第3章 铁路运输-铁路线路

在我国，钢轨的类型以每米长度的大致质量的kg整数（kg/m）表示， 现行的标准钢轨类型有：75 kg/m 、60 kg/m 、50 kg/m 等。 我国标准钢轨长度为12.5及25m两种。
为使钢轨接头对接，曲线内股应使用厂制缩短轨。12.5m标准轨的缩
短量为40mm，80mm，120mm三种；25m标准轨的缩短量为40mm，80mm，
1、隧道的基本组成
大瑶山隧道洞门
秦岭隧道的洞身衬砌
五、涵洞
涵洞，设置在路基下的过水建筑物。
设在路堤下面的填土中，是用以通过水流的一种建筑物。
承受通过路基传来的动力载荷，以及路基土体的土压力。
涵洞
§1.4 轨道
一、轨道的组成及作用
钢轨 轨枕 道床 联结零件 防爬设备 道岔
作用：轨道起着机车车辆运行的导向作用，直接承受由车轮传来 的巨大压力，并把它传递给路基或桥隧建筑物。
（2）混凝土轨枕
宽轨枕
4、轨枕的布置
（1）每千米配置轨枕根数
我国铁路规定：
木枕轨道：1440~1920
混凝土枕轨道：1440~1840
配置轨枕数示意图
符合左下侧条件之一的地段，轨道应该加强，即每千米的轨枕数需要增加。
1)混凝土枕轨道上，半径小于600米的曲线地 段；或木枕轨道、电力牵引线路，半径小于800 米的曲线地段。 2)坡度大于12‰的下坡制动地段。 3)长度大于等于300米的隧道地段。 木枕增加160根 混凝土增加80根； 当条件重合时，只增加一次， 并且不能超过数目最大值。
信号标志主要有 警冲标 设在两会合线路间距离为4m的中间。线间 距离不足4m时，设在两线路中心线最大间 距的起点处。警冲标用来指示机车车辆的 停留位置，防止机车车辆侧面冲撞。
站界标 设在双线区间列车运行方向左侧最外方顺 向道岔（对向出站道岔的警冲标）外不少 于50m处，或邻线进站信号机相对处。
预告标 设在进站信号机外方900、1000及1100m处 ，但在设有预告信号机及自动闭塞的区段 ，均不设预告标。在双线区间，退行的列 车看不见邻线的预告标时，在距站界外 1100m处特设一个预告标
§1.3 铁路路基及桥隧建筑物
铁路路基是轨道的基础，承受并传递轨道的重量及列车的动载荷。
一、路基的断面形式
通常，把垂直于线路中心线的路基横截面称为路基横断面，简 称路基断面。按照路基所处的地势情况与横断面的形状，路基断面 可以分为6类： 1、路堤 路基设计标高高于地面标高，用土、石填筑而成的路基。
隧道，铁路穿越山岭所开凿的地下通道。
其底部承托着轨道，四周承受着围岩的压力。 隧道也可以代替桥梁，从河道、海峡下穿过，即水下隧道。
内昆线安边2号隧道
1、隧道的基本组成
隧道是修筑在地层内的建筑物，铁路隧道结构由主体建筑物和附 属建筑物组成。 主体建筑物——洞门、洞身衬砌。作用是保持隧道的稳定，保证 列车的安全运行。 附属建筑物——避车洞、防排水设施、通风设施。为隧道安全、 养护与维修隧道的需要而设置。
钢轮钢轨系统
轮缘是有 高度h和坡 度的，钢 轨顶面也 是由圆弧 组成，保 证钢轮向 中间靠。
二、钢轨
1.钢轨的功用
1）支承和引导车轮；
2）为车轮滚动提供阻力较小的表面；
3）承受车轮的作用力并传布于轨枕； 4）在电气化铁路和自动闭塞区段，作
为轨道电路使用。
2.钢轨的特点
钢轨的作用要求它应当具备足够的刚度、韧度、硬度、顶面粗糙等特点。 刚度——抵抗由动荷载引起的挠曲变形； 韧度——防止动荷载引起钢轨折断； 硬度——防止被车轮压陷或磨损太快； 顶面粗糙度——有利于机车的牵引力、制 动力的实现。
二、铁路车站
铁路车站及枢纽在铁路运输中的作用 1.车站时铁路运输生产的基本单位 2.对保证铁路运输工作质量起着决定性作 用。 3.其能力也是铁路运输能力的重要组成。 4.在铁路投资和固定资产占很大比重。 5.沟通城乡，联系城际和国内外的门户， 又是联系社会生产、分配、交换和消费 的纽带，对巩固国防有重大作用。
3)保持钢轨方向、位置、轨距。
2、轨枕的特点
坚固耐久、具有弹性、造 价合理、制造维修方便。
3、轨枕的分类
按制作材料分，有钢筋混凝土枕和木枕两种。 我国铁路所使用的主要是预应力混凝土枕。
木枕
钢筋混凝土轨枕
按用途分，有普通轨枕、岔枕和桥枕。
（1）木枕
木枕的弹性 是最好的， 结构是最简 单的。由于 资源有限， 在我国除了 桥上、道岔 上很少使用 。
3、 钢轨断面
作用于直线轨道钢轨上的力主要竖直力，其结果使钢轨挠曲，为了使 钢轨具有最佳的抗挠曲性能，钢轨采用“工”字形断面，由轨头、轨腰 和轨底组成。 为使钢轨更好承受来自各方面的力，钢轨应具有一定高度；轨头为适
应轮轨接触，应大而厚，并具有足够面积；为保证稳定性，轨底应有足
够宽度和一定厚度。
4、钢轨类型及长度
线路平面
线路纵断面
1、铁路线路的平面及平面图
（1）铁路线路的平面 直线和曲线是铁路平面的组成要素 列车受到的阻力类型 基本阻力：列车在空旷地段沿平、直轨道 运行时受到的阻力。 附加阻力：线路上受到额外阻力，如坡道 阻力、曲线阻力，启动阻力。附加阻力随 列车运行条件或线路平面、纵断面情况而 曲线阻力如何产生的？ 定。
路堤断面简图
一、路基的断面形式
2、路堑
路基设计标高低于地面标高，通过挖掘而形成的路基。
路堑断面简图
路 堑 实 物 图
一、路基的断面形式
3、 不填不挖路基
路基设计标高与地面标高相同，轨道直接铺设在经过处理的天
然地面上。
4、 半路堤
不填不挖路基断面简图
在山岳地区，通过部分填筑而形成的路基。
半路堤断面简图
一、路基的断面形式
5、半路堑
在山岳地区，通过部分挖掘而形成的路基。
半路堑断面简图 半路堑实物图
一、路基的断面形式
6、半路堤半路堑
经过填、挖两部分构成的路基。
半路堤半路堑断面简图
三、桥梁
桥梁，在铁路架空的部位承托轨道。
内昆线金沙江大桥
桥梁受力
1.1 桥梁术语及其分类
公路常用10m、16m、20m、40m 铁路常用20m、24m、32m、48m 桥长：两桥台侧墙或八字墙尾端之间的距离。 桥下净空高度：设计洪水位（通航水位）与桥跨结构最下 缘的高差H。 桥梁建筑高度：桥面与桥跨结构最下缘的高差h 。
三、线路标志
1、线路标志的作用
线路的标志是为线路的维修和养护和司机和车长等工作上的需要而 设置的。
2、线路标志的类型及设置地点
（1）里程标(公里标、半公里标) 公里标从铁路线路起点开始，每走一公里设置一个；半公里标设于 线路的半公里处。
2、线路标志的类型及设置地点
（2）曲线标
为曲线的技术参数，在上
缘水平连线CD交点O的纵向连线。如下图所示：
L
A
L/2
C
D
O
B
二、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。 1、变坡点、坡段、坡度、竖曲线
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二、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。 1、变坡点、坡段、坡度、竖曲线
坡度指以坡段终点对起点的高差与两点之间水平距离的比值. 用 i‰表示。
列车通过曲线时，由于离心力的作用，使得外侧 车轮轮缘挤压外轨，摩擦增大；同时由于外轨长 于内轨，内车轮在轨面上滚动时产生相对滑动， 从而产生了曲线阻力。 曲线阻力大小可用公式计算：
W表示单位曲线阻力，即列车每吨重量分摊的曲线阻力 适用于曲线长度大于或等于列车长度的情况
600 w R
(2)缓和曲线
段管线是指机务、车辆、工务、电务段等 专用并由其管理的线路 岔线是指在区间或站内接轨，通向路内外 单位的专用线路 特别用途线是指安全线和避难线
铁路线路的平面和纵断面
线路中心线在水平面上的投影，叫做铁路线路的平 面(俯视)，表明线路的直、曲变化状态； 线路中心线展直后在铅垂面上的投影，叫铁路线路 的纵断面（侧视），表明线路的坡度变化。
一、铁路线路
铁路线路是机车和车辆运行的基础。 铁路线路是由路基、桥隧建筑物和轨道组 成的一个整体工程结构
二、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。
2）缓和曲线的特点
F m
F 0
直线
v2

v2 F m R
缓和曲线
ρ=∞ ρ=R
① 缓和曲线半径从∞→R（或 R →∞ ）； ② 运行中列车的离心力逐渐↑（或↓）；
圆曲线
17
曲线路段对运营的影响
v2 h 11.8 R
◢ 限制列车运行速度； ◢ 增加轮轨磨耗； ◢ 增加轨道设备；
v
h
hR v 11.8
i表示坡度值，L=1500， h=9，则i为千分之6
Qg α L
坡道与坡道阻力示意图
（2）限制坡度
每一铁路区段都是由许多平道和不同坡度的坡道组成的。 坡道的坡度不同，它们对列车重量的影响也就不同。坡度 越大，阻力越大，列车牵引重量越小。
决定一台机车所能牵引货物列车最大重量 的坡度，叫做限制坡度。
线路中心线是指距外轨半个轨距的铅垂线 AB与两路肩边
160mm三种。
列车在线路上运行时，会听到什么声音？
Joke!
5、轨缝
普通轨道为适应钢轨热胀冷缩的需要，钢轨接头处必须留有一定的 缝隙。预留轨缝不应太小，以免高温时钢轨伸长而无伸长余地；轨缝也 不应太大，以免低温时钢轨缩短，缝隙过大，严重影响运行。
三、轨枕
1、轨枕的功用
1)承受钢轨的垂直力、水平力。 2)传递这二力给道床和路基。
1、轨道结构的形式
钢轮钢轨的轨道结构 钢轨顶面提供车辆走行面，钢轮的轮缘 和钢轨侧面的相互作用则提供导向力。 采用橡胶轮胎等形式的轨道结构 必须有走行面及侧向的挡板，车辆除走 行轮外还水平安置了导向轮。 磁悬浮列车非接触式的轨道结构，则必 须提供侧向非接触式的导向力。
轨道结构的形式
最常见的 钢轮钢轨 系统由钢 轮轮缘和 钢轨之间 的作用里 来提供导 向力。
标准跨径：
桥梁分类
桥梁分类 用途 材料 结构体系 桥面位置 工程规模
跨越对象
其他
用途
公路桥
铁路桥
公铁两用桥
人行桥
农桥
渡槽
管线桥
材料
钢桥
钢筋混凝土桥
预应力混凝土桥
结合桥
圬工桥
桥梁分类（续）
结构体系
梁式桥
拱桥
悬索桥
组合体系
桥面位置 上承式桥 中承式桥 下承式桥
其他
跨线桥
立交桥
开启桥
浮桥
漫水桥
四、隧道
车站的分类
会让站 越行站 中间站 区段站 编组站 货运站 客运站
铁路枢纽
本章内容：
§1.1 线路平面 §1.2 线路纵断面
§1.3 线路平面和纵断面图
§1.4 线路标志
铁路线路是机车车辆和列车运行的基础。
铁路线路是由路基、桥隧建筑物和轨道组成的
一个整体工程结构。
铁路线路分类
铁路线路分为正线、站线、段管线、岔线 及特别用途线 正线是指连接车站并贯穿或直股伸入车站 的线路 站线是指站内除正线以外的到发线、调车 线、牵出线、货物线及站内指定用途的其 他线路
引导员接车地点标 列车在距站界200m以外，不能看见引导人 员在进站信号机或站界标处显示的手信号 时，须在列车距站界200m外能清晰地看见 引导人员手信号的地点设置引导员接车地 点标。
司机鸣笛标 设在道口、大桥、隧道及视线不良地点的 前方500~1000m处。司机见此标志，须长 声鸣笛提醒人们列车即将到达
max
hq R
11.8
◢ 增加轨道养护维修费用。
18
2、铁路线路的纵断面及纵断面图
（1）铁路线路的纵断面 为了适应地面的起伏，线路上除了平道以 外，还修成不同的坡道，平道和坡道就成 了线路纵断面的组成要素 坡度表示坡道线路中心线与水平面夹角的 h i tan 正切值 h
L
F2 F1
面标明曲线的有关要素(曲线 长度、缓和曲线长度、曲半径、
超高、加宽)。
该标设置于圆曲线的中部， 示意图如下：
2、线路标志的类型及设置地点
（3）坡度标
表示该坡道的坡度大小及坡段长度，并用箭头表示上坡和下坡。 坡度标设在变坡点处。
2、线路标志的类型及设置地点
（4）桥梁标
设在桥梁中心里程（或桥头）处，标明桥梁编号和中心里程。
1) 设置缓和曲线的原因
v2 F m R
圆曲线
圆曲线
F 0
直线
R
15
(2) 缓和曲线
1) 设置缓和曲线的原因
F 0
F m
v2

v2 F m R
直线
缓和曲线
圆曲线
ρ=∞
ρ=R
为了使列车安全、平顺地由直线运行到圆曲线 (或由圆曲线运行到直线） 而在直线与圆曲线之间设置一个曲率半径逐渐变化的曲线称为缓和曲线。