纵断面设计方案-城市轨道交通线路与站场

线路纵断面是沿线路中心线展直后的路肩高程在铅垂面上的投影线。线路的纵断面设计在平面设计的基础上进行，同时又可对平面设计进行检验和调整，它最终确定线路在城市三维空间的位置。

1.线路纵断面的组成

线路纵断面由坡段及坡段间的连接组成，如图3-6所示。纵断面设计的主要技术要素有最大坡度、坡度代数差、竖曲线线形和曲线半径等。城市轨道交通的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，如图3-7所示。坡段长度Li是指前后两个变坡点之间的水平距离。坡度i是指两个变坡点之间的高程Hi除以坡段长度Li，其值通常以千分数表示。

图3-6　城市轨道交通线路纵断面设计

图3-7　坡段长度和坡度

2.线路纵断面主要技术要素的确定

纵断面设计的主要技术要素有坡度、坡段长度、坡段连接。

（1）坡度。《地铁设计规范》（GB50157—2013）中关于线路坡度和车站及其配线坡度选用如下。

①线路坡度设计应符合下列规定。

a.正线的最大坡度宜采用30‰，困难地段可采用35‰。在山地城市的特殊地形地区，经技术经济比较，有充分依据时，最大坡度可采用40‰（均不考虑各种坡度折减值）：

b.联络线、出入线的最大坡度一般情况下采用40‰（均不考虑各种坡度折减值）；

c.区间隧道的线路最小坡度宜采用3‰，困难条件下可采用2‰，区间地面线和高架线，当具有有效排水措施时，可采用平坡。(www.xing528.com)

②车站及其配线坡度设计应符合下列规定：

a.车站宜布置在纵断面的凸型部位上，可根据具体条件，按节能坡理念，设计合理的进出站坡度和坡段长度；

b.车站站台范围内的线路应设在一个坡道上，坡度宜采用2‰，当具有有效排水措施或与相邻建筑物合建时，可采用平坡；

c.具有夜间（无司机）停放车辆功能的配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‰，地面和高架桥上坡度不应大于1.5‰；

d.道岔宜设在不大于5‰的坡道上，在困难地段应采用整体道床，尖轨后端为固定接头的道岔，可设在不大于10‰的坡道上；

e.车场内的库（棚）线宜设在平坡道上，库外停放车的线路坡度不应大于1.5‰，咽喉区道岔坡度不宜大于3.0‰。

（2）坡段长度。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度。因此，线路坡段长度不宜小于远期列车长度。按每节车厢19.11m计算，当用8节车厢时，约为150m；当用6节车厢时，约为115m；当用4节车厢时，约为75m。

（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。

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。为避免出现这类情况发生，当两相邻坡段的坡度代数差等于或大于2‰时，应设圆曲线形的竖曲线连接，把折线断面平顺地连接起来，以保证行车安全和平稳。《地铁设计规范》（GB50157—2013）规定：“对正线的区间线路，竖曲线半径一般取5000m，困难情况下取2500m；车站端部因行车速度较低，其线路的竖曲线半径可取3000m，困难情况下可取2000m。对于联络线、出入线和车场线，竖曲线半径可取2000m。”

③竖曲线夹直线。由于允许的坡段长度较短，而允许的坡度值又较大，因而实际设计时常会出现两条竖曲线重叠或相距很近的情形。为了避免或减轻列车同时位于两条竖曲线而产生的振动叠加，《地铁设计规范》（GB50157—2013）规定：相邻竖曲线之间的夹直线不宜小于50m。

地下隧道车站的纵断面设计，除了满足相应的坡度、坡段长度、坡段连接要求外，还要综合考虑隧道类型、拟采用的施工方法及运营特点等因素。

对于浅埋隧道，一般采用明挖法施工，宜靠近地面，以减少土建工程量，简化施工条件。同时。又要考虑在隧道上面预留足够的空间来设置城市地下管道，有足够厚度的土壤层来隔热，使隧道内不受地面温度变化的影响。通常浅埋区间隧道衬砌顶部至地面距离不小于2m。由于车站本身要求的净空高度大于区间，因而浅埋车站一般位于凹型纵断面的底部。这种纵断面形式是“进站下坡，出站上坡”，导致列车进站制动和出站加速都需要耗费较多的能量，不利于运营。

对于深埋隧道，通常位于比较稳定的地层内，其顶部以上的地层厚度要能够形成承载拱，为此应埋深一些。在保证车站净空要求的前提下，深埋隧道的车站应埋浅一些，尽量接近地面，因为这样设计的车站土建工程量较少，还可节省升降设备投资，乘客上下地面的时间也相应减少。这种情况下，车站位于线路凸型纵断面顶部，便于进站减速、出站加速，节省运营成本。