Проектирование станций метрополитена

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Проектирование станций метрополитена

Рабочая программа и задание на курсовой проект

с методическими указаниями

для студентов VI курса

по специальности

270201 Мосты и транспортные тоннели

Москва – 2007

Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования в соответствии с государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки инженера путей сообщения по специальности 270201 (МТ).

Составил: канд. техн. наук, проф.

Рецензент:

Рабочая программа

1. Цель изучения дисциплины

В дисциплине «Проектирование станций метрополитена» изучаются: основные принципы проектирования, конструкция, внутреннее обустройство перегонных тоннелей и станций метрополитена, гидротехнических, коммунальных и судоходных тоннелей и тоннелей городских пересечений.

Цель изучения дисциплины «Проектирование станций метрополитена» - дать студентам знания, развить навыки и привить умения в области проектирования, конструирования тоннельных обделок и расчета обделок станций метрополитена.

Изучение дисциплины основано на использовании оптимальных методов планирования и вычислительной техники. Данной дисциплине предшествует изучение таких дисциплин, как «Сопротивление материалов», «Строительная механика», «Строительные материалы в мосто - и тоннелестроении» и др. Она тесно связана с такими дисциплинами, как «Инженерная геология», «Механика грунтов», «Основания и фундаменты», «Строительные работы и машины в мосто - и тоннелестроении» и др.

1.1. Последовательность изучения дисциплины:

Согласно учебному плану дисциплина изучается на VI курсе. На установочной сессии читаются лекции по наиболее важным темам, проводятся консультации и практические занятия по выполнению курсового проекта на тему: «Конструкция станции метрополитена» и по подготовке к экзамену по дисциплине.

Контроль усвоения студентами материала по дисциплине, полученных знаний, выработки необходимых навыков и умений проводится в ходе защиты курсовых проектов и при сдаче экзамена по дисциплине.

2. Требования к уровню освоения

содержания дисциплины

Изучив дисциплину, студент должен:

2.1.Знать основные принципы проектирования метрополитенов и основные сведения о подвижном составе, оборудовании и устройстве метрополитена; конструкцию перегонных сооружений станционного комплекса метрополитена; методику расчета обделок перегонных тоннелей, станций и эскалаторных тоннелей метрополитена.

2.2. Уметь проектировать конструкцию и внутреннее обустройство перегонных сооружений и станционных комплексов метрополитена, определять основные параметры и планировочные решения станций метрополитена; определять нагрузки на несущие конструкции всех сооружений метрополитена и выполнять их расчет; выбирать и проектировать технологию сооружения перегонных сооружений и станционных комплексов; осуществлять организацию, техническое руководство и контроль за всеми видами строительно-монтажных работ при сооружение перегонных сооружений и станционных комплексов метрополитена.

2.3. Иметь представление об особенностях геодезических работ при строительстве метрополитенов, о физической сущности процессов, протекающих в грунтовом массиве при раскрытии выработки; о вентиляции и освещении, электроснабжении, сигнализации, централизации, блокировке (СЦБ) и связи, водоснабжении, канализации и отоплении на метрополитенах; о поперченном сечении и оборудовании гидротехнических, коммунальных и судоходных тоннелей, тоннелей городских пересечений.

3. Объем дисциплины и виды учебной работы

4. Содержание дисциплины

4.1.Разделы дисциплины и виды занятий

4.2. Содержание разделов дисциплины

4.2.1. Основные принципы проектирования

станций метрополитена

Понятие о массовом городском пассажирском транспорте и его основных характеристиках (пассажиропоток, пассажирооборот). Установление пассажиропотоков и объем пассажирских перевозок для районов города. Уличный и внеуличный транспорт. Метрополитен и его преимущества перед другими видами городского транспорта. Условия целесообразного применения метрополитена. Типы метрополитенов. Принципы проектирования схемы линий метрополитена. Связь линий метрополитена и городского уличного транспорта. Размещение станций метрополитена. Расположение вестибюлей. Совмещение входов на станции с подземными переходами под магистралями.

Эксплуатационная схема линии метрополитена и ее основные элементы. Связь метрополитена с пригодными железными дорогами. Организация пересадок со станций пригодных железных дорог на линии метрополитена. Вылетные линии. Устройство глубокого железнодорожного ввода.

План и продольный профиль метрополитена глубокого и мелкого заложения. Назначение расстояния между однопутными перегонными тоннелями глубокого заложения и глубины расположения станций метрополитена. Краткий обзор развития отечественного и мирового метростроя [7].

4.2.2. Подвижной состав, путевые устройства и

электрооборудование метрополитенов

Подвижной состав метрополитена. Габариты перегонных тоннелей кругового и прямоугольного сечений. Особенности габаритов станционных тоннелей.

Конструкция верхнего строения пути метрополитена. Технология укладки пути на жестком основании. Сварка рельсов в тоннеле.

Электроснабжение метрополитена. Схема и расположение тягово-понизительных подстанций. Контактный рельс. Обеспечение безопасности движения электропоездов метрополитена. Автоблокировка и автостопы. Система автоматического регулирования скорости (АРС). Блуждающие токи и борьба с ними. Освещение тоннелей, пассажирских и служебных помещений [7].

4.2.3. Перегонные сооружения метрополитена

Перегонные тоннели, сооружаемые закрытыми и открытыми способами. Камеры съездов. Тоннели тупиков. Раструбы. Выходы тоннелей на поверхность.

Обделка тоннелей и камер из монолитного бетона и железобетона, из монолитно-прессованного бетона, чугунных тюбингов и железобетонных элементов. Сопряжение тоннелей разных диаметров. Обеспечение гидроизоляции сопряжений. Особенности конструкций перегонных тоннелей метрополитена в сейсмических условиях [7].

4.2.4. Станции метрополитена

Классификация станций по глубине заложения, характеру эксплуатационной работы, числу платформ и конструктивным формам. Определение параметров станций (размеры платформ и станционных залов, число выходов и эскалаторов, ширина лестниц и переходов, количество дверей в вестибюле) в зависимости от расчетных пассажиропотоков.

Комплекс станционных сооружений и устройств: наземный вестибюль с машинным залом, эскалаторный тоннель, натяжная камера, станционные залы, тягово-понизительная подстанция, санузел, медпункт, служебные помещения. Основные принципы планировки сооружений станционного комплекса.

Конструкции станций глубокого заложения, планировочные решения и основные сведения о последовательности сооружения станций:

·  трехсводчатые пилонные станции с обделками из монолитного бетона, чугунных тюбингов и железобетонных элементов с балочными или клинчатыми перемычками;

·  трехсводчатые колонные станции с обделками из монолитного бетона, чугунных тюбингов и железобетонных элементов, опирающихся на стальные прогоны или чугунные перемычки и поддерживаемые стальными или чугунными колоннами;

·  трехсводчатая колонная станция с обделкой из чугунных тюбингов со сближенными тоннелями и стандартными перемычками, поддерживаемыми колоннами;

·  колонная станция без боковых платформ;

·  односводчатые станции с обделками из монолитного бетона, чугунных тюбингов или железобетонных элементов, обжимаемых в породу.

Конструкции трехпролетных и односводчатых станций мелкого заложения из монолитного и сборного железобетона. Особенности их гидроизоляции.

Внутренние конструкции станции метрополитена. Посадочные платформы. Путевые и подплатформенные стены. Водозащитные зонты и желоба. Вентиляционные каналы и решетки. Распределение подплатформенного пространства.

Статический расчет обделок станций метрополитена: определение нагрузок; обоснование расчетных схем; учет упругого отпора окружающей среды и взаимодействия обделок смежных тоннелей; определение усилий в элементах обделок; применение ЭВМ для статического расчета станционных обделок; особенности расчета конструкций трехсводчатых станций глубокого заложения из сборного железобетона; расчет проемных и пилонных колец; расчет балочных и клинчатых перемычек; расчет односводчатых станций, опирающихся на массивные опоры; особенности расчета станций мелкого заложения [7].

4.2.5. Связь станций метрополитена с поверхностью земли

Лестничные спуски. Эскалаторы и лифты. Преимущества эскалаторов. Схема эскалатора и его конструктивные элементы. Производительность эскалатора. Габариты и размещение эскалаторных установок. Лифты и условия их рационального применения.

Схема одномаршевых вухмаршевых эскалаторных комплексов. Конструкция эскалаторного тоннеля, натяжной камеры и сопряжения между ними. Использование эскалаторного тоннеля в качестве вентиляционного канала. Внутреннее обустройство эскалаторного тоннеля и натяжной камеры. Планировка и конструкция машинного помещения. Сопряжение машинного помещения с эскалаторным тоннелем.

Наземные и подземные вестибюли метрополитена, их планировка и архитектурное оформление. Привязка наземных вестибюлей на плане городской застройки.

Конструкция подземных вестибюлей. Подземные вестибюли, совмещенные с подуличными переходами. Промежуточные вестибюли, их назначение и конструкция [7].

4.2.6. Пересадки на линиях метрополитена

Схемы планировочных решений пересадок. Схемы пересадок по высоте.

Конструкция пересадочных тоннелей и их пересечений со станциями.

Конструкция объединенных пересадочных станций глубокого и мелкого заложения [7].

4.2.7. Санитарно-технические устройства метрополитена

Задачи вентиляции тоннелей метрополитена и принципы проектирования системы вентиляции. Определение объема проветривания. Вентиляционные установки и их подбор.

Устройства для подачи и распределения воздуха, их конструкция и размещение: киоски, вентиляционные шахты, камеры и тоннели.

Водоотвод и водоотлив: источники поступления вод в тоннели; устройства для отвода воды со станций и перегонов; водоотливные установки (основные, транзитные, местные), их размещение, конструкция обделки и оборудование.

Водоснабжение, отопление и канализация линии метрополитенов [7].

4.2.8. Гидротехнические тоннели

Основные сооружения гидроэнергоузлов. Деривационные тоннели. Уравнительные шахты и напорные бассейны. Подземные машинные здания. Особенности проектирования деривационных тоннелей в плане и профиле. Внутреннее очертание и размеры сечений напорных и безнапорных тоннелей. Конструкции обделок гидротехнических тоннелей. Особенности их статистического расчета [7].

4.2.9. Коммунальные тоннели

Проектирование коммунальных тоннелей в плане и профиле. Поперечные сечения и конструкции обделок. Основные способы сооружения. Применение щитового способа работ и продавливания готовых секций [7, c. 535-536].

4.2.10. Судоходные тоннели

Требования к плану и профилю судоходных тоннелей. Поперечные сечения и типы обделок судоходных тоннелей. Оборудование для проводки судов [7, c. 537-538].

4.2.11. Тоннели городских пересечений

Требования к поперечному сечению, плану и продольному профилю городских транспортных и пешеходных тоннелей. Конструкции и гидроизоляция тоннелей. Нагрузки и основные расчетные положения. Водоотвод и вентиляция. Особенности строительства [7, c. 537].

4.3. Лабораторный практикум

4.4. Практические занятия

5. самостоятельная работа

Курсовой проект «Конструкция станции метрополитена». Варианты станции (2-3), выбор варианта конструкции станции; основные параметры станции; нагрузки, действующие на станцию; статистический расчет обделки и проверка несущей способности основных конструктивных элементов. Объем графической части проекта: 2 листа формата А2 и расчетно-пояснительная записка.

6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература

Основная

1.  Филиппов и метрополитены. Часть 3. – М.: РГОТУПС, 2006 – 94с.

2.  Филиппов , сооружаемые щитовым и специальными способами. М.: РГОТУПС, 2004. – 211с.

3.  Сонин станции метрополитена. Уч. пособие. М.: МИИТ, 2006.

4.  Сонин станции метрополитена. Уч. пособие. М.: МИИТ, 2006.

5.  СНиП . Тоннели железнодорожные и автодорожные. М.: Госстрой России, 1997.

6.  Малый и метрополитены. САО СНИИС. М.: Трансстрой, 2001.

Дополнительная

7.  Храпов и метрополитены. – М.: Транспорт, 1989.

8.  и др. Справочник инженера-тоннельщика. М.: Транспорт, 1993.

9.  Филиппов и метрополитены. Часть 2. М: РГОТУПС, 2002. – 127с.

10.  Эстеров работы. Учебник. М.: Транспорт, 1983.

6.2.  Средства обеспечения освоения дисциплины

Компьютерные программы: intab-12, Лира-9, АВТОКАД-2004.

7. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Специальная лаборатория «Мосты и транспортные тоннели».

8. Методические рекомендации по

организации изучения дисциплины

На установочной сессии преподаватель дает общие рекомендации по изучению дисциплины: ведение конспекта, получение в университетской библиотеке или МБА рекомендуемой учебной литературы, приобретение в книжных магазинах и в киоске университета новой нормативной, справочной и другой литературы по специальности.

По сложным и принципиально важным темам, кроме лекций, проводятся практические занятия для разработки деталей конструкций и сооружений. Примером может служить составление схем сооружения однопутного тоннеля, выбор расчетной схемы обделки.

Студентам рекомендуется для более глубокого освоения дисциплины и ее связи с практикой самостоятельно ознакомиться с имеющимися типовыми проектами, конструкциями, постоянно посещать действующие строительные выставки Российской Федерации и международные выставки по строительству, организуемые в Москве или в других городах. На них можно ознакомиться не только с экспонатами, но и с проектами, отражающими последние достижения отечественного и зарубежного тоннелестроения.

Для самостоятельного изучения дисциплины студентами и подготовки их к экзамену, по каждой теме указывается список литературы и страницы, относящиеся к этой теме.

Для подготовки к экзамену студентам заранее выдают перечень вопросов по основным темам, программам.