Общие сведения о метрополитенах (тема 8, лекция 16)

1.

Тема 8
Лекция 16
Общие сведения о
метрополитенах
Лектор: доцент кафедры «Железнодорожные станции и узлы»
Фёдоров Владимир Петрович

2.

Вопросы лекции
1. Основные определения и понятия.
Классификация линий метрополитенов.
2. Особенности отдельных устройств метрополитенов: пути,
подвижного состава, устройств энергоснабжения, СЦБ и связи

3.

1. Основные определения и понятия.
Классификация линий метрополитенов.
Метрополитен (фр. metropolitain, буквально — столичный),
представляет собой городскую внеуличную электрическую
железную дорогу, предназначенную для массовой скоростной
перевозки пассажиров. Название «метрополитен» принято в
Российской Федерации и во многих других странах; другое
название — «подземка» (англ. underground, нем. Untergrundbahn)
и «подземный путь» (амер. subway).
Метрополитен — наиболее удобный, безопасный и экономичный
вид внутригородского транспорта.

4.

• В комплекс сооружений, устройств и оборудования
метрополитенов входят: тоннели, путь и путевое хозяйство,
подвижной состав, станционное хозяйство, устройства
сигнализации, централизации, блокировки и связи, устройства
электроснабжения, эскалаторное хозяйство, устройства
тоннельной вентиляции, водоснабжения, отопления, водоотвода,
канализации, восстановительные и противопожарные средства.
Для ремонта и обслуживания подвижного состава имеются
заводы, электродепо и другие сооружения.

5.

6.

Классификация линий метрополитенов:
По типу заложения линии метрополитенов подразделяются на
подземные, наземные и надземные.
Подземные линии метрополитена (рис. а) являются основным и
наиболее распространенным видом; они могут быть мелкого и
глубокого заложения. В первом случае их располагают на глубине
до 15 м от поверхности земли, во втором — 15 м и более.
Наибольшее распространение получили метрополитены мелкого
заложения. При неблагоприятных геологических и
гидрогеологических условиях, а также наличии плотной
многоэтажной застройки в данном районе применяют глубокое
заложение.

7.

Наземные линии метрополитенов (рис. б) размещают на
поверхности земли. Строят их обычно в качестве конечных
участков линии в сравнительно малонаселенных районах города,
чаще всего в выемках, с учетом возможности переустройства в
будущем с развитием города в подземные.
Надземные линии метрополитенов (рис. в) размещают на
эстакадах. Они не получили широкого распространения и
сооружаются в отдельных случаях при трудных геологических и
топографических условиях города, с множественными
пересечениями рек, железных и автомобильных дорог.

8.

9.

Исторические сведения
Первая внеуличная железная
дорога длиной 3,6 км для
поездов с паровой тягой была
построена в Лондоне в
тоннелях мелкого заложения в
1860—1863 гг. С 1890 г. в
Лондоне началось
строительство тоннелей
глубокого заложения, а
введение электрической тяги
освободило тоннели от дыма и
копоти и улучшило условия
эксплуатации городской
подземной линии.

10.

В 1868 г. в НьюЙорке была
открыта надземная (на
металлических эстакадах)
городская железнодорожная
линия с канатной тягой
(замененной в 1871 г. на
паровую, а в 1890 г. — на
электрическую). Старейшими на
Европейском континенте
являются метрополитен
Будапешта, построенный в 1896
г., а также метрополитен Парижа,
пуск первой линии которого был
приурочен к открытию
Всемирной промышленной
выставки в 1900 г.

11.

В России первый метрополитен появился в
Москве.
Первая линия открылась 15 мая 1935 года
и шла от станции «Сокольники» до
станции «Парк культуры», с ответвлением
на «Смоленскую».
На сегодняшний момент Московское
метро — шестое в мире по интенсивности
использования после метрополитенов
Пекина, Токио, Шанхая, Сеула и Гуанчжоу,
пятое — по длине эксплуатируемых
линий.

12.

В Санкт-Петербурге метрополитен был
введён в эксплуатацию 15 ноября 1955
года.
Состоит из 5 линий, эксплуатационная
длина которых составляет 124,8 км. На
них расположено 72 станции. Имеется 7
пересадочных узлов. 12 станций имеют
пересадку на объекты железнодорожной
инфраструктуры (вокзалы, станции и
платформы). В систему входят 83
вестибюля, 301 эскалатор, 30
траволаторов и более 900 турникетов.
Имеется 6 эксплуатационных и одно
ремонтное депо.

13.

Особенности отдельных устройств метрополитенов:
пути, подвижного состава, устройств
энергоснабжения, СЦБ и связи
Принципы устройства и эксплуатации метрополитенов и железных дорог во
многом аналогичны. В метрополитенах России и стран СНГ такая же ширина
колеи, как и на железных дорогах — 1520 мм (на прямых участках пути и на
кривых радиусом 600 м и более). При меньшем радиусе колея уширяется на
величину, зависящую от радиуса кривой. Отклонения от ширины колеи не
должны превышать по уширению +2 мм и по сужению –2 мм. На кривых
радиусом 100 м и менее отклонения по уширению должны быть не более +2
мм.

14.

• В соответствии с ПТЭ метрополитенов РФ номинальный размер
ширины колеи между внутренними гранями головок рельсов на
прямых участках пути должен быть 1520 мм. Величины
отклонения от нормальных размеров ширины колеи не должны
превышать по сужению –4 мм по уширению +8 мм, а на парковых
путях по сужению –4 мм по уширению +10 мм. Ширина колеи
менее 1512 мм и более 1548 мм не допускается. На кривых
предусматривается возвышение наружного рельса над
внутренним, которое зависит от радиуса кривой и расчетной
скорости движения на ней и не должно превышать 120 мм.
Отклонение в уровне расположения рельсовых нитей от
установленных норм на кривых участках не допускается более 4
мм.

15.

На открытых наземных участках метрополитена, а также в местах расположения
стрелочных переводов и перекрестных съездов применяют пути на балластном
основании. В тоннелях и на закрытых наземных участках пути укладывают на
бетонном основании. В качестве подрельсового основания применяют в
тоннелях и на закрытых наземных участках деревянные (обычно сосновые)
шпалы или железобетонные опоры, а на открытых наземных участках —
железобетонные или деревянные шпалы. Длина шпал 2,7 м.
В пределах подземных станций путь укладывают на деревянных
шпалахкоротышах (полушпалах) длиной 0,9 м под каждый рельс или на
железобетонных опорах.
На 1 км главного пути укладывается на прямых участках в тоннелях 1680 шпал, на
наземных участках — 1840 шпал, в кривых в тоннелях — 1840 шпал и на
поверхности — 2000 шпал.
На главных путях применяют рельсы типов Р50 и Р65, на остальных путях — Р43.

16.

Скрепление рельсов со шпалами на главных путях, уложенных
на бетонном основании, раздельное (преимущественно типа
«метро»), на остальных путях — нераздельное. В первом случае
(рис. 34.1) рельсы прикрепляют к шпале внутри колеи лапой
подкладки, а снаружи — маятниковым штырем, а подкладку к
шпале — путевыми шурупами. При таком скреплении рельсы не
расшатывают шпалу и имеется возможность смены их без
извлечения шурупов, что весьма важно для метрополитенов,
где приходится неоднократно заменять рельсы при одних и тех
же шпалах.
Стыки рельсов нормальной длины располагают на весу; их
соединяют накладками с помощью болтов. Изолирующие стыки
в пути метрополитенов устраивают так же, как и на железных
дорогах общей сети. Широкое распространение получили
клееболтовые изолирующие стыки, в которых детали склеены
эпоксидным составом с установкой в зазор между торцами
рельсов фибровых прокладок, а под накладками и вокруг
болтов — стеклоткани.
Главные пути метрополитенов оборудуют противоугонами, а на
кривых участках при радиусе 300 м и менее устанавливают
контр
рельсы. Для отвода воды устраивают канаву с уклоном,
соответству ющим продольному уклону пути, а на
горизонтальных участках, —
равным не менее 0,003.
Устройство пути на станциях метрополитена показано на рис.
34.2,
на наземных участках — на рис. 34.3.

17.

18.

Подвижной состав метрополитенов России состоит из
цельнометаллических моторных вагонов типа Е
(производных модификаций); 81-717 (-714) (и
производных модификаций); 81-740 (-741) «Русич» (и
производных модификаций).
В 2011 г. планировали начать серийный выпуск
составов метро из вагонов типа 81-760 (-761), и для
Петербургского метрополитена — составов из вагонов
типа 81-55Х «НеВа» (для Невско-василеостровской
линии). Для этой серии вагоны -556 - головной
моторный, -557 прицепной моторный, -558 прицепной
промежуточный.
На сегодняшний момент в Петербургском
метрополитене эксплуатируются составы серии «Нева»
в оригинальном исполнении и модификации 81556/7/8.1.2
И «Юбилейный» 81-722/3/4 и модификации .1 .3

19.

В отличие от железных дорог,
питание тяговых двигателей
моторных вагонов
метрополитенов в России
происходит от третьего рельса,
называемого контактным, по
которому токоприемник
вагона скользит во время
движения. Контактный рельс
располагается вдоль
рельсовой колеи, как правило,
с левой стороны по ходу
поезда и только в местах
расположения стрелочных
переводов и перекрестных
съездов, а также в случаях,
когда платформа находится
справа, возможно размещение
его с правой стороны.
Электроснабжение метрополитенов происходит следующим образом:
трехфазный ток напряжением 6 или 10 кВ от энергосистемы города
поступает по высоковольтной линии на тяговую или тяговопонизительную
(совмещенную) подстанцию и оттуда, после преобразования посредством
трансформатора и кремниевого выпрямителя, к местам потребления.
Тяговая подстанция предназначается для питания тяговых нагрузок,
совмещенная — для питания как тяговых, так и силовых и осветительных
нагрузок.
Питание контактного рельса электрическим током производится по
кабелям, идущим от шин постоянного тока тяговой подстанции. Обратным
проводом служат ходовые рельсы, от которых ток по кабелю
(отсасывающему фидеру) возвращается на тяговую подстанцию. Ток от
контактного рельса через токоприемник вагона поступает к тяговым
двигателям, превращающим электрическую энергию в механическую,
которая через передачу приводит в движение колесные пары вагонов.

20.

Контактная сеть каждого главного пути получает
питание постоянным током напряжения 825 В.
Согласно ПТЭ напряжение постоянного тока на
щитах тяговой подстанции должно быть не более
975 В, а на токоприемнике электроподвижного
состава — не менее 550 В. Схема прохождения
тягового тока по участку с двусторонним питанием
контактной сети приведена на рис. 34.5. Каждая
тяговая и совмещенная тяговопонизительная
подстанции должны иметь питание электроэнергией
от двух различных источников энергосистемы.
Контактный рельс 4 (рис. 34.6) подвешивают
головкой вниз наметаллических опорах кронштейнах
5, которые прикрепляют к концам деревянных шпал
6 путевыми шурупами 8, а к концам железобетонных
шпал — вертикальными закладными болтами. При
этом токоприемник 2, постоянно подтягиваемый
пружинами вверх, скользит по головке контактного
рельса, обеспечивая таким образом нижний
токосъем.
Для защиты людей от случайного поражения током
контактныйрельс на всей протяженности сверху и с
боков закрывается защитным коробом,
изготовленным из дерева или другого
изоляционного материала.

21.

Для обеспечения безопасности и организации движения поездов
линии метрополитенов оборудуются устройствами:
• комплексной системы автоматизированного управления
движением поездов, состоящей из подсистем автоматического
регулирования скорости и автоматического управления
поездами(АУП);
• электрической централизации стрелок и сигналов (ЭЦ),
предназначенной для управления стрелками и светофорами
станций с путевым развитием и парковых путей электродепо;
• диспетчерской централизации (ДЦ) для управления стрелками и
светофорами с центрального диспетчерского пункта, а также для
контроля за состоянием управляемых объектов на станциях и
перегонах.

22.

Система автоматического регулирования скорости движения поездов обеспечивает:
непрерывный контроль за соблюдением машинистом максимально допустимых
скоростей и автоматическое торможение при превышении их; автоматическое
торможение поезда (маневрового состава) до полной его остановки перед занятым
или поврежденным участком пути и перед светофором с запрещающим показанием;
сигнальные показания (например, допустимой скорости движения) на пульте в
кабине управления.
Устройствами АРС оборудуют главные пути, соединительные ветви, пути для оборота
и отстоя составов, а также электроподвижной состав, предназначенный для
эксплуатации на этих путях. Системой АРС оснащены все метрополитены России.
Применяемая на метрополитенах система автоведения позволяет осуществить
управление движением поездов из одного пункта без непосредственного участия
машинистов, но под их контролем. Для этого применяют центральный пост
автоведения, напольные устройства и поездное оборудование. При АРС в кабине
управления поездов имеются указатели АЛС, выполненные в виде светящихся ячеек с
цифрами и буквами. Цифровое сигнальное показание указывает предельно
допустимую скорость на данном участке. В связи с этим на линиях, оборудованных
автоблокировкой с автостопами и защитными участками и устройствами АЛСАРС,
движение при сигналах светофора один зеленый огонь, один желтый огонь, один
желтый и один зеленый огни, два желтых огня разрешается со скоростью, не
превышающей указанную сигнальным показанием АЛС.

23.

• На всех линиях метрополитенов должны быть
следующие основные виды связи: поездная
диспетчерская, поездная радиосвязь, тоннельная,
электродиспетчерская, электромеханическая
диспетчерская, радиосвязь диспетчеров с
восстановительными формированиями, эскалаторная
диспетчерская, стрелочная, оперативная служебная
между диспетчерскими пунктами и объектами СЦБ,
автоматики, телемеханики и др. Линии метрополитена
оборудуются устройствами автоматического
выявления перегрева букс в проходящих поездах и
передачи соответствующей информации на пост
централизации ближайшей станции или поездному
диспетчеру. На метрополитенах предусматриваются
устройства управления работой станций с
применением телевидения и, в частности,
теленаблюдения за перемещением пассажиров.