同的速度下通过地下区间造成活塞风的大小以及产生热量的大小，从而选定隧道风机和排热风机设置位置及风机功率大小。根据列车通过地下区间的频率以及每列车所散发的热量，来确定如何调剂地下区间的温度。
6、结论
当然，线路、车辆、信号、供电及环控专业的设计工作的制约因素还很多，牵引计算工作所起的指导和制约作用只是其中之一，但是正确、合理、经济地作好牵引计算工作对优化平、纵断面设计，经济合理地选择车辆类型、正确完成信号闭塞分区设计、选择经济合理的牵引供电系统容量以及正确合理地完成地下区间和车站的环控通风设计均具有指导作用。
摘要:轨道交通高架线是城市快速轨道交通线路的首选形式。U形断面的桥梁结构外形美观、结构经济、施工方便，是近年来快速发展的一种新结构形式。以青岛地铁人民路节点桥连续U梁设计为依托，对现有连续U梁截面进行优化。利用BSAS程序，通过建立平面杆系模型对2种不同截面的连续U梁进行计算对比，得出2种截面下全桥的变形和受力。在Midas中建立有限元实体模型，对优化截面连续U梁计算结果进行复核对比，发现通过优化连续U梁中支点截面特性，变相增加腹板高度，可以有效改善全桥纵向正应力及竖向变形，使全桥结构受力更科学合理，同时大大减少了预应力钢束数量，节约了成本。
关键词:轨道交通;U梁;数值计算;优化设计;结构分析
青岛市红岛—胶南城际轨道交通线是贯穿西海岸经济新区的轨道交通骨干线和快速线，全线高架区间标准梁采用单线U梁并置方案。跨越人民路时，受道路宽度、行车视距等因素影响，需采用40m跨度的桥梁结构跨越。考虑与简支U梁衔接过渡的流畅性及美观性要求，跨越人民路节点桥采用(30+40+30.95)m双线连续U梁结构。
2常规连续U梁设计及存在问题
2.1常规连续
U梁设计思路U梁是一种梁板空间组合预应力结构，当列车荷载作用在桥面上时，荷载通过承轨台传给主梁，再由主梁传到支座［1］。结构承载力和刚度随着梁体跨度的增加而大幅降低，因为梁体跨度的增加，意味着在相同荷载作用下，梁体跨中最大弯矩会增加，则梁体跨中挠度就会相应增加［2］。由此可见，对于连续U梁，为保证梁体有一定的刚度，应该加大截面尺寸或配筋率，以保证梁体有一定刚度和弹性承载能力。由于疏散平台及其他附属结构的限制，梁高只能变相向下增加，通过适当增加底板厚度以改善结构受力性能
2.2常规连续
U梁结构设计目前连续U梁截面变高度常规做法为在保持腹板高度不变的前提下，向下增加底板厚度的同时缩小底板宽度。本联连续U梁腹板高度1.54m，底板厚度由0.3m增加为1.66m，梁底宽由9.71m减小为6.35m。
3结构优化思路及优化设计
3.1优化思路
受弯构件混凝土的压应力计算公式为σc=MW0≤［σb］(1)W0=IxY1(2)式中:σc为混凝土压应力，MPa;M为计算弯矩，MNm;W0为混凝土受压边缘的换算截面抵抗矩，m3;［σb］为弯曲受压及偏心受压时混凝土容许应力，MPa;Ix为截面惯性矩，m4;Y1为中性轴至梁底距离，m。根据式(1)、式(2)可知:为了保证结构全截面受压，增加截面上下缘压应力安全储备值，在M不变的前提下，σc的大小随W0的减小而增大。只有有效地降低截面惯性矩或增加中性轴至梁底距离，才能减小σc值。
3.2优化设计
连续U梁变高度截面优化方案的做法为在保持底板厚度不变的前提下，向下增加腹板高度的同时缩小底板宽度。本联连续U梁底板厚度保持0.3m不变，梁底宽同样由9.71m减小为6.35m，腹板高度1.54m向下增加为2.9m。优化设计梁体结构外轮廓线与常规设计保持一致。仅在中支点左右各12m范围内设置后浇混凝土段，纵向设置20mm断缝。后浇混凝土段不参与全桥结构受力，在结构计算时仅按自重考虑为均布恒载作用于底板。后浇混凝土段施工应在连续U梁全部钢束张拉结束15d后一次浇筑成型
3.3优化结果
3.3.1截面特性对比
优化后的中支点截面后浇混凝土部分不参与结构受力，所以截面面积大大减小，截面其他特性值也相应改变，截面惯性矩减小了约21%，中性轴高度增加了0.17m。根据式(1)、式(2)可知，截面抵抗矩W0得到有效减小，相应σc得到有效提高。
3.3.2预应力钢束张拉形式及数量对比
连续U梁纵向按后张法全预应力理论设计。由于优化方案对全桥结构性能的有效提升，配束情况特别是通长底板束的钢束布置大样及数量变化很大。常规连续U梁设计中，变截面形式为边跨向中支点处截面底板向下加厚，通长底板束却没有向下竖弯，而是距底板0.11m处水平布置。在底板钢束通过中支点处有效利用率偏低，对顶板束产生了相互抵消的不利作用，钢束整体布置形式不太合理。结果整体钢束用量较大，强度安全系数偏高，造成钢束浪费。优化后连续U梁截面底板厚度保持不变，底板钢束竖弯线形与底板构造线形保持一致。底板钢束由梁端伸长至距中支点中心5.5m处为止，中支点处截面无底板钢束通过。优化后钢束充分发挥作用，中支点区域内无底板钢束通过，消除了对顶板钢束的约束抵消作用，在减少底板钢束的同时相应减少了顶板钢束。全桥强度安全系数值较合理。优化后的结构腹板钢束减少1578kg，顶板钢束减少597kg，底板钢束减少9499kg，钢束总量减小约31%，有效降低了工程造价。
3.3.3杆系模型计算结果比较
利用BSAS程序建立杆系模型，全桥共分为73个单元，74个节点。荷载组合分别以主力、主力+附加力进行组合，取最不利组合进行设计,常规连续U梁通过优化设计对变截面梁体变化方式、预应力钢束张拉形式及布置等进行了调整。调整后可以看出在减少预应力钢束数量的同时，全桥应力值分布更均衡，截面抗裂安全系数和强度安全系数明显降低，挠度和徐变上拱值减小，结构受力更为科学合理。
4优化连续
U梁实体模型研究双线连续U梁结构要求桥面有更大的净宽，截面抗扭刚度较小，这些因素使桥梁的空间效应明显，如果单纯依靠一般桥梁结构的平面杆系结构分析程序，难以准确分析结构的实际受力状况［5］。为了保证设计施工的安全性，针对优化方案，还进行了空间三维实体单元模型分析，进一步研究截面应力分布规律，校核平面杆系模型及结构的应力分布情况。
4.1空间实体计算模型的建立
优化方案采用FEA和Midas2种软件建立空间实体模型。模型中采用实体单元模拟混凝土，采用桁架单元模拟预应力钢束，以保证如实模拟结构形状及尺寸的变化，准确模拟边界条件，确保最终计算结果的精确性。
4.2空间实体模型计算结果
经分析，中跨跨中和中墩支点位置受力较为不利，故取该处截面进行计算分析。
4.3平面杆系模型与空间实体模型计算结果对比
由于U梁截面为对称截面，空间实体单元模型U梁截面应力表现出均匀性［6］。平面杆系模型计算得到截面上缘最大压应力为6.53MPa，下缘最小压应力为2.12MPa，而空间实体单元模型外腹板上缘最大压应力为6.91MPa，底板最小压应力为2.03MPa，实体单元应力安全储备值要小于平面杆系模型计算结果［7］。2种模型计算结果比较吻合，均满足规范要求。
5结论
1)通过优化连续U梁中支点截面特性，变相增加腹板高度，有效改善了全桥纵向正应力及竖向变形，使全桥结构受力更为科学合理，同时大大减少了预应力钢束数量，提高全桥经济性。2)空间实体单元模型的平均纵向正应力结果与平面杆系模型的结果基本吻合，因此采用平面杆系模型进行纵向设计是可行的，但在设计时要考虑到顶、底板局部应力集中情况，因此在平面杆系模型计算时要考虑一定的安全系数。
2计算机仿真对线路的性能分析
3计算机仿真对轨道线路设计的指导
4计算机仿真对车站配线的指导
一个好的仿真软件，能够对车站配线进行指导，通常体现在对安全线长度的设计指导，以及折返线车过道岔时安全距离的指导。工程设计过程中，经常遇到在折返站、终端站等位置需预留多长的安全距离的问题。安全距离预留过短会影响到行车效率，过长又会增加不必要的工程投资。在仿真软件计算出的牵引计算速度距离图中，我们可以直观的看到ATO控车曲线和包络线之间横坐标的差值，即安全距离的长度，见图2，可以用来指导施工设计中安全距离的设置。图2中的d1、d2、d3分别表示制动的阶段一、阶段二、阶段三。
5计算机仿真对行车组织的指导
6目前城市轨道交通仿真软件的缺陷
目前的城市轨道交通的仿真软件有很多，各个厂家的软件大致思路一致，但是牵引计算仿真之后得出的结果可能各有侧重。比如西南交通大学的CBTC仿真是侧重能力计算，以及对线路，车站配线的指导;而opentrack是侧重对行车组织的指导。但是笔者发现，各个单位的仿真软件都有一些共同的缺陷。
6．1基础数据的完整性问题
比如现在很多仿真软件没有对长短链进行处理，没有对地铁的通风口的设计进行考虑，当然对于隧道的风阻等不容易考虑的数据也一般没有考虑。另外，很多数据，不一定在软件的界面进行设置之后的牵引计算时候真实用到。
6．2仿真的真实性问题
由于在仿真基础数据结构规划的时候，有些可能性就没有考虑，而且在软件开发中，也确实很难将线路实际运行的所有情况都考虑进去。所以，所有的仿真都不是完全真实的，但需要设计人员具体问题具体分析，不能完全依靠仿真软件。
6．3有关节能的仿真问题
摘要城市轨道交通既有系统和新设系统的贯通与调试不能影响到既有信号系统的正常运营。针对调试期间室外设备运营时段由既有信号系统控制、非运营时段由新设信号系统控制产生的分时复用问题，介绍了一种利用双稳态继电器进行新旧系统切换的倒切电路。该倒切电路通过采用满足SIL4安全级别的双稳态继电器实现室内新、旧系统对室外设备的分时控制，以及赋予不同人员的操作权限，从管理和技术两方面确保电路的安全性。在实际案例应用中，该倒切电路表现出操作简洁、安全性高、显示清晰等优点。
关键词城市轨道交通；信号系统；倒切电路；轨旁设备；分时复用
1转极电路及表示电路的设计
双稳态继电器具有2个稳定的状态，切断继电器励磁电路的电源，继电器接点的状态不会改变。双稳态继电器分为单线圈和双线圈双种，本文案例中采用双线圈双稳态继电器。在双线圈双稳态继电器中，当给一个线圈供电时，继电器处于导通状态，当给另一个线圈供电时，继电器返回到断开状态。在倒切电路中设计了新、旧信号系统转换确认开关和转换开关。转换确认开关和转换开关的工作原理图如图2所示。其中，转换确认开关用于确认是否需要转换，转换开关用于选择双稳态继电器的供电线圈。当设备需要转换时，转换确认开关拧至确认位置，转换开关拧至相应的位置选择双稳态继电器线圈，电路导通给双稳态继电器的线圈供电；当转换过程结束，断开转换确认开关（转换开关保持不变），切断双稳态继电器线圈的电源。双稳态继电器转极需要改变供电的励磁线圈，因此设置新、旧系统转换开关来改变双稳态继电器的线圈供电，从而改变双稳态继电器动作接点的极性。将双稳态继电器的前后接点分别与新、旧信号系统指示灯进行连接，可以清晰地显示目前是哪个信号系统处于工作状态。
2倒切电路的设计
设计倒切电路的目的，是为了2个集中站的信号系统分时复用室外信号设备，保证任何时刻只有1套室内信号系统控制室外设备，不会出现2套信号系统同时控制室外设备的情况。倒切开关继电器的接点与组合柜及分线柜的连接如图3所示，双稳态继电器的上接点、下接点分别与室内新、旧系统组合柜上相应设备连接线连接，中接点连接到分线柜上，从而与室外的计轴、转辙机、信号机等信号设备电缆相连接。当双稳态继电器的线圈1和线圈2分别励磁，继电器的中接点和前接点、后接点分别导通，共用室外设备的室外电缆分别连接至既有信号系统、新设信号系统。该倒切电路操作简单，能简洁有效地将一期信号系统和二期信号系统对室外公用信号设备的控制权进行快速倒切。为确保信号系统倒切安全，采用双稳态继电器N.S1-B-24-4.16.4。该继电器在低要求模式下的平均失效概率大于10-5且小于10-4，在高要求或连续操作模式下每小时危险失效概率大于10-9且小于10-8，因而达到SIL4安全等级要求。同时，转换确认开关和转换开关钥匙分别由具有不同操作权限的人员管理，只有当不同操作权限的人员均在场的情况下，才能实施新旧信号系统的倒切。
3结语
采用满足SIL4安全级别的双稳态继电器所设计的倒切电路已成功应用于武汉地铁4号线一、二期信号系统的贯通调试，并在调试过程中表现出安全性高、操作简洁的特点。该倒切电路提高了新、旧系统的倒切效率，有效降低了倒切错误率。
作者：刘莉胡姗单位：武汉地铁运营有限公司
摘要：设计作为轨道交通工程其中一个环节，起着非常重要的作用。线路专业作为城市轨道交通工程设计前期专业，是整个地铁和轻轨设计中最重要的总体性专业。为提高城市轨道交通线路设计质量及工作效率，促进轨道交通又好又快发展，阐述线路专业在各阶段的工作内容和线路设计的工作方法。线路设计必须综合考虑各方面因素，深入仔细地研究线、站位方案，并积极与各市政部门、产权单位对接，逐步稳定线、站位方案，最终确定科学、合理、可行、经济并有利于运营的线路平、纵断面设计方案。
关键词：城市轨道交通工程；线路；线、站位；配线；调线调坡
1城市轨道交通工程线路设计的工作流程
城市轨道交通建设基本流程分为线网规划、建设规划、工程可行性研究、初步设计、招标设计、施工图设计、施工配合及竣工验收［4］。线路设计贯穿于整个城市轨道交通工程中，按照轨道交通建设基本流程分为线网规划阶段、建设规划阶段、工程可行性研究阶段、初步设计阶段、招标设计阶段和施工图设计阶段以及调线调坡。
1．1线网规划
线路的主要工作就是3个稳定，即稳定线网中各线的线路走向、起终点，稳定换乘节点，稳定交通枢纽的衔接［1］。
1．2建设规划
线路的主要工作就是初步确定线路走向、敷设方式、车站分布和车站型式，明确起终点的延伸要求和分期建设情况，对重点及困难地段进行深入地比选，保证方案的可行性。
1．3工程可行性研究
基本稳定线路走向、车站分布、辅助线型式及位置，初步确定线路平面位置、车站位置及平面总图布置方案，基本稳定线路敷设方式及过渡段位置，初步确定地下车站埋深、高架车站轨面高程，稳定线路纵断面。
1．4总体设计
该阶段不是国家规定的设计流程中的必需阶段，但在实际工作中，依据合同规定，总体设计也是一个工作阶段，故该阶段继续落实外部条件，稳定线、站位；同时配合编制总体性文件，例如技术要求和机电对土建的技术要求，为下一阶段的工作做准备。
1．5初步设计
稳定线路走向和车站分布方案，基本稳定线路平面、车站位置、行车配线设置；稳定线路敷设方式和洞口位置，基本确定线路纵断面。
1．6施工图设计
最终稳定线路平面位置和精确的车站位置，稳定线路纵断面坡度及轨面标高（含换乘线路前后3站2区间）。
1．7调线调坡
本阶段的工作是全线土建施工完成后、轨道铺轨前的一项设计工作，是在对车站与区间隧道竣工横断面进行建筑限界检测的基础上，根据结构侵入限界的情况，对局部地段的线路平面、纵向坡度进行适当调整，作为修改轨道设计的依据和铺轨前施工整体道床的基准，以满足行车的限界要求，从而保证运营安全。
2线路主要设计原则
1）线路走向应符合城市总体规划、线网规划和建设规划的要求，满足城市综合交通规划及客流需求，预留城市轨道交通线网规划未来发展、衔接的条件［5］。2）线路平面尽可能沿城市主干道行进并在道路规划红线范围内布置，站位应靠近客流集散点、交通枢纽，并方便与公交及其他交通工具衔接，方便乘客出行，提高城市公共交通体系的服务水平，真正体现“以人为本”。3）车站分布应以规划线网的换乘节点、城市交通枢纽点为基本站点，结合城市道路布局和客流集散点分布确定。车站间距在城市中心区和居民稠密区地区宜为1km，在城市外围区宜为2km。4）线路敷设方案的选择必须符合城市总体规划的要求，根据地形、道路、工程地质、施工方法、地上地下建筑物及其基础结构埋深的情况，从降低工程造价和运营成本、减少对市民生活环境的干扰，保护城市生态环境、合理利用土地资源等方面进行综合比选。5）根据运营组织、行车相交线路，结合线路条件和工程条件设置辅助线，达到方便折返、停车、灵活调度，有利于运营和控制土建规模的目的。
3线路设计的主要工作内容
3．1线、站位方案研究
3．2线路平面设计
线路平面设计是在线网规划和建设规划的基础上，在确定线路路由和车站站位的情况下，对线路的平面位置、车站站位和全线的辅助线进行详细的分析和比较，以确定最终线路的平面位置，使线路平面位置最优、最合理。
3．3线路纵断面设计
线路纵断面设计是在线路平面稳定的基础上，根据车站和区间埋深方案研究确定车站、区间及其最低点轨面标高的过程。主要设计内容包括确定敷设方式和过渡段、分析沿线建（构）筑物、坡度、区间最低点泵房与联络通道的结合和联络通道的设置。此外，线路纵断面设计时还应注意以下问题。1）要结合地质条件，使隧道尽量避开上软下硬地层，以降低施工和运营的风险。2）尽量考虑设置节能坡，节能坡设计宜参照行车牵引曲线进行。变坡点尽量靠近车站端，节能坡长度不宜大。若有配线可不进行节能坡设计。3）竖曲线尽量不与平面缓和曲线重合，若节能坡设计与竖曲线和缓和曲线重合相矛盾时，应以节能坡为主。4）纵断面最低点设计时，应考虑避开上软下硬地层，同时考虑单个区间联络通道的设置数量。
3．4横断面设计
城市轨道交通工程有地下、地面和高架3种敷设方式，这3种敷设方式对沿线建（构）筑物的影响是不同的，其中地面和高架对沿线建筑物和道路环境影响较大，需要结合线路区间隧道与沿线道路、建（构）筑物的关系进行横断面设计。当轨道交通采用地面敷设时，横断面设计时需考虑线路两侧建筑物情况，与既有或规划道路相结合；当轨道交通采用高架敷设时，根据线路与所分布道路的相对位置关系，线路有路中、路侧和机非隔离带几种形式；当轨道交通采用地下敷设时，横断面设计需考虑隧道与沿线建（构）筑物的距离，保证施工和运营的安全。
3．5配线设计
配线是为了保证地铁列车正常运营，实现列车合理调度，并满足非正常情况下（事故、故障和灾害）组织临时运行和维修作业所设置的线路，主要包括车辆基地出入线、联络线、折返线、停车线、渡线和安全线［6］。3．5．1出入段（场）线设计出入段（场）线主要是连接车辆段或停车场至接轨车站的线路。出入段（场）线设计的重点是正线（或正线延伸线）与出入段（场）线的交点位置两者有足够的竖向净距，保证安全施工和运营的要求。另外，当出入段（场）线兼顾列车折返功能时，应具备一度停车的需要，结合行车要求，合理设置出入段（场）线的坡度、坡向和坡段长度［6］。3．5．2折返线、停车线和单渡线设计折返线、停车线和单渡线在线、站位稳定的基础上，结合行车方案和工程实际合理确定全线配线设置情况。3．5．3联络线设计联络线是根据城市轨道交通线网规划、车辆基地分布位置和承担任务范围确定的［7］。
3．6调线调坡设计
调线调坡设计又称线路平面及纵断面调整，是在车站与区间隧道施工完成后，轨道结构铺设前进行的一项重要的设计工作，它的重要性关系到地铁运营的安全。在车站和区间隧道施工过程中由于围岩和结构的变形、测量误差和施工误差等原因，导致建成后的车站和区间隧道结构与设计位置不能完全匹配，若不进行处理仍按原设计位置铺轨，则局部结构将侵入建筑限界，危及列车运行安全而发生事故［8］。调线调坡设计是在线路施工图设计的基础上，以竣工后的断面测量数据为依据，调整线路平面或坡度，使结构净空尽量满足建筑限界的要求［9］。
3．7换乘线路设计
换乘线路设计主要对相交线路的前后3站2区间进行平、纵断面设计，判定换乘线路平面和纵断面的可行性，以稳定换乘车站的换乘方案。
4结论与建议
在城市轨道交通工程设计中，线路专业作为所有设计的龙头专业，具有总体性、阶段性和全局性等特征，其前期工作强度大、技术复杂、与其他专业衔接紧密，在地铁工程设计中起着“工程未动、线路先行”的重要作用。线路线、站位的确定，平、纵断面的设计，都直接关系到工程实施的风险、工程投资、运营质量和乘客的舒适度等。线路设计必须综合考虑各方面因素，深入仔细地研究线、站位方案，并积极与各市政部门、产权单位对接，逐步稳定线、站位方案，最终确定科学、合理、可行、经济并有利于运营的线路平、纵断面设计方案。本文为线路工作者提供了一整套设计思路和工作方法，篇幅有限，有些问题未进行深入研究，有待后续工作者进行更深入、细致的研究工作。
作者：张文正单位：广州地铁设计研究院有限公司
一、地铁车站动力照明系统的设计内容及规范
地铁动力照明系统中所指的动力，主要包括风机及水泵设备，两者在电压选择上一般采用380V或220V，动力照明系统设计的内容包括了位于变压器之后的低压柜、交流或直流电缆头、照明设备、通信设备、信号设备等方面。参考的主要技术标准是《地铁设计规范》。
二、地铁车站动力照明系统供电环节的负荷分类及方式
三、地铁动力照明系统动力配电的设计方式
（一）动力配电遵循的基本原则。地铁动力设备采用的配电方式一般为放射式。车站配电所通过母线输出双路电源，用于车站水泵、扶梯电梯、通信系统、控制系统及设备、屏蔽门及车站票务系统，电源接地方面使用TN-S系统，实现供电的电缆设备为五芯电缆。地铁各区间用于故障维修的电源配电，一般采用隔段设置电箱的方式，相隔百米内设插座电箱，配电方式为链式配电，插座电箱做好漏电及防水保护。车站的各类清洁设备采用三孔插座实现电力配置。
四、地铁动力照明系统中的照明配电设计方式
（二）主要照明方式及设计。应急照明和普通照明是车站站台层及车站站厅层主要采用的两种照明方式。地铁车站的站台区域及站厅区域都是采用两路电源，又细分为若干支路，实行交叉式配电，当地铁的营运高峰期过去后，可相应关闭部分支路，达到电量节约的目的。应急照明主要是在车站内配置电压为220V的蓄电池组，当原有的两路电源都处于失压状态时通过蓄电池组为应急照明进行供电。一般而言，地铁车站所用的应急灯具为荧光灯或LED灯，经交流电实现供电，在交流电发生停电等状况时，就可切换至蓄电池组加以恢复供电。地铁车站夜间结束停运后，普通照明就进行关闭，采用应急照明，但地铁车站的站台区域、站厅区域及车站出入口区域仍然采用常明灯，采用就地控制方式，不加以集中控制。照明采用的插座为单相插座，实行隔段设置方式，供电方式为单独回路并采取漏电保护措施。
五、电缆选择及敷设
地铁车站的各个区间，如变电所中的配电柜，各类配电箱等，根据总体设计单位的要求不同，采用电缆或导线为输电媒介。根据《地铁设计规范》要求，一般使用五芯电缆，同时具备TN-S接地系统。一方面，电缆的选择要严格符合地铁车站的电流及电压状况，另一方面，在进行地铁车站电缆敷设时要尤其注重电缆的材质及性能，无卤、低烟及阻燃是选择电缆时的重要参考标准。无卤，是指遇到突发状况，如火灾等，电缆不会释放出毒性较大的酸性气体；低烟是指电缆如发生燃烧，具有较小的烟尘挥发性，烟雾具备较高的透光率；阻燃涉及到电缆的安全等级，电缆在阻燃等级的确定上，前期建设时并未涉及明确的等级要求，往往采用C级标准，但由此引发的地铁火灾事故，如韩国大丘发生的地铁火灾事故，引起了有关地区对电缆阻燃等级的重视，我国在进行地铁建设时，如天津、北京等地区，一般要求电缆的阻燃等级要达到B级标准。电缆在进行敷设时，一般于车站站台板下方搭设电缆支架，在车站站台区及车站站厅区的吊顶区域采用电缆桥架方式。在敷设时，如产生穿越墙体的孔洞，则要用防火性能良好的堵料加以封堵。
六、地铁动力照明设计中的区间照明设计
工作照明及应急照明是区间照明的两种主要方式，工作照明所用的照明灯具设置在轨道上侧的墙壁，实行隔段设置，每隔5到6米左右设置一盏。应急照明与工作照明之间采取插花布置的方式，相邻的工作照明灯之间设置应急照明灯。在区间照明电源供电上，工作照明采用三相交流电，而应急照明使用单相交流电，当交流电产生故障，适时切换至车站蓄电池组，以恢复供电。区间隔段设置照明箱，一般以120米为宜，照明箱采用两路供电，每个电箱负责60米区域内的灯具供电。在区间照明灯具的选择上，要优选防水、防震、防尘性好，耐腐蚀性强的灯具，一方面要有较好的密闭性，另一方面又要具备较好的散热性。可采用荧光灯及LED灯，当采用荧光灯时，要做到交流直流的两用，确保其能够瞬时启动。而车站的站台层、车站的站厅层及车站安全通道用于疏散指示的灯具要采用LED光源，设置在距离地面1m的范围之内，且间距要小于15m。
结语
城市轨道交通地面车站设计，是一项复杂的工程，其中，动力照明系统涉及到地铁车站电源的安全使用，是设计的重点。本文简要梳理了地铁车站动力照明系统的各项设计要点，为地铁设计更加符合国家技术标准提供一定的借鉴价值。
作者：吕鹏程单位：杭州市城建设计研究院有限公司
1高架站端部平面线路设计
高架线路平面设计中除了区间左右线曲线段尽量按同心圆进行配置外，岛式车站端部的平面线路设计也是一个重点［5］。高架线对沿线城市景观存在影响，为尽量减小站端区间高架桥梁的体量，在岛式站台端部的线路设计中，会尽快将线间距收至区间直线地段最小线间距［6］。但在设计中应注意，在有条件的情况下应尽量做到完全对称，同时，全线的高架车站有条件下应做到一致，从而减少梁跨类型，方便桥梁设计(见图3)。当车站端部受控，左右线无法同时收线时，应根据线路走向，采取单线收线间距的形式(见图4)。
2特殊地段线路纵断面设计
3配线设计
在配线设计中，缩短渡线是比较常见的一种减短明挖长度，也是节省工程投资的方式;而两线之间的联络线设计，常常是作为远期线路的预留工程，故在长度的控制方面，往往容易被忽略。设计中应根据工程实施条件，在保证联络线合理线型条件的前提下，尽量减短联络线的长度。对于设置有停车线并全部采用明挖施工的地下车站，纵断面设计中车站部分如采用2‰的单面坡。由于车站长度较长，特别是停车场范围地形比站台范围地形高，其最低点处的基坑深度增加较大，故可结合实际地形、管线等情况，在停车线靠近站台端增加一处变坡点，将停车线与站台设成“人”字坡。对于单停车线，有条件设安全线，可将坡度调整为－2‰的面向车站的单面下坡［3］，从而减小配线区开挖的基坑深度。
作者：苟波单位：中铁二院工程集团有限责任公司
摘要：随着我国城市建设的发展和进步，对城市设计的研究逐渐深入，并在实际的城市规划中起到重要的功能。交通运输是经济发展和社会进步的基础动力，能够为城市的规模扩大起到促进作用，并为城市内部的交流和人员流动提供连接渠道。因此，城市的轨道交通规划是城市交通网的重要组成部分，不仅能够分担公路交通的运输量，为城市的交通拥挤起到环节作用，还能提高交通的速度，为城市的经济发展起到促进作用。
关键词：城市；轨道交通；线路设计
城市轨道交通在线路的规划和运行中都需要进行一定的控制，并要求设计人员掌握一定的基本技能，在设计轨道的过程中按照标准化、科学化的原则进行线路图纸的设计和施工。在轨道的设计环节，要按照一定的行业标准和原则进行预先的分析和测算，并将测算的数据按照一定的处理方法减少数值的误差。同时，在设计过程中，设计人员要研究对轨道交通造成应先的因素，并减少不利的影响。
1路线设计的特征
1.1整体性
1.2复杂性
城市轨道交通线路设计工作需要对线路的整体状况进行分析，并对线路经过地区的地理特征进行预先的调查，在具体的设计工作中既要进行数据的测算和分析，并绘制线路图，还要通过实地分析测量对线路图纸进行修改和设计，在工作程序上具有一定的复杂性，同时工作的内容也要从全局考虑，细节较多，较为复杂。
1.3阶段性
在城市轨道交通新路的规划和设计过程中，可以按照工作内容的不同将设计工作过划分为几个步骤。首先，要对城市交通的线路网进行规划和设计，并了解城市现有的城市交通系统。然后，要根据线路的设计进行建设可行性的分析。最后，要对城市轨道交通线路进行总体的分析，分析建设中需要的用料和基本的结构设计。在设计工作完成后，要将设计成果展示在设计图纸上。
2轨道交通与影响因素的关系
城市轨道交通的规划过程中要了解与城市轨道交通相互影响的因素，并通过调查分析了解城市轨道交通与影响因素之间的关系。对于城市轨道交通规划项目中存在的影响因素进行预先的规划和分析，防止影响因素对城市轨道交通系统造成不利的影响。
2.1轨道交通与土地的关系
2.2轨道交通网与单条线路的关系
2.3轨道交通与环境保护的关系
3提高轨道交通质量的措施
在了解城市轨道交通路线设计的工作任务特征和存在的轨道交通影响因素之后，交通轨道设计人员就要根据工作的特性对自身的素质进行有针对性的提高。城市轨道交通存在整体性的特点，因此，设计人员要具有整体性思维，从全局的观点看待问题，并在具备一定得创新思维，能够与时俱进，了解行业的发展趋势。
3.1掌握基本的技能
城市轨道交通线路的设计人员首先要具备一定的专业技能，对城市轨道交通规划的基本原则有一定的了解，能够按照科学的城市道路规划办法进行设计工作，在设计工作开展的过程中，对出现的问题进行标准化的处理和分析。掌握基本技能是对城市轨道交通设计人员的基本素质要求，只有掌握专业化的知识，才能对轨道交通状况具备一定的了解。
3.2具有整体性思维
由于城市轨道交通线路设计具有一定的整体性，需要从全局的角度看待问题，并考虑可能发生的状况，因此，轨道交通设计人员需要具备一定的整体性思维。整体性思维是轨道交通线路设计人员的基本思维素质，设计人员需要对城市的交通网进行思考，发现现有交通网中存在的不足，并按照轨道交通的特点分析轨道交通在地区内建设的可行性。
3.3了解行业的发展趋势
城市轨道交通线路设计工作随着轨道交通行业的发展不断进步，并逐渐涌现出新的技术和方法，而设计人员也需要对行业中出现的新的设计方案进行了解和研究，发现轨道交通线路设计工作中的有效措施。从城市轨道交通线路设计人员需要具备与时俱进的意识，及时了解行业中发生的变化和最新的技术改进办法，并形成自身的创新意识，在面对设计工作中的问题时，总结经验，提出有效的解决措施。
4结论
轨道交通成为城市交通系统中重要组成部分，不仅能减轻城市在高同期的拥堵问题，还能提高城市内部和边缘地带的沟通交流，为城市的发展提供基本条件。城市的建设和发展要依托经济的进步和交通的发达，因此，需要对城市轨道交通线路进行设计，使得城市轨道交通设计能够为城市的交通系统做出贡献，完善城市交通网。本文主首先对轨道交通线路设计的特点进行了分析，并研究了城市轨道交通与影响因素之间的关系，最后提出了提高城市轨道线路设计质量的措施。
作者：崔凯单位：哈尔滨地铁集团有限公司
针对轨道交通电气节能设计，主要从各专业的系统设计方案、新型节能设备的应用、新能源的利用以及有效的能源管理入手，对比各种方案的利、弊，并结合注意事项，提出合理、新型的设计方案。
轨道交通；电气设计；节能管理；新技术
0引言
节能设计需符合国家有关法律、法规、标准及规定的要求，对于轨道交通工程项目，从线路规划、车站及车辆段选址、客流运营组织、车辆及各系统设备选型及维护、系统供电等方面进行合理、节能设计，以避免盲目投资和低水平重复建设。轨道交通是个多专业设计的复杂工程，因此应从各专业多方面全方位系统化地贯彻节能设计。
1轨道交通能耗情况简介
轨道交通能耗主要是电能，还有部分是水、柴油、天然气，折算为标准煤后，各种能耗计入总量并算其占比。柴油以线路巡检车使用为主，量很少，在轨道交通总能耗中可忽略不计；生产生活用水与食堂使用天然气两项一起约占总能耗的1％；剩余99％左右都是电能。根据使用类别，电能又可分为列车牵引用电与动力照明等低压设备用电，其中列车牵引用电约占50％～60％。动力照明等低压设备主要有通风空调设备、给排水设备、照明设备、电扶梯屏蔽门等车站设备、通信监控弱电设备、车辆段工艺维修设备等，其中通风空调设备用电量约占低压设备用电量的40％，车站设备约占20％，其余各专业均约占5％～10％。轨道交通地下车站居多，因此通风空调设备与电扶梯设备较多造成其能耗比重较大。了解轨道交通用能情况后，便可针对需要重点节能设计的专业，提出行之有效的设计方案并在后期重点监管。
2项目方案节能设计
2．1牵引节能设计
列车牵引能耗是轨道交通中最主要的能耗，且受到很多专业方案设计的影响，因此在牵引用电节能上需主要注意以下几个方面。
（1）合理的线路方案有助于降低列车的牵引能耗，如尽可能减小长大坡道的提升高度，合理设置节能坡度，站与站间尽量采用最短连接路径。
（2）行车交路应从配线、客流、交路长度及运营角度等方面进行多方案比选，在满足客流需求的前提下，合理分时段设计运行交路与列车对数，尽量提高列车载乘率，少跑空车，以减少对空车和少乘客车辆的牵引用电量。
（3）应通过模拟仿真计算，合理布置牵引所，合理选择牵引变压器容量。
2．2低压节能设计
轨道交通也因含有相当数量的车站与车辆段而产生大量的低压能耗，特别是地下车站更是用能较大的单体建筑，因此在低压用电节能上需注意以下几个方面。
（1）线路的选择应尽量避免地下车站埋深过大，否则通风空调与电扶梯这类主要耗电专业设备数量较多，功率加大，会使整个车站的用电大幅增加。
（2）车站建筑设计应考虑城市规划与周边环境，合理利用资源，根据周边自然环境，结合各专业设计，建立综合节能观念。
（3）车辆段／场选址应有良好的接轨条件，方便行车组织，提高运营效率，减少列车空走距离、空走能耗。选址应结合市政规划、环境保护等综合考虑。总平面也应根据工艺流程合理布局，以减少不必要的调车与设备运输。
（5）采用就地与集中相结合的无功补偿方式，使功率因数不低于0．9。认真考虑三相负荷的平衡问题，确保最大相负荷不超过三相负荷平均值的15％。
3设备产品的选用
3．1车辆
车辆是轨道交通牵引能耗的使用者，选择适合的车辆，对牵引节能贡献是非常大的。车辆的车型、材料影响着自重，若车体采用整体承载铝合金焊接轻型结构，则车辆自重可合理减少，牵引耗能会降低。满足动力要求时，合理选择牵引电机和车辆编组动拖比，让牵引电机工作在最佳能效状态也是节约牵引用能的关键。空调设备、照明设备、空气压缩机等列车辅助能耗设备也应选择高能效产品。
3．2供电设备
变压器的使用能耗应符合GB／T10228—2008《干式电力变压器技术参数和要求》的规定。电线电缆也应按照经济电流密度要求合理选型。
3．3机电设备
3．4照明
4节能管理
要想达到节能效果，需从系统设计方案、节能产品使用和节能管理体制上考虑。节能管理工作应更加具体化，更具备可实施性。
4．1计量配备
完善的能源计量器具，有利于对运营、车辆设备维护及商业用电实行分别检测和控制，严格成本核算和能耗定额管理。能源计量器具应严格按GB17167—2006《用能单位能源计量器具配备和管理通则》中的要求进行配置及校验。不仅要实行分类计量，对大型用电设备还应单独设置计量进行监控。能源计量器具配备率为：RP＝NSN1×100式中，RP为能源计量器具配备率；NS为能源计量器具实际配备数量；N1为能源计量器具理论需要配备数量。
4．2管理措施
有良好健全的节能管理措施才能将节能落到实处，才能发挥设计系统与节能产品的作用。管理措施主要包含健全的节能管理制度、完善的能源机构及人员配备、合理的能源计量器具管理、持续全面的能源统计与监测等，若再配合能源管理系统，则会产生事半功倍的效果。
5新能源新技术的使用
5．1逆变－再生制动装置
目前城市轨道交通系统常用的电制动方式有再生制动和电阻制动。再生制动最大的好处是节能，当列车下坡或进站时，通过再生制动装置，列车的动能或势能转化为电能，返回至接触网被相邻列车吸收，从而使能量得到有效的回收利用，但是再生制动产生的电能很难被完全吸收利用，多余的电能会造成接触网电压升高，影响正常运行。电阻制动将多余电能消耗在制动电阻上转化为热能，可防止接触网电压的持续升高。逆变－再生制动即是用逆变装置部分或完全取代制动电阻，使接触网上多余的电能不再转化为热能，而是回馈至低压配电系统，使能量得到充分利用。
5．2地源热泵系统
轨道交通的车辆段／场面积较大，有采用常温地源热泵机组作为冷、热源的条件。浅埋水平管具有施工维护简单、造价低、受地面温度影响大的特点，但地下岩土冬夏热平衡好，因此可采用地下埋管换热器为单沟二层四管形式的地源热泵。
5．3太阳能与光导系统
轨道交通除了地下车站外也有车辆段／场内大面积的单体建筑及一定数量的高架车站，如何利用自然光与太阳能也是设计应该考虑的问题。高架车站钢结构屋顶与车辆段／场内大型维修库屋面等都有条件设置太阳能板或光导装置，因此可根据城市的太阳光照射情况及建筑朝向和周边环境等因素合理选择太阳能或光导系统。
6结束语
作者:李建华范越单位:重庆市轨道交通设计研究院有限责任公司