高架铁路是指环绕或穿越市区的架空
铁路,始建于20世纪初至30年代之间;其结构有钢或
钢筋混凝土梁式和挡土墙路基式两种,上铺轨道以通行车辆,工程简易、造价低。
建筑设计
高架铁路是指轨道铺设在架空的桥形建筑物上面的铁路,多为缓和大城市中心街道而修建,也有的是为减少破坏郊区环境或减少路基沉降而建,属于
以桥代路在轨道交通中的应用。与地铁比,高架铁路工程容易、造价便宜、通风采光皆好,但
铁路桥也有占用土地、振动和噪音污染等缺点。进入城镇街区的干线铁路、
城际铁路、
市域铁路或城市轨道交通中的
地铁、
轻轨、
单轨和磁悬浮轨道等铁路,为了减轻地面交通的拥挤、道口交叉以及为节约资金而不钻入地下隧道等问题时,其某些路段可修建为高架铁路。
运行特点
噪声方面
现代化的城市快速列车和轻轨列车其噪音远小于老式的有轨电车。对于减少轨道运输噪声的技术越来越成熟。国外城市轨道车辆普遍采用了橡胶弹性车轮,积极推广交流传动和径向转向架,在基础部分采用超长无缝线路。通过这些新技术、新工艺的实施大大降低了列车 运行过程中的冲击噪声和摩擦噪声。据测算,运用以上技术以后 一列城市轨道列车的运行噪声仅相当于一辆大型柴油汽车所产生的噪声。使用现代技术手段完全可以将轨道交通所产生的噪声降到最小。 城市高架和地面铁路所产生的噪声是一种“集中型噪声”。它有两个特点:第一,“人均噪声”小。快速轨道系统运量大,对于如此大规模的运输量“人均噪声”非常有限。如果没有这样一条城市高架铁路,就需要道路交通来输送,它产生的是一种“分散型
噪声”。其噪声总 量要远大于高架轨道运输产生的噪声。第二,易于治理。与“分散型噪声”相比“集中型噪声”更易治理。通过城市规划以及必要的遮挡也可以降低噪声的危害。轨道交通不仅不会增加城市交通噪声,反而是减少城市交通噪声的一个有效手段。可以说轨道交通越发展,城市交通所产生的噪声总量就越小。
安全方面
众周知交轨道交通要比道路交通安全得多。而对于高架轨道考虑到它 的运输环境,采用了更高的技术标准和更严格的管理措施,在安全性上更为可靠。在当今这个交通事故十分频繁的世界上,迄今为止还没有发生过高架轨道的交通事故。可以说高架轨道的安全是完全有保证的。
景观方面
高架铁路宽度约远小于高架道路,它对城市景观的负面影响要比
高架道路小得多。高架道路一般是混凝土结构,景观效果很难处理得好。而高架轨道由于宽度有限,又可采用钢结构,通过良好的设计不仅不会破坏城市景观 还可以成为一种新的景观,增加城市的美感。
轨道振动特点
当钢轨垫层刚度小于M1(可测量)时,轮轨冲击荷载和钢轨、铁垫板的振动加速度随垫层刚度的增大而急剧增大。当钢轨垫层刚度大于M1时, 同垫层刚度的增大对轮轨冲击荷载和钢轨、铁垫板的振动加速度影响减小。 当刚度很大时, 相当于钢轨和铁垫板合成一个振动体, 振动体的质量相应增大, 则振动频率相应减小, 振动加速度也就相应减小。
当铁垫板垫层刚度小于N1(可测量)时,轮轨冲击荷载和钢轨、铁垫板的振动加速度随垫层刚度的增大而急剧加大。当铁垫板垫层刚度大于N1时, 则垫层刚度的增大对轮轨冲击荷载和钢轨、铁垫板的振动加速度影响减小。同理, 如垫层的刚度很大, 则相当于铁垫板与承轨台合成一体, 则相应的振动质量就极大, 振动
加速度就相应较低。
防撞护栏设置
设置钢板围护
采用 12 mm 厚钢板包裹柱墩自地面至地面以上 2 m 范围内柱墩。
方案优点:
(1)无需更改路中绿化带宽度;
(2)一般不会因车辆撞击导致柱混凝土保护层损伤。
方案缺点:
(1)钢板围护用钢量较大;
(2)由于临近地面,围护钢板易受雨雪等因素侵蚀,
钢结构防腐涂装寿命降低,需经常维护。
设置防撞护栏
若路中绿化带具备拓宽条件,则可设置柔性、半刚性及刚性防撞护栏。考虑到
半刚性护栏易于安装维护,且消能效果良好。与刚性护栏相比,其可更好地保护车辆及车内乘员的安全。因此,建议设置半刚性护栏,但考虑到护栏变形间距需要,路中绿化带需拓宽。
方案优点: 在撞击作用下,减小柱墩表面损伤的概率,对公路车辆及车内乘员有一定的保护作用。
车站设置
高架车站结构常常是建筑结构与桥梁结构融合在一起的结构体系,在框架式高架车站结构设计中,根据直接承受列车荷载的轨道梁和建筑结构的连接方式的不同,可以考虑“建桥合一”与“建桥分离”两种结构受力体系。
建桥合一
“建桥合一”结构形式是指轨道梁直接支承在车站
横梁上,支承轨道梁的横梁、支承横梁的墩柱及基础受到列车动荷载很大影响的车站结构形式。对“建桥合一”结构类型的车站,预应力轨道梁和与预应力轨道梁简支的“干”字型结构的横梁、墩柱等构件及基础,应按照《铁路桥涵设计基本规定》(TB 10002.1-2005)中第4节列出的设计荷载及组合方式进行结构设计。站台层梁板柱及雨棚等则可以按照建筑结构 设计规范进行设计。
建桥分离
“建桥分离”结构形式是指高架区间桥在车站范围内连续,并与车站结构(站台和站厅的梁、板、柱及基础)完全脱开,各自形成独立的结构受力体系的车站结构形式。
注意事项
高架结构车站应充分考虑结构形式对城市景观的影 响;高架站的结构设计应根据使用功能要求,结合站点 周边环境、城市规划、道路交通、地下管线及工程地 质、水文地质条件等对结构和基础形式进行综合比选确 定;车站结构应考虑轨道梁、供电、通信、给排水、空 调等各系统设备及管线的设置,为接口预留条件。车站 站位应在选定的线路走向基础上,根据车站所在周边的 环境条件,确定车站的工法和主体位置,依据相应车站 类型,合理布置车站出入口、天桥等附属设施。