地铁线路纵断面设计优化探讨

2022-09-11

1、列车运行状态分析

列车运行状态可分为牵引状态, 惯性状态和制动状态三种形式。三种形式的不同坡度段的组合有一些差异。到深圳地铁6a编组, 速度目标值为80km/h, 例如列车开始加速出站, 开始加速斜坡不同坡度的差距, 火车开始加速较小的距离达到短时间目标值 (见表1) 。

当火车在间隔期间运行时, 当列车的重力可以克服列车抵抗列车做功时, 火车将处于惰性状态。当列车重力克服工作阻力 (坡度上坡或大于5‰) 时, 列车将进行多次牵引, 以加速两种惰性状态 (见图1) 。当坡度比运行更周期时, 距斜坡距离越远, 牵引距离越小, 列车运行距离和坡度越小, 运行时间的二次函数关系的斜率在最短列车时约为15分钟。

2、基于节能以及优化相关工程条件的线路纵断面方案

2.1、平均单向斜率小于10‰, 间隔长度不超过2.4km。由于线段的长度不大于2.4km, 所以通风井不考虑, 不考虑地下建筑结构, 地质, 线路设置加速斜坡。根据“标准”地铁联络渠道设计, 建立每6套, 间隔排水泵站和渠道服务, 以减少项目投资。因此, 单向间隔的平均斜率小于10‰, 纵向截面应采取以下方案:间隔设置在加速斜坡两端 (火车站, 中间连接边坡加速度) , 排水泵站差距和接触渠道建设的最低点。

2.2、平均单向斜率小于10‰, 间隔长度大于2.4km。当间隔长度大于2.4km时, 排水泵与轴之间的间隔必须设定在纵向截面程序中, 优先对相关工程条件进行优化。乘坐深圳地铁20号机场北站至重庆路站, 线路填海区非常平坦, 长3.9公里, 站立高度约0.7米, 标准6A编组, 目标速度达80公里/小时。根据“标准”地铁设计范围应在每个井中设置1.8km间隔轴深, 位置应平滑流动, 因此应至少分开1轴;超过1.5公里, 应提供最小的交叉A排水泵站, 尽可能减少泵组。通过分析列车的运行状态, 指出加速度坡度应设在列车加速站。达到速度目标值后, 列车制动器减速前的坡度应为4‰~7‰。

总之, 当线路坡度小于10‰, 平均单程区间长度大于2.4公里, 线路应采用连续V形单坡, 坡长小于1.5公里, 坡率不应大于7‰, 最高位置应根据区间确定通风井的位置选择0.10) 平均单程坡度超过千分之.当平均斜率大于10‰时, 较低仰角一端的加速度斜率将导致下一节坡度很大, 反而不利于行车。因此在这种条件下, 区间纵断面应当设置成单向坡。

单向斜率分为单斜坡和多坡度。单斜坡在通风等方面, 坡度有一些优点, 但在节能方面, 需要确定牵引计算。同时, 多段斜坡有很多组合, 不同组合对牵引能耗的影响尚未得出明确结论。结合对列车运行状态的分析, 列车应加速启动斜坡的小斜坡, 使制动减速区的坡度减小到达目标值的速度范围曲线锁定前的选择是无法确定的。基于这个问题, 提出了以下四个垂直程序:平均坡度比例超过10% (深圳地铁10号东梅林创新园区, 例如梅林东创新园区约4公里, 总面积76亿平方米, 约为平均梯度约19‰)

选项1:单斜率程序。车站出站后, 在进入车站前将使用19‰的斜坡。选项2:坡道+单坡坡+陡坡计划。线路500米, 万分之5缓坡, 为25‰创新园站, 25‰加速斜坡, 单坡。选项3:陡坡+坡度缓坡。从梅林东站线1.5公里, 5‰情景4:陡峭和平缓的斜坡之间的交叉使用。经过梅林东站500米通过, 5‰坡度, 其次是25‰坡度 (单坡段, 爬升高度不大于16米) , 然后拾起5‰坡度, 其次是在250米以前的梅花站。

情景1 (单坡型) 能耗比其他节能耗能, 单斜率在能耗方面没有优势。方案2情景4情景3的能量消耗表明, 纵向程序之前的制动器减速度对速度和能量消耗目标值的影响是存在的, 对陡坡和平缓的坡度具有一定的优势。牵引数据的方案III和IV基本相同, 这表明当相应长度的斜率确定税率范围, 能源消耗已经确定, 这种安排对能源消耗的斜率没有影响。结合工程实践, 间隔长度超过2.4km, 根据隧道通风要求, 应设定轴间距和深度, 轴线不宜过大, 应立即爬上线速度目标值, 在区间后半段采用缓坡 (如图2中方案A所示) 。

图2相同坡长、坡率组合下不同排列方式的纵断面示意图

结束语

综上所述, 应该在设计线路轮廓时考虑。在设计过程中, 垂直截面设计在大多数情况下是灵活的。这项研究的结果可以帮助优化灵活性较大的纵断面, 但由于影响轮廓的因素多, 应用范围的结果也有一定的局限性。因此, 我们希望更多同事在地铁上深入研究, 以降低地铁运营成本, 实现更高的经济效益。

摘要：根据列车运行条件, 提出了节能和基于结果分析的纵断面设计方案, 地铁工程条件的优化表明, 在牵引列车应采用大坡度增加列车加速下坡, 减少牵引距离和牵引能耗, 同时使列车的重力势能转换为在制动的列车状态动能;大坡度上坡增加制动力适当的使用下, 制动能量消耗和缩短制动距离, 而列车的动能转化为重力势能。

关键词：线路纵断面,设计,优化探讨