文 献 综 述

一、选题背景

1、研究背景

进入21世纪以来，随着我国城市化的快速发展，城市交通出行机动化引起的交通

拥挤、交通事故以及交通排放引起的环境污染已经成为备受各界瞩目的问题。我国城市

地区人口密度大，人均交通资源稀缺，这一情况使得各大城市都认识到发展公共交通是

解决中心城区诸多交通问题的根本出路，许多大城市均将以轨道交通为骨架的公共交通

体系建设作为重要发展方向。资料表明，截至2010年年底，我国已有12个城市开通了

城市轨道交通，其中上海、北京和广州三个城市的轨道交通运营里程均已经超过200km

同时，我国的高速铁路（客运专线）从无到有，其运营里程与商业运营速度已达世界领

先水平。此外，长江三角洲、珠江三角洲、京津唐、长株潭等地区的区域城际轨道交通

系统网络也进入到实质性建设阶段。城市轨道交通、城际轨道交通与国家干线铁路网络

三位一体的轨道交通体系将成为我国21世纪上半叶综合交通体系建设的突出亮点。

2、设计背景

南京作为长江三角洲中心城市之一和南京都市圈的区域中心城市，正面临伴随城市

化进程而来的交通困窘局面。主城以绕城公路、内环路以及八条放射状连接线的”两环

八射”快速路系统初具雏形，”经五纬八”的主干道网络已经形成。但是南京道路系统

的综合指标与发达国家比差距甚大，道路网络级配也不太合理，跨区交通瓶颈进一步加

剧。同时，南京居住区和就业区分离突出，中心区域间缺乏快速的交通方式的现状，也

导致新旧城之间和主要道路交叉口交通流量爆发式增长。

地铁13号线建成之后，贯穿主城区，连接其余的多条线路，为市民换乘提供更见便

捷的服务，成为名副其实的”换乘王”。不仅可以缓解市民出行的交通拥堵问题，而且

可以缓解市中心的城市用地紧张，提高道路的使用效率。

13号线在其建成之后，也将对其沿线的经济发展，其所在的城区的发展起到第二次

刺激的作用，其沿线的土地价格、商业价值也会呈现出增长的势头。

二、线路设计综述

文献资料中主要关注了线路设计，客流预测等方面进行初步的设计，内容总结如下。

2.1客流预测

1.轨道交通的客流预测的特点主要体现在以下五个方面。

（1）客流预测工作所要求的客流特征内涵多，他们对后续的工程设计与可行性论

证具有重要作用。

（2）线网的规划对客流影响巨大。

（3）客流预测需要注重客流峰谷特征。

（4）客流预测的敏感性分析工作内涵多，难度大，要求严格。

（5）在许多阶段均需要论证。

2.2 城市轨道交通线网规划

城市轨道交通系统工程项目一般都是庞大而复杂的系统工程，具有不可逆性，线

路一经建成难以更改，因此布局合理和规模适当的线网直接影响了城市交通结构

的合理性，工程项目的经济效益及社会效益。

1.线网规划编制原则和方法。

（1）以所在城市总体规划为指导。

（2）体现城市社会经济发展目标和战略要求。

（3）符合城市综合交通规划的目标和总体思想。

（4）以城市社会，经济与地理特征为基础。

2.三类网络规划的协调。

（1）站点布局的协调。

（2）轨道交通线路间的衔接。

（3）互联互通问题。

三、线路设计基本原则

1、符合城市总体规划

城市轨道交通是污染小的交通设施，有利于构建一句城市，但是其高速运行也会产生震动与噪声。在对轨道交通进行布局是，要考虑其震动与噪声对周边的影响，应根据建设城市的历史、人文、地理、经济等多方面因素，认真研究、权衡轨道交通投资、社会效益、经济效益、环境景观等多种因素，以确定最佳建设形式。

2、符合城市轨道交通线网规划

城市轨道交通选线应依据城市轨道交通线网规划，确定线路走向，拟定车站围着。注意与相邻线路平行间距和相交换乘关系，稳定线路起屹点、接轨点和换乘节点。周边为待开发用地的车站应尽量考虑与对外交通场站结合，并预留相应规划用地。

3、节约城市土地资源

城市轨道交通线路必须为节约土地及空间进行精心设计，尽可能与城市道路共用通道，尽量与道路红线及城市主要建筑物平行，隧道、车站、出入口等有条件与城市建筑结合的，应尽量结合。需要对沿线土地的现状利用情况、现行规划情况进行梳理，对站点影响范围内的土地利用情况进行统计分析。

4、减少城市拆迁工程

城市轨道交通不同于一般铁路，它往往受城市道路和建筑物限制，线位选择自由度小，选定线路必须仔细勘测、设计，经多方案比选确定，尽量避免或减少建筑物拆迁和沿线各类管道切改工程。

5、合理衔接其他交通方式

研究沿线及相交道路市政管线规划条件，考虑城市轨道交通与其他方式换乘衔接。换乘站点应结合沿线相交的在建及建成轨道交通线路条件，设计换乘方案，并考虑预留换乘条件。

6、便利运营组织

根据初步客流预测结果考虑运营交路、旅行速度及车辆配置等。应根据运营组织、行车交路，结合线路条件优化折返线、渡线、联络线及出入段线配置方案，达到方便折返停车、灵活条都、有利运营、缩短折返时间及折返线长度的目的。

7、考虑环境与文物保护

研究眼线文物保护方案，综合考虑地质环境、生态环境保护、城市防洪规划等控制因素。

8、考虑施工建设条件

应根据城市地形、道路、高压走廊、地下管线、重要建筑、环境景观、地质水文条件、施工方法与交通疏散等条件为将来的施工提供便利。

四、参考文献

1．中华人民共和国国家标准.地铁设计规范(GB 50157－2003) [S].北京：中国计划出版社.2003

2．中华人民共和国建设部.城市轨道交通工程项目建设标准(建标104-2008).北京：中国计划出版社.2003

3．叶霞飞、顾保南.轨道交通线路设计，同济大学出版社，2010

4．顾保南、叶霞飞.城市轨道交通工程，华中科技大学出版社，2007

5．施仲衡等.地下铁道设计与施工（第2版），陕西科学技术出版社，2006

6．毛保华.城市轨道交通系统运营管理. 北京：人民交通出版社.2006

7．沈景炎：城市轨道交通车站配线的研究.城市轨道交通研究，Vol.9，No.9，pp. 1-5，2006.9

8．李君，叶霞飞.城市轨道交通车站分布方法的研究[J].同济大学学报，2004（8）：1009.

9．张小松，叶霞飞，高亮全.上海市R3线桃浦段的轨道交通建设与沿线土地开发联动[J].城市轨道交通研究，2005（3）：47.

10．顾保南，姜晓明.论城市轨道交通最小曲线半径标准的选择[J].同济大学学报，2003(4)：428.

11．蔺增良：地铁辅助线设计研究.都市快轨交通，Vol.20，No.4，pp.63-66，2007.8

12．江永、叶霞飞.国外典型大城市轨道交通配线方法和经验.城市轨道交通研究，Vol.10，No.12，pp. 35-39，2007.12

13．Marry Webb , Jackie Clarke. Jane#8217;s Jane#8217;s Urban Transport SystemsURBAN TRANSPORT SYSTEMSs（2005－-2006）[M, ]. UK: Marry Webb Contributing, 2006

14．Boris S. Pushkarev, Jeffrey M. Zupan amp; Robert S. Cumella. Urban Rail in America[M], . Bloomington：Indiana University Press，1982

15．Peter White. Public Transport[M]. London：UCL Press, 1995

16．M. Gendreau，G. Laport amp; J.A.Mesa: Locating Rapid Transit Lines[J], . Journal of Advanced Transportation,1995（2）：145.

17．渡边健.地下铁道の设计（日文）[M].东京：山海堂，1963

一、地铁线路设计具体步骤

1、线网规划

城市轨道交通线网规划是城市轨道交通线路建设的基本依据与长期计划，需要体现城市总体发展战略。线网规划的上位规划是城市总体规划和综合交通规划，这是线网规划的重要依据，规划者要了解城市的现在和未来（包括：城市布局、人口、用地、交通、社会、经济、环境等）。轨道交通的线路走向要符合城市的总体规划，每一条线都要确定其功能定位，一般有骨干线和次干线之分。其中骨干线要串联起城市中重要的客流集散点，是城市中客流最集中的廊道，是支撑城市发展的。另外还有次要线路和加密线、如有必要，还可以有其他系统制式的线路。

2、预可（规划方案）

在建设规划做的同时或之后，业主单位为了把握线路整体的情况，一般会委托设计院来做线路的预可行性研究报告，主要是研究线路的路由方案，车站的布置，车辆段的选址（与规划院配合）等工作，以及线路的一些重、难点工程的初步研究以及工程投资，给出推荐的整体方案供业主单位参考。预可是对一些有可能上，但近期还没明确意见的线路做的前期研究，研究内容主要是线路路由、功能定位、沿线现状及规划情况、工程难点及控制点研究、（车辆选型）、行车与运营组织、车辆段选址等。

3、施工图设计

施工图设计为工程设计的一个阶段，在技术设计之后，两阶段设计在初步设计之后。这一阶段主要通过图纸，把设计者的意图和全部设计结果表达出来，作为施工制作的依据，它是设计和施工工作的桥梁。对于工业项目来说包括建设项目各分部工程的详图和零部件，结构件明细表，以用验收标准方法等。

二、线路平面位置方案比选

线路平面位置比选主要包括直线位置的比选和曲线半径的比较，其主要比选内容如下。

①线路条件比较：包括线路长度、曲线半径、转角等对于小半径曲线，在拆迁数量、拆迁难度、工程造价增加不多的情况下，宜推荐较大半径的方案，若半径大于或等于400m，则不宜增加工程造价来替换大半径曲线。

②房屋拆迁比较：包括拆迁房屋数量、质量、使用性质、拆迁难易等的比较。质量差的危旧房屋可以拆。住宅房易拆迁，办公房次之，工厂厂房难拆迁；学校、医院等单位，一般考虑邻近安置；商贸房异地搬迁，在市场经济的条件下拆迁难度大。

③管线拆迁比较：包括上下水管网、地下和地上电力线（管）、地下和地上通信电缆线（管）、煤气管、热力管等的数量、规格、费用及拆迁难度比较。大型管道改移费用高，下水管改移难度大。

④改移道路及交通便道面积比较：包括施工时改移交通的临时道路面积及便桥，恢复被施工破坏的正式路面及桥梁等。

⑤其他拆迁物比较：不属于上述拆迁内容的其他拆迁。

⑥城市轨道交通主体结构施工方法比较：包括施工的难易度、安全度、工期、质量保证、对市民生活的影响等方面的综合分析评价。

三、线路纵断面设计标准的确定

城市轨道交通的线路纵断面是由坡段和连接相邻坡段的竖曲线组成的。坡段的特征用坡段长度和坡度值来表示。

坡段长度为该坡段前后两个变坡点之间的水平距离（m）。

坡段坡度为该坡段两端变坡点的高程（m）除以坡段长度（m），其值以千分数表示坡度值上坡取正值，下坡取负值；如坡度为30#8240;，即表示每千米高差为30m。其计算公式为：

（#8240;） （5.1-1）

轨道交通线路纵断面设计的主要技术要素有坡度、坡段长度及坡段连接。

5.1.1设计原则

（1）纵断面设计要保证列车运行的安全、平稳及乘客舒适，高架线路要注意城市景观，坡段应尽量长些。

（2）线路纵断面要结合不同的地形、地质、水文条件、线路敷设方式与埋深要求、隧道施工方法、地上地下建筑物与基础情况以及线路平面条件等进行合理设计，力求方便乘客使用和降低工程造价。必要时，可考虑变更线路平面及施工方法。

（3）尽量设计成符合列车运行规律的节能型坡道组合的纵断面。车站一般位于纵断面的高处，区间位于纵断面的低处。除车站两端的节能坡道外，区间一般宜用缓坡，避免列车交替使用制动#8212;#8212;给电运行。

5.1.2主要技术要素的确定

（1）坡度

正线最大坡度是线路的主要技术标准之一，对线路的埋深、工程造价及运营都有较大的影响。因此，合理地确定线路最大坡度具有重要的意义。

城市轨道交通线路纵断面的最大坡度值，不包含曲线阻力、隧道内空气阻力等附加当量坡度，与我国城市间铁路设计中的限制坡度值定义有区别。

①城市轨道交通列车为了适应小站距的频繁启动、制动，要求具有良好的动力性能，一般采用全动轴或2/3动轴列车，启动加速度要求达到1m²/s及以上，这就意味着列车可以爬100#8240;及以上的当量坡度（最大坡度加上曲线阻力坡度、隧道附加阻力坡度）。

在实际设计纵断面时，线路坡度在满足排水及标高控制要求的前提下应尽可能平缓，一般应在20#8240;以下。正线允许的最大坡度值，主要受行车安全（与制动设备性能有关）、旅客舒适度、运营速度三方面影响；从保证行车安全出发，要求列车在失去部分（最大可达到一半）牵引动力的条件下，仍能用另一部分牵引动力，将列车从最大坡度上启动。因此，最大坡度阻力及各种附加阻力之和，不宜大于列车牵引动力的一半。我国《地铁设计规范》（GB 50157#8212;2013）规定，正线的最大坡度宜采用30#8240;，困难地段最大坡度可采用35#8240;。联络线、出入线的最大坡度宜采用40#8240;（均不计各种坡度折减值）。

②为便于排水，地下线路区间不能设计成平坡，而应设计不小于3#8240;的坡度。困难地段在确保排水的条件下，可采用小于3#8240;的坡度；地面和高架桥上正线最小坡度在采取了排水措施后不受影响。

③地下车站站台计算长度范围内的线路坡度宜采用2#8240;，在困难条件，可设在不大于3#8240;的坡道上。

④在地下线路的存车线和车辆折返用的尽端线上，应设2#8240;的纵向坡度，且是由车站向车挡为上坡。道岔宜设在不大于5#8240;的坡道上，在困难地段可设在不大于10#8240;的坡道上。

⑤地面和高架桥上的车站站台计算长度范围内线路宜设在平坡道上，在困难地段可设在不大于3#8240;的坡道上。车场线宜设在平坡道上，条件困难时，库外线可设在不大于1.5#8240;的坡道上。

⑥车站站台计算长度范围内线路应设在一个坡道上，有条件时宜布置在纵断面的凸形地段上，并设置合理的进、出站坡度。

⑦折返线和停车线应布置在面向车挡或区间的下坡道上，隧道内的坡度宜为2#8240;，地面和高架桥上的折返线、停车线，其坡度不宜大于1.5#8240;。

（2）坡段长度

两个坡段的连接点，即坡度变化点，成为变坡点。一个坡段两端变坡点之间的水平距离称为坡段长度。在列车通过变坡点时要产生附加离心力和附加加速度，为行车平稳考虑，宜设计较长的坡段。但为了适应线路高程的变化，坡段也不能太长，否则将引起较大的工程量，给施工带来困难。因此，应综合考虑两者的影响来确定最短坡段长度。

①如果坡段长度小于列车长度，那么列车就会同时跨越2个或2个以上的变坡点，各个变坡点所产生的附加应力和局部加速度会因叠加而加剧，影响列车的平稳运行和旅客的舒适。因此，线路坡段长度不宜小于远期列车计算长度。

②坡段长度还应满足竖曲线既不相互重叠，又能相隔一定距离，两竖曲线夹直线长度不宜小于50m，以利于列车运行和线路的维修。

竖曲线不得侵入车站站台范围，以保证站台的平稳和乘客的安全，并有利于车站设计和施工。为了节能和降低造价，竖曲线紧邻站台端最为有利，更易找到变坡点最佳位置，不至于失去节能型坡段的设计条件。

（3）坡段连接

①坡度代数差

列车通过变坡点时，车钩产生附加应力，并致使车辆的局部加速度增加，其值与相邻两坡段的坡度代数差成正比。坡度代数差太大，会影响旅客舒适度。虽然我国《地铁设计规范》（GB 50157#8212;2013）没有对坡度代数差加以限制，但根据国内外传统的经验，如两反向坡段的坡度值均超过5#8240;时，通常采用一段坡度不大于5#8240;的坡段连接。

②竖曲线

在纵断面上，若各坡段直接相连则形成一条折线。列车运行至坡度代数差较大的变坡点处，容易造成车轮脱轨、车钩脱钩等问题。为避免这类情况发生，当坡度代数差等于或大于2#8240;时，应在变坡点处设置竖曲线，把折线断面平顺地连接起来，以保证行车的安全和平稳。竖曲线有抛物线型和圆曲线型两种。抛物线型曲率是渐变的，更适宜列车运行，但由于铺设和养护工作较复杂，因城市轨道交通的最高运行速度并不高，故基本上不采用。另一方面，圆曲线型竖曲线具有便于铺设和养护的优点，切当竖曲线半径较大时，近似于抛物线型。因此，我国城市轨道交通线路采用圆曲线型竖曲线。

我国《地铁设计规范》（GB 50157#8212;2013）和《城市快速轨道交通工程项目建设标准（试行本）》规定（见表5-1）：对正线的区间线路，竖曲线半径一般取5000m，困难情况下取2500m；车站两端因行车速度较低，其线路的竖曲线半径可取3000m，困难情况下可取2000m。对联络线、出入线和车场线，竖曲线半径可取2000m。

表5-1竖曲线半径（m）

车站站台有效长度内和道岔范围内不得设置竖曲线，竖曲线离开道岔端部的距离应符合表4-4的规定。渡线应设在5#8240;以内的坡度上，而且竖曲线不应伸入道岔范围之内。竖曲线起点至道岔基本轨起点的距离，或距辙叉跟端以外短轨端点的距离，均不应小于5m。碎石道床线路竖曲线不得与平面缓和曲线重叠；当不设平面曲线时竖曲线不得与超高顺坡段重叠。