铁道概论 铁路线路

2）保证乘客乘座舒适 当列车从直线段进入缓和曲线范围内运行时，外侧车轮在外轨上 逐渐升高；当列车从圆曲线段进入缓和曲线范围内运行时，外侧车轮
在外轨上逐渐降低。如果升降速度过快，会引起乘客的不舒适感。
设以f（mm/s)表示外侧车轮升降速度，则存在如下关系式：
通常规定，在一般地段，f=32mm/s；在困难地段，f=40mm/s。可以 反推出：
如坡道阻力、曲线阻力、起动阻力等。附加阻力随列车运 行条件或线路平、纵断面情况而定，阻力方向与列车运行 方向相反。
曲线附加阻力：当列车通过曲线时，由于惯性力的作 用，外侧车轮轮缘紧压外轨，使其磨耗增大。又由于曲线 外轨长于内轨，外轮在外轨上的滑行等原因，运行中的列 车所受阻力比在直线上所受阻力大，两者之差称为曲线附 加阻力。曲线附加阻力大小常用下公式计算：
铁路线路是由路基、轨道和桥隧建筑物组成的一个整体工程结
构。
铁路线路是由路基、轨道和桥隧建筑物组成的一个整体工程结构。
概述
铁路的勘测设计
在建筑一条铁路之前，必须进行调查研究和勘探工作，并从若干
个可供比较的方案中选出一个最优方案来进行设计。
铁路建设的三个阶段： 前期工作阶段：主要进行方案研究、初测和初步设计工作。
基本建设阶段：主要进行定测、技术设计和施工图设计，最后进
行工程施工、验交投产。 投资效果反馈：铁路运营若干年后，有建设单位会同有关部门，
对工程质量、技术指标和经济效益等考察验证，以评价设计和施工质
量。
2.1.2 铁路等级及主要技术标准
注：Mt：百万吨
2.1.2 铁路等级及主要技术标准
铁路主要技术标准包括：正线数目、限制坡度、最小曲线半径、牵
力的车辆。
牵引种类 电力牵引、内燃牵引、蒸汽牵引三种
牵引种类 电力牵引、内燃牵引、蒸汽牵引三种
机车交路又称机车牵引区段，机车 牵引列车往返行驶的路段。其长度 称为机车交路距离。机车交路两端 的车站称为区段站 。 按牵引区段长度分为短交路、长交路
和超长交路。
短交路：一个往返交路由一班乘务组承担 长交路：一个单程交路由一班乘务组承担
线路中心线：路基横断面上距外轨半个轨距的铅垂线AB与路肩水平线CD的交点
O在纵向的连线
图2－1 线路横断面
线路中心点在水平面上的投影，叫做铁路线路的平面，
表明线路的直、曲变化状态； 线路中心点展直后在铅垂面上的投影，叫铁路线路的纵
断面，表明线路的坡度变化。
图2-2 线路平面
图2-3
线路纵断面
线路平纵面设计满足三个基本要求：
30
40 50 50 60
30
30 40 40 60
550
500 450 400 350 300 250
140
130 120 120 110
110
100 100 90 90
90
90 80 80 70
130
130 120 120 110 100
110
100 100 90 90 80
70
80 80 80 70 70
其中，限制列车运行速度一项，影响到铁路线路的运营能力，也是
我们关注的重点。
（ 1 ）列车运行速度与曲线
半径的关系
（2）曲线上列车最大限制速度 由公式可知，曲线半径数值一 定时，影响列车运行速度的因素是 曲线外轨超高度数值h。曲线外轨超 高度的最大容许值，在单线铁路上 一般取150mm，另外可以考虑一定量 的欠超高度，但以不影响乘客的舒 适度为限。则上公式可以改写为：
在选线设计中，缓和曲线的长度可以按照下表取值：
曲线半径 （m）
4000
3000 2500 2000 1500
Ⅰ级铁路
（1） （2） （3） （1）
Ⅱ级铁路
（2） （3） （1）
Ⅲ级铁路
（2）
30
40 50 60 80
30
30 40 50 70
20
20 20 30 40
20
30 30 40 50
20
6.铁路线路平面图 用一定的比例尺，把线路中心线及其两侧的地面情况投影到水平面 上，就是铁路线路平面图。 线路平面图和纵断面图是铁路勘测设计、施工和运营的重要文件。
图 线路平面图
2.2.2 铁路线路的纵断面及纵断面图
线路纵断面由平道、坡道及设于变坡点处的竖曲线组成。
引种类、机车类型、机车交路、车站分布、到发线有效长度和闭塞类型
等。这些标准是确定铁路能力大小的决定因素，一条铁路选用不同的标 准对设计线的工程造价和运营质量有重大影响，同时又是确定设计线的
工程标准和设备类型的依据。
正线：连结车站并贯穿或直股伸入车站的线路为正线。
到发线是指车站线路中能办理列车到达和出发使用的线路。到发线有效长度
图1-6 反向曲线与夹支线
（2）三者约束条件
1）超高的设置及其变化过程 无论同向或反向曲线，曲线外轨都要设置超高，而在直线地段 则不设超高。超高的变化过程是“从有到无、从无到有”。 2）超高带来的影响 超高将引起车身倾斜度和外轮竖向加速度的不断变化，使机车车 辆的转向架弹簧发生振动和车身发生横向摇摆。
3）轨距加宽值逐渐增大或逐渐减小；
4）曲线外轨超高逐渐增大或逐渐减小。 缓和曲线的特点，目的都是更好地确保列车通过曲线时的安全、平
顺，以及乘客乘坐舒适。
（2）缓和曲线方程式 我国铁路常用的缓和曲线属于三次抛物线型，其方程式为：
式中：
y——缓和曲线上任意点的纵坐标，m； X——缓和曲线L任意点的横坐标，m；
运行的技术方法。 铁路的闭塞装置与信号、联锁装置是保证行车安全，提高运营 效率和加强通过能力的重要设备。 中国的基本闭塞类型有半自动闭塞和自动闭塞。闭塞类型决定 车站作业间隔时分，从而影响通过能力。
铁道概论
第一章 铁路线路
第二节 平面和纵断面
2.2
铁路线路的平面和纵断面
铁路线路在空间的位置是用它的中心线来表示的。
3）如何克服影响 为保持列车运行的平顺，保证乘客乘坐的舒适感，车身摇摆和弹 簧振动应控制在容许程度之内。 A.为了控制车身摇摆的程度，一般规定，夹直线长度应能容纳 2～3辆客车，即50～70m。 B.为了控制车辆转向架弹簧振动的程度，应使第二次振动（车辆 通过第二个曲线的ZH点进入第二个曲线时）发生在第一次振动（车辆 通过第一个曲线HZ点进入夹直线时）消失之后。
20 30 30 40
20
20 20 20 30
20
20 20 20 30
20
20 20 20 20
1200
1000 800 700 600
100
120 150 150 140
80
100 120 120 110
50
60 70 90 90
60
70 90 70 110
50
60 70 40 90
30
40 40 40 60
在线路设计中，夹直线的最小长度值见表
铁路等级
Ⅰ Ⅱ
一般地段
80 60
困难地段
40 30
Ⅲ
50
25
5.曲线附加阻力 基本阻力：列车在空旷地段沿平、直轨道运行时所受 到的阻力。包括车轴与轴承之间、轮轨之间以及钢轨接头 对车轮的撞击阻力等。基本阻力在列车运行时总是存在的。
附加阻力：列车在线路上运行时，受到的额外阻力，
（1）必须保证行车安全和平顺。主要指：不脱钩、不 断钩、不脱轨、不途停、不运缓与旅客乘车舒适等 （2）应力争节约资金。即既要力争减少工程数量、降 低工程造价；又要考虑为施工、运营、维修提供有利 条件，节约运营支出。 （3）既要满足各类建筑物的技术要求，还要保证它们 协调配合、总体布置合理。
2.2.1
铁道概论
第二章 铁路运输基本设备
1.铁路路线 2.铁路车辆 3.铁路机车
4.动车组 5.铁路车站 6.信号与交通设备
铁道概论
第一章 铁路线路
第一节 概述
铁路线路是机车车辆和列车运行的基础。它直接承受机车车辆 轮对传来的压力，为了保证列车能按规定的最高速度 安全、平稳和 不间断地运行，使铁路运输部门能够质量良好地完成客货运输任务， 铁路线路必须经常保持完好状态。
超长交路：一个单程交路由两班乘务组承担
车站分布 为了保证必要的铁路通过能力，
方便沿线的客货运输，铁路上每隔一定
距离需要设置一个车站，车站把一条铁 路线划分成若干个长度不同的区间，车
站就成为相邻区间的分界点，区间和分
界点是组成铁路的两个基本环节。
闭塞类型 用信号或凭证，保证列车按照规定的空间间隔制定
70
70 80 90 100 100 90
50
60 80 70 70 70 70
4.同向曲线、反向曲线、夹直线 （1）定义 转向相同的相邻两曲线称为同向曲线。 转向相反的相邻两曲线称为反向曲线。 介于两同向曲线间或两反向曲线间一般
图1-5 同向曲线与夹支线
不太长的直线，称为夹直线。
设置夹直线的目的：保证行车运行平顺； 确保乘客乘坐舒适感。
R——圆曲线半径，m；
l0——缓和曲线长度，m。
（3）缓和曲线的设置 缓和曲线应有足够的长度，在这个长度内，需完成曲线的外超高顺 坡过程。同时，应该满足以下两点运营要求： 1）车轮的轮缘不致爬上内轨，外轨超高的坡度限制为：
式中:
Kmin——机车或车辆最小轮缘高，mm Dmax——机车或车辆最大固定轴距,mm 当以轮缘最小高度28mm及最大固定轴距6.5代入，得到： 在实际取值中,i0一般不大于2‰，以保证车轮轮缘无爬上内轨危 险。此时计算出缓和曲线长l0为:
用数学公式表达：
式中：
V——列车运行速度，km/h； h——曲线外轨超高，mm； R——曲线的半径，m

Cant
The term is used to indicate the raising of the outer rail on curved track to allow faster speeds than if the two rails were level. Cant compensates for the centrifugal force arising from a train traversing a curve.
是指能满足该区段旅客列车最大编组辆数的长度。一般车站为650米到1000 米左右。
限制坡度在一个区段上,决定一台某一类型的机车所能牵引的货物
列车重量(最大值)的坡度,叫做限制坡度ix‰。
最小曲线半径 非专业的场合也称为“转弯半径”
牵引种类 电力牵引、内燃牵引、蒸汽牵引三种
铁路机车 亦称作火车头、机关车、机车头，是铁路中专门提供动
超高 就是轨道两根铁轨不在同一水平面上。 在 曲线上，为了使车辆行驶平稳，一般外侧轨道 要高于内侧轨道，使车辆向内的倾斜来克服由 于转弯时的离心力。这个轨道高出的部分就叫 超高。
离心力和速度及转弯半径有关。 当半径 一定时 ，速度越快，离心力越大，这时要设置的超高 也就越大。当设置的比正好平衡的值小时，就 是 欠超高。反之就是过超高。
2）设有缓和曲线时 曲线长度:
曲线长度：
β0——缓和曲线角 切线长度：
L0 —— 缓和曲线长度
图2-5 无缓和曲 线的曲线地段
图2-6 设有 缓和曲线的 曲线地段
2.圆曲线 （1）曲线半径对运营的影响 小半径曲线对运营不利，这是因为： 1）限制列车运行速度，增加轮轨磨耗，降低轮轨间的粘着系数， 增加列车运行阻力； 2）增加轮轨设备和维修工作量，增加轨道设备和维修工作量，增 加线路长度。
mg
Байду номын сангаас
2 mv R
h
mg

s
3.缓和曲线
为保证列车安全，使线路平顺地由直线过渡到圆曲线或由圆曲线过 渡到直线，以避免离心力的突然产生和消除，常需要在直线与圆曲线之 间设置一个曲率半径变化的曲线，这个曲线称为缓和曲线，如下图所示
为设有缓和曲线的铁路曲线。
图2-7 曲线设置
（1）缓和曲线的特点 缓和曲线介于直线与圆曲线之间，是一个过渡区域。 缓和曲线的特点为： 1）曲线半径从无穷大逐渐减小到圆曲线的半径R，或从圆曲线的半 径R逐渐增加到无穷大； 2）运行中列车的离心力逐渐增加或逐渐降低；

r
600 （N/KN） R
式中：ωr —— 单位曲线阻力（N/KN）,即列车每一吨重量所摊曲线附加阻力值 R —— 曲线半径（m） 600 —— 据试验得出的数据。
600 （N/KN） 曲线半径愈小，曲线附 根据可知 r R 加阻力愈大，还会给运营工作带来以下不利影响：
区间线路最小曲线半径
铁路线路的平面及平面图
线路的平面由直线、圆曲线以及缓和曲线组成。
1.曲线要素
（1）曲线要素的组成
铁路线路在转向处所设的曲线为圆曲线，其基本组成要素有：曲线
半径R，曲线转角α，圆曲线长L，切线长度T，缓和曲线长度L0。
图2-4 线路曲线地段
（2） 曲线要素的计算 1）不考虑缓和曲线时 直接根据数学公式可以得出：